DE230331C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 230331 KLASSE 47h. GRUPPE

JAMES HENRY APJOHN in LONDON.

Wechselgetriebe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. September 1908 ab.

Gegenstand der Erfindung ist ein Wechselgetriebe, bei welchem von einem Treibrad aus die Bewegung mittels Klinken oder Zahntrieben durch eine pneumatische Kupplung übertragen wird, welche aus mit dem getriebenen Teile verbundenen Zylindern und darin luftdicht geführten, mit dem getriebenen Teil verbundenen Kolben besteht. Die Erfindung besteht darin, daß ein achsial auf der Antriebswelle verschiebbares Kurvenstück I vorgesehen ist, welches die Auslaßventile der Zylinder fortgesetzt abwechselnd ganz öffnet und ganz schließt, in welch letzterem Falle durch das Treibrad mittels der Kolben ein Stoß auf die Zylinderböden und dadurch auf die angetriebene Welle ausgeübt wird.

Die Zeichnung veranschaulicht . die Erfindung, und zwar zeigt

Fig. ι einen teilweisen Schnitt und eine teilweise Seitenansicht des Getriebes;

Fig. 2 stellt dasselbe in einem teilweisen Querschnitt und teil weiser Vorderansicht dar, während

Fig. 3 und 4 eine Sonderbauart zur Bewegung der Ventile in Seitenansicht und Vorderansicht veranschaulichen.

Das Treibrad α ist ein Zahnrad, welches auf der Welle b fest angeordnet ist. Auf diese Welle b ist eine Scheibe c lose aufgeschoben, so daß. sie sich frei auf der Welle b drehen kann. Die Scheibe c steht in fester Verbindung mit der getriebenen Welle d, die in der Verlängerung der Welle b liegt. An der Scheibe c sind vier Hohlzylinder e angebracht, und zwar sind dieselben paarweise mit ihren Rücken gegeneinanderliegend am Umfange der Scheibe c symmetrisch angeordnet. In jedem der Zylinder ist ein Kolben f luftdicht geführt. In das Treibrad α greifen Zahntriebe g ein, welche am Umfange der Scheibe c, im vorliegenden Falle am besten zwischen den einzelnen Zylinderpaaren angeordnet sind. Die Wellen der Zahntriebe g sind durch das Zylindergehäuse hindurchgeführt und tragen auf den freien Enden je eine Kurvenscheibe^) und eine Kurbelscheibe φ¹. Sowohl die Triebe g als auch die Kurbelscheiben ft¹ sind mit Zapfen g¹ versehen, an welchen die Zugstangen g² angreifen. Diese Zugstangen stehen mit den Zapfen h¹ der Arme h² in. Verbindung, die an einem Ringe h angebracht sind. Letzterer ist auf einen Ansatz c¹ der Scheiben c derart lose aufgesetzt, daß er auf diesem eine schwingende Bewegung ausführen kann.

An den Armen h² sind die Kolben f befestigt, welche die schwingende Bewegung der Arme h² mitmachen müssen.

An dem Boden eines jeden Zylinders e ist eine Öffnung vorgesehen, die durch ein Ventil geschlossen werden kann, und zwar empfiehlt es sich, je ein Ventil zwischen jedem Zylinderpaar so anzuordnen, daß sich mit demselben die Öffnungen beider Zylinder desselben Zylinderpaares gleichzeitig schließen lassen.

Sobald die Ventile geschlossen sind, können die Kolben in den Zylindern nur so weit vorwärts bewegt werden, bis der Widerstand der in den Zylindern zusammengepreßten Luft gleich der auf die Kolben wirkenden Kraft ist. Dann hört jede weitere Bewegung der Kolben im Zylinder auf. Dadurch werden

aber auch gleichzeitig die Zahntriebe g festgestellt, und infolgedessen wird eine starre Verbindung zwischen dem Treibrade α und der Scheibe c geschaffen.

Wenn dagegen die Ventile i offen sind, ist der einzige Widerstand, den die Triebe g finden, die Reibung der Kolben f in ihren Zylindern. Diese Reibung ist aber geringer als der Reibungswiderstand, den die Scheibe c

to findet, und infolgedessen wird die Bewegung der Triebe g und der Kolben f nicht auf die Scheibe c übertragen, d. h. bei geöffneten Ventilen steht die Scheibe c still.

Wenn, wie auf der Zeichnung dargestellt ist, die Zylinder paarweise angeordnet sind, wird in dem einen Zylinder die Luft zusammengedrückt, im anderen Zylinder dagegen ein Unterdruck erzeugt. Sind nun die Ventile, i derart. angeordnet, daß sie die Zylinder miteinander verbinden, anstatt daß die Luft ins Freie geleitet wird, so tritt die Luft bei der Bewegung der Kolben aus einem Zylinder in den anderen über, wobei auch jedes Geräusch vermieden wird. Dadurch, daß die Zylinderachsen, entsprechend dem Getriebe, kreisförmig gebogen sind, wird sowohl die Reibung vermindert, als auch an Platz gespart.

Werden die Ventile während des Umlaufes des Treibrades α abwechselnd geöffnet und geschlossen,- so bewegen sich die Kolben f in den Zylindern e während der Zeit, während der die Ventile offen sind, ohne irgendwelche treibende Kraft, und daher bewegt sich das Treibrad schneller als die getriebene Scheibe. Sobald alsdann die Ventile i wieder geschlossen werden, erfolgt durch das Treibrad ein Stoß auf die Kolben. Dieser Stoß drückt die Luft in den Zylindern e zusammen, welche sich aber sofort wieder ausdehnt und dadurch eine .Drehung der Scheibe c gegen das Treibrad a verursacht.

Das wechselweise öffnen und Schließen der Ventile kann auf verschiedene Weise herbeigeführt werden. Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung steht jedes Ventil mit einem Steuerarm / in Verbindung, der bei j¹ drehbar befestigt und dessen Bewegung auf die Ventile i durch Winkelarme s übertragen wird, welche mit den Köpfen i¹ der Ventilstangen verschraubt sind. Jeder Steuerarm j ist mit einer Rolle /² versehen, die unter dem Einfluß einer Schraubenfeder k sich gegen eine elliptische Scheibe I anlegt, und zwar ist die Einrichtung so getroffen, daß, wenn die Rollen von der Mittelachse weggedrückt werden, die Ventile geöffnet werden, daß sich dagegen die Ventile wieder schließen, wenn die Rollen j² sich der Mittelachse wieder nähern.

Die elliptische Scheibe I ist mittels Feder und Nut auf einer Hülse m verschiebbar angebracht, welche ihrerseits lose auf die Welle d aufgeschoben ist, so daß sich also diese Welle frei in der Hülse m drehen kann. Die Verschiebung des Teiles I auf der Hülse m kann mit Hilfe des Winkelhebels n, n¹ erfolgen.

Die beiden äußeren Enden des elliptischen Teiles I sind zylindrisch geformt, und zwar erhält das eine zylindrische Ende solchen Durchmesser, daß die Rollen j², sobald sie auf diesem Teile umlaufen, die Ventile i geschlossen halten, während dem anderen Ende ein solcher Durchmesser erteilt wird, daß von demselben die Ventile offen gehalten werden. Wenn die Rollen an dem mittleren Teile von I anliegen, werden die Ventile abwechselnd geöffnet und geschlossen werden. .

Die Hülse m mit dem darauf verschiebbaren Teil / wird durch die Kettenübersetzung 0, o¹, o², o³, o^l, o⁵ in Umdrehung versetzt, und zwar ist die Übersetzung so gewählt, daß die Hülse m die halbe Umdrehungsgeschwindigkeit desTreibrades α erhält.

Solange die Rollen j² auf dem hinteren Ende des Teiles I umlaufen,. ist das Getriebe ausgerückt. Um dasselbe einzurücken, ist es nur erforderlich, mit Hilfe des Hebels n, n¹ den Teil I in Richtung der Achse so zu verschieben, daß die Rollen von dem hinteren Ende des Teiles I auf den mittleren Teil des- go selben gelangen. Alsdann werden die Ventile plötzlich geschlossen, die Kolben f und die Zylinder e erhalten einen Anstoß, und die Drehbewegung der Scheibe c beginnt. Solange die Triebscheibe sich in Ruhelage befindet, werden bei jeder Umdrehung des Antriebsrades durch den Teil I den Ventilen zwei Anstöße erteilt, sobald aber .die Geschwindigkeit der Triebscheibe zunimmt, vermindert sich natürlich der Unterschied in den Umdrehungsgeschwindigkeiten zwischen dem Teile I und der Triebscheibe c, da beide in derselben Richtung umlaufen, und damit vermindert sich auch die Anzahl der Anstöße, bis schließlich die Triebscheibe dieselbe Geschwindigkeit erlangt hat wie die Kurvenscheibe /, d. h. mit halb so großer Geschwindigkeit umläuft wie das Antriebsrad. Das abwechselnde Öffnen und Schließen der Ventile kann schließlich dadurch eingestellt werden, daß der Teil /110 weiter verschoben wird, bis die Rollen p den eigentlichen Kurventeil verlassen und auf das vordere zylindrische Ende des Teiles I auflaufen, wobei dann alle Teile des Getriebes die gleiche Geschwindigkeit annehmen.

Um eine zwangläufige Führung der Ventile i herbeizuführen, wird an jedem der Steuerarme j noch eine Rolle q angebracht, welche in dem Bereiche einer Kurvenscheibe p steht, die fest auf der Welle des zugehörigen Zahntriebes g angebracht ist.

Die Kurvenscheibe p ist derart ausgebildet,

daß sie sich gegen die Rolle q anlegt und dadurch den Steuerarm / nach der Welle d hin dreht, sobald die Rolle ;² den höchsten Punkt der Kurvenscheibe I überschritten hat, daß sie die Rolle q aber wieder verläßt, sobald die Rolle j² wieder auf die Steigung der Kurvenscheibe / aufläuft. Infolgedessen wird der Steuerarm j durch die Kurvenscheibe I zwangsweise von der Achsmitte entfernt und

ίο durch die Kurvenscheibe p zwangsweise der Achsmitte wieder genähert.

In Fig. 3 und 4 der Zeichnung ist eine besondere Steuerung für die Ventile zur Darstellung gebracht, durch welche ein zwangläufiges Öffnen und Schließen derselben herbeigeführt wird. Zu diesem Zwecke ist der Kurventeil I in fünf Abschnitte eingeteilt, von denen der mittlere Teil zylindrisch ist und den größten Durchmesser der zu beiden Seiten liegenden elliptischen Scheiben besitzt, während die beiden an den Enden liegenden Abschnitte den kleineren Durchmesser der elliptischen Teile aufweisen. Bei dieser Ausführung trägt jeder Steuerarm zwei Rollen j^z, die an den Enden eines Armes jⁱ in verschiedenen Ebenen derart angeordnet sind, daß, wenn eine der Rollen sich gegen den von der Achse am weitesten entfernten Teil der Kurvenscheibe anlegt, die andere Rolle sich auf demjenigen Teil der Kurvenscheibe befindet, welcher der Achse am nächsten liegt, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Bei dieser Ausführung wird der Steuerarm /⁴ bei j¹ (Fig. 2) drehbar befestigt, wobei die eine Rolle /³ die Steuerung des Winkelarmes s des Ventiles i übernimmt, während die andere Rolle j^a das zwangsweise Zurückgehen der ersten Rolle nach der Achsmitte hin veranlaßt. So erfolgt in einfacher und doch sicherer Weise eine zwangläufige Steuerung der Ventile.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Wechselgetriebe, bei welchem von einem Triebrade aus die Bewegung auf ein getriebenes Rad unter Vermittlung von Klinken oder Zahntrieben durch eine pneumatische Kupplung übertragen wird, welche aus mit dem einen Teile verbundenen Zylindern und darin luftdicht geführten, mit dem anderen Teil verbundenen Kolben besteht, gekennzeichnet durch ein achsial verschiebbares Kurvenstück (I), welches die Auslaßventile der Zylinder fortgesetzt abwechselnd ganz öffnet und ganz schließt, in welch letzterem Falle durch das Treibrad mittels der Kolben ein Stoß auf die Zylinder und dadurch auch auf die angetriebene Welle ausgeübt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.