DE248494C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 248494 KLASSE 47h. GRUPPE

Umlaufräderwechselgetriebe. Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. Februar 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf Wechselgetriebe zum Regeln der Umlaufgeschwindigkeit einer Hauptantriebswelle oder eines sonstigen, Arbeit abgebenden Teiles. Die Bewegung soll von Riemscheiben oder sonstigen Transmissionsteilen abgeleitet werden, und es soll ein willkürlicher Wechsel zwischen einer niedrigen und einer hohen Umlaufgeschwindigkeit der Hauptantriebswelle möglich sein.

ίο Gegenüber gleichartigen älteren Wechselgetrieben zeichnet sich der Erfindungsgegenstand vor allem durch die Einfachheit seiner baulichen Anordnung aus, ferner dadurch, daß, wenn die getriebene Welle mit höchster Geschwindigkeit umläuft, die zwischen dem Transmissionsteil und dieser Welle eingeschalteten Übersetzungsräder in bezug aufeinander in Ruhe verharren und die Welle direkt ohne Zwischenübersetzungen angetrieben wird. Daher ist das neue Wechselgetriebe besonders zum Anlassen von Arbeitsmaschinen geeignet, denn der Verschleiß aller Teile, die nur bei der geringeren Geschwindigkeit verwendet werden, ist aufs äußerste herabgemindert und bei der Höchstgeschwindigkeit jeder unnötige Kraftverlust vermieden.

Auf der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Vorrichtung und Fig. 2 eine Stirnansicht, zum Teil im Schnitt nach b-b der Fig. 1, nach Wegnahme der links von dieser Linie befindlichen Teile in Richtung des eingetragenen Pfeiles gesehen. Fig. 3 zeigt in ihrer oberen Hälfte (oberhalb der Linie c-c) die Ansicht von links auf das angewendete Freilaufgetriebe und in ihrer unteren Hälfte das nämliche Getriebe nach Wegnahme der unteren Hälfte des mit Innenverzahnung versehenen Kranzes.

Die Erfindung ist als Anlaßvorrichtung für eine Kettenscher- (Aufbäum-) Maschine dargestellt, bei welcher die Hauptantriebswelle 2 eine Treibwalze 4 trägt, die durch reibende Berührung den zum Aufwickeln der Kette dienenden Baum in Drehung zu setzen vermag. Maschinen dieser Art konnten bisher nur langsam betrieben werden, da gewöhnlich eine beträchtliche Anzahl von Kettenfäden um den Baum gewunden wird und es notwendig ist, diesen mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit anlaufen zu lassen, damit nicht feine Garne durch plötzliche Anspannung gestreckt oder zerrissen werden. Ferner ist es recht schwierig und erfordert beträchtlichen Kraftaufwand, beim Anlaufenlassen des Baumes seine Massenträgheit zu überwinden, zumal wenn er mit Garn nahezu gefüllt ist. Will man aber höhere Arbeitsgeschwindigkeiten erreichen, so muß man den Baum mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit anlaufen lassen und seine Umlaufgeschwindigkeit stufenweise steigern, mit anderen Worten, man muß eine Kettenschermaschine, was bisher nicht geschehen ist, mit einer Anlaßvorrichtung ausrüsten. Zu einer solchen ist, wie oben dargelegt, das Wechselgetriebe nach der Erfindung besonders geeignet. Es erspart Energie und verhindert unzulässige Spannung der Fäden oder Erschütterungen

der Maschine. Die Erfindung ist indessen nicht auf den hier beschriebenen und durch die Zeichnung erläuterten Anwendungsfall beschränkt, vielmehr läßt sie sich bei jeder Maschine und bei jeder Vorrichtung anbringen, bei der es darauf ankommt, einen Hauptantriebsteil bald mit niedriger, bald mit hoher Geschwindigkeit in Umlauf zu setzen.

In Fig. ι ist ein Stück einer Kettenschermaschine ersichtlich, und zwar ist 2 die in Lagern 3 am Maschinenrahmen gelagerte Hauptantriebswelle. Die Welle 2 trägt eine Treibwalze oder Reibtrommel 4, welche den Platz zwischen dem gezeichneten Rahmenständer 5 und einem nicht eingezeichneten gleichartigen Ständer auf der gegenüber befindlichen Maschinenseite einnimmt. Fliegend auf der Welle 2 ist mittels des Keiles 7 ein Bremsrad 6 befestigt. Der Umfläche des Bremsrades 6 steht ein Bremsschuh 8 gegenüber (Fig. 2), der mittels eines auf der Welle 10 durch die Stellschraube 11 befestigten Armes 9 angelegt und abgerückt werden kann. Die Steuerwelle 10 selbst wird durch ein beliebiges geeignetes Glied, z. B. einen Fußtritt oder Hebel, verdreht;. dieses Glied ist nicht mit eingezeichnet, weil es keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bildet.
' Das der Darstellung zugrunde gelegte Mittel, um die Welle 2 in Drehung zu versetzen, besteht in einer Reihe von Riemscheiben, von denen jeweils eine durch einen umlegbaren Riemen angetrieben wird. Am besten werden drei Scheiben in folgender Weise angeordnet:

Die äußere Scheibe 12 ist auf der Welle 2 lose drehbar und wird durch einen mittels der Schraube 14 auf dem Wellenende befestigten Stellring 13 am Abgleiten verhindert. Die der Scheibe 12 benachbarte Scheibe 15 besitzt den nämlichen Durchmesser wie jene und ist ebenfalls auf der Welle 2 lose drehbar. Die Scheibe 15 trägt an ihrer Nabe 17 ein Zahnrad 16, welches mit ihr durch einen Keil 18 auf Drehung gekuppelt ist. Die dritte Scheibe 20 besitzt ebenfalls den nämlichen Durchmesser wie die Losscheibe 12, sitzt aber fest auf der Welle 2, indem sie durch einen Keil 21 gegen Verdrehung und durch die Stellschraube 22 gegen Längsverschiebung gesichert ist. Die Nabe der Scheibe 20 und der Stellring 13 verhindern Längsverschiebung der Scheiben 12 und 15 auf der Welle 2.

Von der Scheibe 20 wird die Welle 2 direkt mit der höchsten Geschwindigkeit umgetrieben ; hingegen überträgt sich die Drehung der Scheibe 15 auf die Welle 2 mit verringerter Geschwindigkeit. Die Übersetzung ins Langsame geschieht unter Mitwirkung der Festscheibe 20 durch ein neuartiges Umlaufräderwerk, dessen Bauart folgende ist:

Zwischen der Nabe der Scheibe 20 und der Nabe der Bremsscheibe 6 ist auf der Welle 2 lose drehbar ein Kupplungsglied 23 angeordnet. Das Kupplungsglied 23 besitzt ähnliche j Gestalt wie ein Wagenrad, nämlich eine zylindrische Felge 24 und einen Spurkranz 25 (Fig. 1). Vom Spurkranz 25 erstreckt sich nach außen ein Arm 26 (Fig. 2 und 3), der am Maschinenrahmen 5 festgehalten wird, um das Kupplungsglied gegen Mitdrehung durch die Welle 2 zu sichern. Der Arm 26 erstreckt sich über die Umfläche der Bremsscheibe 6 hinaus; beispielsweise kann die Steuerwelle 10 als Befestigungsmittel dienen, indem das Ende des Armes bei 27 gegabelt ist und die Welle 10 mit seinen Zinken umfaßt. Den Felgenteil des Kupplungsgliedes 23 umschließt ein mit Taschen 29, 29 usw. ausgerüsteter Ringteil 28, der mit einem seitlich überhängenden, innen verzahnten Kranz 30 ein einheitliches Stück bildet. Die Taschen 29, 29 usw. besitzen Keilform und dienen zur Aufnahme je einer Rolle 31, die den Felgenteil 24 des Kupplungsgliedes 23 berührt. Der Durchmesser der Rollen 31 ist so gewählt, daß sie, wie in Fig. 3 bei 32 mit gestrichelten Linien angegeben, in den weiten Enden der Taschen 29 lose liegen können; hingegen stellen sie in den engen Taschenenden eine Klemmkupplung zwischen dem Kranz 28 und dem Felgenteil 24 her. Diese Anordnung ist bei Freilaufgetrieben allgemein gebräuchlich; wie ersichtlich, gelangen die Rollen 31, wenn der innen verzahnte Kranz 30 im Sinne des in Fig. 3 eingetragenen Pfeiles gedreht wird, in die weiten Taschenenden. Dann dreht sich der Kranz 28 lose auf dem Kupplungsglied 23. Wird hingegen der Kranz 30 in entgegengesetztem Sinne gedreht, so werden die Rollen 31 in die engen Taschenenden gedrängt und zwischen dem Kranz 28 und dem Felgenteil 24 festgekeilt, so daß sie den Zahnkranz 30 mit dem umdrehbaren Kupplungsglied 23 kuppeln. Auf der Vorderfläche des Felgenteiles 24 ist mittels der Schrauben 34, 34 usw. ein dünner Deckring 33 befestigt, gegen welchen sich die Stirnenden der Rollen 31 und die Stirnfläche des Kranzes 28 legen, so daß die Rollen nicht herausfallen können und der Kranz am Flansch 25 anliegen bleibt.

Die Scheibe 20 besitzt auf einem ihrer Arme 36 ein durchbohrtes Auge 35, welches als Lager für einen Drehbolzen 37 dient. Das eine Bolzenende ist bei 39 abgesetzt, und der so gebildete Zapfen 38 ist durch Vernietung mit einem Zahntrieb 40 starr verbunden, welcher mit dem innen verzahnten Kranz 30 kämmt. Auf dem ebenfalls zu einem Zapfen ausgebildeten gegenüberliegenden Ende des Bolzens 37 sitzt ein Zahntrieb 41, der von der Vorsetzmutter 43 nebst Unterlagscheibe 44 gegen den

Bolzenabsatz 42 gedruckt wird und durch den Keil 45 gegen Drehung auf dem Bolzen gesichert ist. Der Zahntrieb 41 kämmt mit dem Zahnrad 16 auf der Nabe 17 der Scheibe 15.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung ist die folgende:

Ein nicht eingezeichneter Treibriemen verbindet die Vorrichtung mit einer Kraftquelle, welche in einem Deckenvorgelege oder einem Primärmotor bestehen kann; für gewöhnlich nämlich, wenn die Maschine stillsteht, läuft der Riemen auf der Losscheibe 12. Damit die Hauptantriebswelle zunächst mit geringer Geschwindigkeit umzulaufen beginnt, wird der Treibriemen von der Losscheibe 12 auf die zweite Scheibe 15 umgelegt. Die Riemenumlegung erfolgt von Hand oder mittels eines Hebels, der nicht mit eingezeichnet ist, weil er nicht zum Wesen der vorliegenden Erfindung gehört. Der Riemen ist so angeordnet, daß er die Scheibe 15 im Sinne des Pfeiles χ (Fig. 2) umtreibt; dementsprechend dreht das auf ihrer Nabe 17 sitzende Zahnrad 16 den Zahntrieb 41 in dem durch den Pfeil y angegebenen Sinn. Da der Zahntrieb 41 fest auf dem Bolzen 37 sitzt und der Bolzen mit dem Zahntrieb 40 starr verbunden ist, dreht sich der letztere im nämlichen Sinn, ist also bestrebt, den mit Innenverzahnung versehenen Kranz 30 in' rückläufigem Sinn umzutreiben, wie durch den Pfeil ζ angegeben. Das dem Kranz 30 erteilte Drehmoment wirkt also im entgegengesetzten Sinne wie das der Scheibe 15 erteilte. Aus Fig. 3 ist nun ersichtlich, daß der Kranz 30 in jener Richtung, nämlich dem Pfeil in Fig. 3 entgegen, nur eine geringe Bewegung ausführen kann, bis die Rollen 31 zwischen dem Ringstück 28 des Zahnkranzes 30 und dem Kupplungsglied 23 eine Sperrung herstellen. Mit anderen Worten: Wenn die Scheibe 15 im Sinne des in Fig. 2 eingetragenen Pfeiles χ umgetrieben wird, so wirkt der zwischen jene Scheibe und den Kranz 30 eingeschaltete Zahnrädersatz in der Weise, daß der Kranz 30 sich so lange im Sinne des Pfeiles ζ bewegt, bis ihn die Rollen gegen das Kupplungsglied 23 sperren. Da nun das Kupplungsglied 23 durch seinen am Maschinenrahmen festgehaltenen Arm 26 an der Drehung gehindert wird, kann sich auch der Zahnkranz 30 unter dem Einfluß des Triebes 40 nicht weiterdrehen; vielmehr rollt sich der Trieb 40 mit Planetenbewegung im Sinne des Pfeiles χ am Zahnkranz 30 ab. Da der Zahntrieb 40 auf einem Arm der Scheibe 20 gelagert ist, wird diese im nämlichen Drehsinn wie die Scheibe 15 mitgenommen, jedoch mit einer den Übersetzungsverhältnissen zwisehen den Zahnrädern 16, 41, 40 und 30 entsprechenden kleineren Geschwindigkeit. Da die Scheibe 20 auf der Welle 2 festgekeilt ist, wird letztere mit der nämlichen Geschwindigkeit umgetrieben, und es erhellt, daß durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwisehen den Zahnrädern die Umlaufgeschwindigkeit der Welle innerhalb gewisser Grenzen geregelt werden kann. Wie bereits mehrfach betont, läuft die Welle 2 dann mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit um, wenn der Riemen die Scheibe 15 antreibt. Sobald aber die Massenträgheit der beweglichen Maschinenteile überwunden ist, erscheint es wünschenswert, jene Geschwindigkeit zu beschleunigen; zu diesem Zweck wird der Riemen auf die Scheibe 20 umgelegt.

Wenn die Scheibe 20 vom Riemen umgetrieben wird, so wirkt die Reibung zwischen den Zähnen des Triebes 40 und den Zähnen des Kranzes 30 darauf hin, daß der letztere sich im Sinne des Pfeiles χ mitdreht. Dabei (vgl. den Pfeil in Fig. 3) kommen die Rollen in den Taschen des Ringes 30 frei, so daß der Kranz sich auf dem Kupplungsglied 23 lose dreht. Ferner reicht die Reibung zwisehen den miteinander kämmenden Zahnrädern 41 und 16 aus, um die Scheibe 15 mitzunehmen, so daß, wenn der Riemen auf der Festscheibe liegt, der Zahnrädersatz wie ein starres Ganzes mitläuft, hingegen keine Relativbewegungen zwischen den einzelnen Rädern ausführt. Dadurch wird das Getriebe für die Dauer des unmittelbaren Antriebes von allem unnötigen Verschleiß befreit und die Gesamtanlage wird recht dauerhaft. Darin und in der Beseitigung des Zahnrädergeräusches liegt ein bedeutender Fortschritt gegenüber solchen Vorrichtungen, bei denen die Getrieberäder ununterbrochen weiterlaufen, gleichviel ob sie belastet sind oder nicht.

Es leuchtet ein, daß ohne Überschreitung des Bereichs der Erfindung gewisse Veränderungen in der baulichen Anordnung vorgenommen werden können, z. B. lassen sich die Riemscheiben durch andere Treibglieder, wie Reibscheiben oder Zahnräder, ersetzen. Statt des beschriebenen Freilaufgetriebes läßt sich irgendein anderes Freilaufgetriebe verwenden. Durch Änderung der Reihenfolge der Riemscheiben läßt sich erreichen, daß der Antrieb zuerst mit großer Geschwindigkeit und dann mit einer kleineren erfolgt, und durch Veränderung der Übersetzung lassen sich andere Verhältnisse zwischen den Geschwindigkeiten erreichen.

Zwar sind Umlaufräderwerke zur Herbeiführung eines Geschwindigkeitswechsels in der Technik allgemein bekannt. Trotzdem stellt die Erfindung gegenüber den älteren Einrichtungen insofern einen Fortschritt dar, als erhebliche Vereinfachung des Triebwerks, unmittelbarer Antrieb für den überwiegenden

Teil der Betriebsdauer und völlige Beseitigung allen unnötigen Verschleißes während des unmittelbaren Antriebs erzielt wird.

Außerdem eignet sich das beschriebene Wechselgetriebe zur Anbringung an vorhandenen Maschinen. Denn es kann, da es verhältnismäßig leicht ist, auf der Hauptantriebswelle fliegend angeordnet werden, in welcher Form es ja auch vorstehend beschrieben worden ist.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Umlaufräderwechselgetriebe zum Antrieb einer Welle mit wechselnder Geschwindigkeit, aber unveränderlichem Drehsinn, dadurch gekennzeichnet, daß der I Träger (36) der Umlaufräder mit der zu ! treibenden Welle (2) fest verbunden ist und den Arm einer Antriebsscheibe (20) bildet, während das Innenrad (16) mit einer zweiten Antriebsscheibe (15) verbunden und das innenverzahnte Außenrad (28, 30) mittels einer selbsttätigen, einseitig wirkenden Kupplung im zum Drehsinn des Trägers (36) entgegengesetzten Sinne festgehalten wird, im anderen Drehsinne aber beweglich bleibt.
2. 2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrad (28, 30) durch die selbsttätige, einseitig wirkende Kupplung mit einer lose, aber undrehbar auf der angetriebenen Welle befestigten Scheibe (23) verbunden ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.