DE3012700A1 - Mechanisches kraftuebertragungssystem - Google Patents

Description

Mechanisches Kraftübertragungssystem

Die Erfindung bezieht sich auf Kraftübertragungsvorrichtungen zum Verbinden eines drehbaren Antriebsteils mit einer Belastung und betrifft insbesondere eine Vorrichtung dieser Art, die die Zentrifugalkraft als wichtigen Teil der Kraftübertragungsanordnung erzeugt und nutzbar macht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kraftübertragungsvorrichtung zum Verbinden eines drehbaren Antriebsteils mit einer Belastung zu schaffen, die ungeachtet der Größe der angetriebenen Belastung nicht infolge Überlastung anhält. Das bedeutet, daß, selbst wenn die Belastung extrem groß wird oder vollständig zum Stillstand kommt, das Antriebsteil durch den Motor,

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das Triebwerk oder eine andere Energiequelle weiterhin gedreht wird, ohne daß der Motor oder das Triebwerk bis zu dem Punkt belastet wird, wo er infolge Überlastung anhält oder beschädigt wird.

Dabei soll weiter die Kraftübertragungsvorrichtung nach der Erfindung so ausgebildet sein, daß sie die Eigenschaft hat, ähnlich einem automatischen Getriebe oder einem Drehmomentwandler zu arbeiten und die Kraft auf die Belastung mit einer Drehzahl zu übertragen, die mit der Belastung verträglich ist, während das Antriebssteil weiterhin mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl gedreht wird. Das bedeutet, daß, wenn die Belastung groß ist, die Kraft oder das Drehmoment auf die Belastung mit einer relativ niedrigen Drehzahl ausgeübt wird, und daß, wenn die Belastung gering ist, die Kraft oder das Drehmoment auf die Belastung mit einer relativ hohen Drehzahl ausgeübt wird, wobei die Drehzahl des Antriebsteils für unterschiedliche Belastungen im wesentlichen konstant bleibt.

Weiter soll dabei die Kraftübertragungsvorrichtung so ausgebildet werden können, daß sie entweder eine Belastung mit einem hin- und herbeweglichen Eingangsteil oder eine Belastung mit einem unidirektional drehbaren Eingangsteil antreibt.

Schließlich soll bei der Kraftübertragungsvorrichtung nach der Erfindung deren Wirksamkeit mit zunehmender Drehzahl des drehbaren Eingangsteils zunehmen, so daß für eine bestimmte Belastung weniger Kraft erforderlich ist, um das Antriebsteil anzutreiben, wenn die Drehzahl ansteigt.

Die Erfindung schafft eine Kraftübertragungsvorrichtung zum Verbinden eines drehbaren Antriebsteils mit einer Belastung, die entweder ein hin- und hergehendes Eingangsteil oder ein

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in einer Richtung drehbares Eingangsteil haben kann. Insbesondere schafft die Erfindung eine Vorrichtung mit wenigstens einer Gewichtsanordnung, die auf eine Bewegung längs eines endlosen Weges beschränkt wird/ welcher aus zwei parallelen Abschnitten besteht, die durch halbkreisförmige Endabschnitte verbunden sind. Die Gewichtsanordnung ist über einen durchgehenden Teil der Länge des Weges im wesentlichen gleichmäßig verteilt, so daß jedesmal dann, wenn die Gewichtsanordnung den Weg durchläuft, die Gewichtsanordnung sich zuerst über einen der Endabschnitte des Weges bewegt, um eine Zentrifugalkraft in einer Richtung zu erzeugen, und sich anschließend über den entgegengesetzten Endabschnitt des Weges bewegt, um eine Zentrifugalkraft in der entgegengesetzten Richtung zu erzeugen. Die Gewichtsanordnung hat eine beträchtliche Länge, gemessen auf ihrer Bewegungsbahn, so daß, wenn sie jeden halbkreisförmigen Endabschnitt durchläuft, die Zentrifugalkraft, die durch sie erzeugt wird, für eine relativ lange Zeitspanne erhalten bleibt. Vorzugsweise ist diese Länge der Gewichtsanordnung größer als die Länge des halbkreisförmigen Endabschnittes ihres Weges und kleiner als die Hälfte der Gesamtlänge des Weges. Die lange andauernden Zentrifugalkräfte, die durch die Gewichtsanordnung erzeugt werden, verursachen die Hin- und Herbewegung eines Wagens, an welchem die den Weg festlegende Vorrichtung befestigt ist, und der Wagen steht seinerseits in Antriebsverbindung mit dem Eingangsteil der Belastung. Die letztgenannte Antriebsverbindung kann entweder aus einer direkten Verbindung zwischen dem Wagen und einem hin- und hergehenden Eingangsteil· für die Belastung oder aus einem Wandler, der eine Hin- und Herbewegung in eine Drehbewegung in einer Richtung umwandelt, zum Verbinden des hin- und hergehenden Wagens mit einem in einer Richtung drehbaren Eingangsteil für die Belastung bestehen.

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Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein System, das die Erfindung

enthält,

Fig. 2 schematisch ein weiteres System, das die

Erfindung enthält,

Fig. 3 in einer etwas schematischen Seitenansicht

ein Kraftübertragungssystem mit Bauteilen, die gemäß dem Schema von Fig. 2 angeordnet sind,

Fig. 4 in Draufsicht das System von Fig. 3 insgesamt auf der Linie 4-4 von Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht auf der Linie 5-5 von

Fig. 4 sowie die Zentrifugalkrafterzeugungseinrichtung des Systems von Fig. 3 und 4,

Fig. 6 eine Ansicht auf der Linie 6-6 von Fig. 4,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die die Zentrifugalkrafterzeugungsvorrichtung des Systems von Fig. 3 und 4 näher zeigt,

Fig. 8 eine Ansicht auf der Linie 8-8 von Fig. 4,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, welche die

Wandlervorrichtung des Systems von Fig. 3 und 4 zum Umwandeln der Hin- und Herbewegung in eine unidirektionale Drehbewegung zeigt,

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Fig. 10 eine etwas schematische Seitenansicht eines

Kraftübertragungssystems, das Bauteile hat, die insgesamt ähnlich dem Schema von Fig. 1 angeordnet sind,

Fig. 11 eine etwas schematische Seitenansicht eines

weiteren Kraftübertragungssystems nach der Erfindung,

Fig. 12 eine etwas schematische Seitenansicht eines

weiteren Kraftübertragungssystems nach der Erfindung,

Fig. 13 eine schematische perspektivische Ansicht

eines weiteren Kraftübertragungssystems nach der Erfindung,

Fig. 14 eine vergrößerte perspektivische Ansicht

der Kombination aus einer drehrichtungsgeschalteten Kupplung und Stoßdämpfungskupplungen, die in dem System von Fig. 13 benutzt wird,

Fig. 15 in Seitenansicht eine alternative Konstruktion für einen Teil des Systems von Fig. 13 und

Fig. 16 eine schematische perspektivische Ansicht

eines Kraftübertragungssystems in noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch ein Kraftübertragungssystem nach der Erfindung mit einem Motor 20, einer Kraftübertragungsvorrichtung 22 und einer Belastung 24. Der Motor 20 kann ein Elektromotor, ein Benzinmotor oder irgendeine andere Antriebsmaschi-

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ne sein, die einen drehbaren Ausgang zum Drehen einer drehbaren Eingangswelle 26 der Vorrichtung 22 hat. Die Einzelheiten der Vorrichtung 22 in deren verschiedenen Ausführungsformen sind unten beschrieben, hier sei aber angemerkt, daß diese Vorrichtung u.a. zum Umwandeln der Drehbewegung ihrer Eingangswelle 26 in eine Hin- und Herbewegung eines Ausgangsteils 28 dient.

Das Ausgangsteil 28 der Kraftübertragungsvorrichtung 22 von Fig. 1 ist als eine einfache Welle oder Stange dargestellt. In einer tatsächlichen Vorrichtung ist dieses Ausgangsteil
ein Wagen oder ein an einem solchen Wagen befestigtes Teil, das unter dem Einfluß von abwechselnd auftretenden, entgegengesetzt gerichteten Zentrifugalkräften hin- und herbewegt wird. In Fig. 1 ist die Hin- und Herbewegung des Ausgangsteils 28 durch einen Pfeil 30 angegeben, der die geradlinige Hin- und Herbewegung des Teils versinnbildlicht. In ihren breiteren Aspekten ist die Erfindung jedoch nicht auf diese geradlinige Hin- und Herbewegung beschränkt, denn statt ihr kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung, wie sie unten beschrieben sind, das Ausgangsteil eine hin- und hergehende Winkelbewegung durch Drehen um eine zentrale Achse
ausführen.

In dem System von Fig. 1 ist das hin- und hergehende Ausgangsteil 28 der Vorrichtung 22 direkt mit der Belastung 24 verbunden, so daß seine Hin- und Herbewegung direkt auf die Belastung übertragen wird. Die Belastung kann vielfältigste Formen annehmen und beispielsweise eine Pumpe oder irgendeine andere kraftdämpfende Vorrichtung sein, die ein hin-
und hergehendes Eingangsteil hat. Wenn die Belastung eine
Druckluft- oder eine Hydraulikpumpe ist, kann die durch
sie erzeugte Druckluft oder das durch sie gelieferte Hydrauliköl seinerseits benutzt werden, um Druckluft- oder Flüssig-

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keitsmotoren anzutreiben, die zum Antrieb von anderen Vorrichtungen dienen. Außerdem kann die Belastung 24 ein Werkzeug sein, wie beispielsweise die Spitze eines leichten Bohrhammers oder ein Stößel für einen Straßenfrosch, einen Gegenschlaghammer oder eine Pfahlramme, die anderes Material rüttelnd bearbeitet. Das heißt, die Kraftübertragungsvorrichtung 22 kann in Verbindung mit einem richtigen Werkzeug als Belastung 24 als leichter Bohrhammer ausgelegt sein und zum Spalten von Gestein, zum Bohren von Löchern oder zum Aufbrechen von Straßen, Böden oder anderen Gebilden benutzt werden. Ebenso kann sie mit dem richtigen Werkzeug so ausgebildet sein, daß sie als Pfahlramme, Straßenfrosch oder Rüttler zum Verdichten von Erde, Straßen, Fundamenten, usw. dient.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in Form eines Kraftübertragungssystems, bei dem die angetriebene Belastung 32 ein in einer Richtung drehbares Eingangsteil 34 hat. Das System von Fig. 2 gleicht dem von Fig. 1, mit der Ausnahme, daß das hin- und hergehende Ausgangsteil der Kraftübertragungsvorrichtung 22 mit einer Wandlervorrichtung 36 verbunden ist, die die Hin- und Herbewegung des Teils 28 in eine unidirektionale Drehbewegung für das Belastungseingangsteil 34 umwandelt.

Die Kraftübertragungsvorrichtung 22 von Fig. 2 arbeitet u.a. als ein Drehmomentwandler oder als ein automatisches Getriebe mit einer sehr großen Änderung des Übersetzungsverhältnisses, um ein Anhalten infolge Überlastung oder eine Überbelastung des Motors 20 trotz starker Zunahmen des Anhaltens infolge Überlastung oder der Belastung 32 zu verhindern und zu ermöglichen, daß auf die Belastung bei unterschiedlichen Drehzahlen der Belastungseingangswelle 34 gemäß der Schwere der Belastung Kraft übertragen wird/ wenn

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der Motor 20 mit im wesentlichen konstanter Drehzahl oder innerhalb eines erwünschten Drehzahlbereiches arbeitet. Die Belastung 32 kann deshalb irgendeine von zahlreichen Vorrichtungen sein, wie beispielsweise Pumpen, Fahrzeugen, Generatoren oder Maschinen, bei denen solche Kraftübertragungseigenschaften erwünscht sind. Die Kraftübertragungsvorrichtung 22 von Fig. 1 hat ebenfalls gleiche Eigenschaften.

Die Fig. 3 bis 9 zeigen im einzelnen ein Kraftübertragungssystem, das dem insgesamt in Fig. 2 gezeigten System entspricht. In diesem System sind die Bauteile des Systems, mit Ausnahme der Belastung, die nicht gezeigt ist, durch einen Rahmen 38 gehaltert. Die Kraftübertragungsvorrichtung 22 weist einen Wagen 40 auf, der für eine horizontale und geradlinige Hin- und Herbewegung, die durch den Pfeil 42 angegeben ist, durch zwei parallele, horizontale Schienen 44, welche an dem Rahmen befestigt sind, und durch eine Anzahl von Rädern 47 gelagert ist, die an dem Wagen 40 angebracht sind und sich in den Schienen bewegen. Der Wagen hat zwei Seitenwände 46, in denen vier Querwellen 48 und 50, deren Anordnung in den Fig. 5 und 7 gezeigt ist, drehbar gelagert sind. Auf jeder der beiden Wellen 48 sind zwei kreisförmige Teile 52 befestigt und über entsprechende Paare dieser beiden Teile 52 sind zwei endlose flexible Teile 54 geschert. Vorzugsweise sind die kreisförmigen Teile 52 Kettenräder und die endlosen flexiblen Teile sind Rollenketten od.dgl., die mit den Kettenrädern zusammenwirken, wobei die kreisförmige!Teile 52 und die flexiblen endlosen Teile 54 im Rahmen der Erfindung aber auch verschiedene andere Formen annehmen können. Die flexiblen endlosen Teile 54 dienen zum Tragen und Bewegen einer Gewichtsanordnung, die insgesamt mit 56 bezeichnet ist und aus mehreren aneinanderstoßenden, langgestreckten Gewichten 58, wie beispielsweise Metallschienen, besteht, die

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sich zwischen den beiden flexiblen Teilen 54 erstrecken und an diesen befestigt sind.

Die endlosen flexiblen Teile 54 dienen deshalb, wenn die eine oder andere Welle 48 gedreht wird, zum Antreiben und Führen der Gewichte 58 derart, daß sie sich auf einem endlosen Weg bewegen, der aus zwei geraden, parallelen Abschnitten, die durch die Strecke zwischen den beiden Wellen 48 festgelegt sind, und aus zwei halbkreisförmigen Endabschnitten besteht, die durch die Krümmung der kreisförmigen Teile 52 festgelegt sind.

Die Gewichte 58 nehmen einen wesentlichen Teil der Länge des endlosen Weges ein, längs welchem sie sich bewegen. Diese Weglänge ist vorzugsweise kleiner als die Hälfte der gesamten Weglänge und größer als die Länge jedes halbkreisförmigen Wegendabschnittes. Wenn die Gewichte 58 auf ihrem endlosen Weg angetrieben werden, gehen sie deshalb, wie Fig. 5 zeigt, zuerst über einen halbkreisförmigen Wegendabschnitt, ohne daß sich andere Gewichte zu dieser Zeit über den anderen halbkreisförmigen Wegendabschnitt bewegen, und erzeugen deshalb eine erste Zentrifugalkraft, wie sie an der Stelle 60 in Fig. 5 angegeben ist, die insgesamt in Richtung der Linie verläuft, welche die beiden Mittelpunkte der halbkreisförmigen Endabschnitte miteinander verbindet. Danach gehen die Gewichte über den anderen halbkreisförmigen Wegendabschnitt und erzeugen eine zweite Zentrifugalkraft, die durch die gestrichelte Linie 62 in Fig. 5 dargestellt ist und die in der entgegengesetzten Richtung längs der Linie gerichtet ist, welche die Mittelpunkte der beiden halbkreisförmigen Wegendabschnitte miteinander verbindet.

Da die Gewichte 58 über eine beträchtliche Länge ihrer Bewegungstrahn verteilt sind, benötigen sie eine beträchtr-

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liehe Zeit, um über jeden der halbkreisförmigen Wegendabschnitte hinwegzugehen, weshalb die Zentrifugalkraft oder 62, die durch diese Bewegung erzeugt wird, für eine beträchtliche Zeitdauer vorhanden ist. Diese Zeitdauer kann in dem Aufbau des Gerätes leicht verändert werden, indem die Länge des Weges verändert wird, die die Gewichte 58 einnehmen. Das heißt, je größer die Länge der Gruppe von Gewichten 58 ist, um so länger wird jede der abwechselnd auftretenden Zentrifugalkräfte 60 und 62 andauern, wenn eine konstante Drehzahl der Wellen 48 vorausgesetzt wird. Insbesondere ist zu erkennen, daß im Gegensatz zu der Zentrifugalkraft, die durch, ein exzentrisches Gewicht erzeugt wird, das sich um eine bestimmte Achse bewegt, und in jeder bestimmten Richtung einen maximalen oder beinahe maximalen Wert nur für einen kleinen Winkelbruchteil jeder Umdrehung des Gewichts hat, die dargestellte Vorrichtung der Zentrifugalkraft 60 oder 62 gestattet, auf dem vollen Maximalwert zu bleiben, während jede Welle 48 eine sehr große Winkelbewegung ausführt, die bis zu einer oder mehreren vollen Umdrehungen reichen kann.

Außer dem oben beschriebenen Zentrifugalkrafterzeuger trägt der Schlitten 40 außerdem einen zweiten, gleichartigen Zentrifugalkrafterzeuger, der aus einem Paar endloser flexibler Teile 64 besteht, welche über kreisförmige Teile 66 geschert sind, die auf Wellen 50 befestigt sind und eine Gewichtsanordnung 57 tragen, welche aus Gewichten 68 ähnlich den Gewichten 58 besteht. Die Riemen 64 werden in Synchronismus mit den Riemen 54 angetrieben und die Gewichte 68 sind so angeordnet, daß sie über einen halbkreisförmigen Endabschnitt ihres Weges gehen, wenn die Gewichte 58 über einen entsprechenden halbkreisförmigen Endabschnitt ihres Weges gehen, so daß

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entweder eine erste Zentrifugalkraft 70 zur gleichen Zeit und in derselben Richtung wie die Zentrifugalkraft 60 oder aber eine Zentrifugalkraft 72 zur gleichen Zeit und in derselben Richtung wie die Zentrifugalkraft 62 erzeugt wird. Gemäß der Darstellung durch die Pfeile 74 und 76 werden die Riemen 64 entgegengesetzt gerichtet zu den Riemen 54 angetrieben, so daß irgendwelche Vertikalkomponenten der Zentrifugalkraft, die -erzeugt werden, wenn die Gruppe der Gewichte 58 jeden halbkreisförmigen Endabschnitt ihres Weges betritt oder verläßt, durch eine -gleiche, entgegengesetzt gerichtete Vertikalkomponente der durch die Gruppe der Gewichte 68 erzeugten Kraft ausgeglichen oder aufgehoben werden.

An dieser Stelle sei vermerkt, daß ein wesentlicher Teil der Kraftübertragungsvorrichtung nach der Erfindung darin besteht, daß sie, wie oben beschrieben, wenigstens eine Gewichtsanordnung enthält, die gezwungen wird, sich auf einem endlosen Weg zu bewegen, welcher aus zwei parallelen Abschnitten und aus zwei halbkreisförmigen Endabschnitten besteht, wobei das Gewicht eine beträchtliche Länge längs ihrer Bewegungsbahn hat. Die endlosen Riemen 54 mit den daran befestigten Gewichten 58 und die gleichen Riemen 64 mit den daran befestigten Gewichten 68 sind nur eine Möglichkeit zur Realisierung dieses Aufbaus, und viele weitere Realisierungen sind im Rahmen der Erfindung möglich. Als weiteres Beispiel könnte die Gewichtsanordnung aus einer Gruppe von Kugeln oder Rollen bestehen., die in einem endlosen Rohr oder Kanal aufgenommen sind und als eine Gruppe durch einen mechanischen Vordrücker oder durch Druckluft längs -dieses Rohres oder Kanals bewegt werden.

Die Riemen 54 und 64 der Kraftübertragungsvorrichtung 22 von Fig. 4, 5 und 7 werden durch einen Motor 20 angetrie-

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ben, der an dem Rahmen 38 befestigt ist, wie es Fig. 3 zeigt, wobei die Kraft von dem Motor auf den Wagen 40 über einen biegsamen Armantrieb 78 übertragen wird. Der Motor 20 treibt eine Welle 80 über eine Gruppe von Riemenscheiben und einen Riemen 82 an. Der biegsame Armantrieb 78 erstreckt sich zwischen der Welle 80 und einer der Wagenwellen 48 und umfaßt einen ersten starren Arm "84 und einen zweiten starren Arm 86. Der Arm 84 ist an seinem oberen Ende drehbar gelagert, so daß er sich um die Achse der Welle BO bewegen -kann, und der Arm 86 ist an seinem unteren Ende drehbar gelagert, so daß er eine Schwenkbewegung um die Achse der Welle 48 ausführen kann. An ihren anderen Enden sind die Arme 84 und 86 relativ zu einander um die Achse einer Zwischenwelle 88 drehbar. Durch einen Riemen 90 wird Kraft von der Welle 80 auf die Welle 88 übertragen, und durch einen weiteren Riemen 92 wird Kraft von der Welle 88 auf die Welle 48 übertragen .

Die Drehung der Welle 48 durch den Riemen 92 des biegsamen Armantriebs treibt die erste Gruppe von Gewichten 58 an. Die zweite Gruppe von Gewichten 68 wird im Gleichlauf mit der ersten Gruppe durch die in Fig. 6 gezeigte Anordnung angetrieben, welche aus einem Riemen, einer Kette oder einem anderen endlosen flexiblen Teil 94 besteht, das über eine Riemenscheibe 96 geschert ist, welche auf der Welle 48 befestigt ist, und über eine Riemenscheibe 98, welche auf der benachbarten Welle 50 befestigt ist, sowie über zwei weitere Führungsscheiben 100 und 102, so daß die Wellen 48 und 50 in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden und die Riemen 54 und 64 in entgegengesetzten Richtungen antreiben.

Die abwechselnd auftretenden und entgegengesetzt gerichteten Zentrifugalkräfte, die durch die Gewichte 58 und 68

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erzeugt werden, werden auf den Wagen 40 ausgeübt und bewirken, daß dieser in der geradlinigen Richtung 42 von Fig. 5 hin- und hergeht. Die Dauer dieser Zentrifugalkräfte kann, wie erwähnt, verändert werden, indem die Länge der Gruppen von Gewichten verändert wird. Die Frequenz, die Dauer und die Größe dieser Kräfte ist außerdem von der Drehgeschwindigkeit der Wellen 48 und 50 abhängig, die durch die Drehzahl des Motors 20 gesteuert wird, und die Frequenz ist · außerdem von dem Abstand zwischen den Wellen 48 und zwischen den Wellen 50 abhängig.

Es ist außerdem klar, daß, der Wagen 40, wenn er mit einer relativ leichten Belastung verbunden ist, dazu neigen wird, sich in relativ langen Hin- und Herbewegungshüben zu bewegen, und, wenn er an einer schwereren Belastung befestigt ist, sich in kürzeren Hüben hin- und herbewegen wird. Die Größe der Zentrifugalkraft ist von der Geschwindigkeit abhängig, mit der die Gewichte gezwungen werden, ihre Bewegungsrichtung zu ändern, wenn sie über die halbkreisförmigen Endabschnitte ihres Weges gehen. Außer der Abhängigkeit von dem Krümmungsradius der halbkreisförmigen Wegendabschnitte ist diese Größe auch noch von der Geschwindigkeit des Wagens abhängig. Das heißt, wenn der Wagen durch die Belastung gezwungen wird, stillzustehen oder nur sehr kurze Hin- und Herbewegungshübe auszuüben, wird der tatsächliche Weg der Gewichte an jedem Endabschnitt relativ zu dem Rahmen 38 fast genau gleich dem halbkreisförmigen Weg selbst sein, wodurch eine maximale Zentrifugalkraft erzeugt wird. Andererseits, wenn sich der Wagen 40 in einem relativ großen Hub bewegt, wird, wenn sich die Gewichte über einen Endabschnitt bewegen, die tatsächliche Änderung der Richtung der Gewichte, von dem Rahmen her gesehen, kleiner sein als die, die durch den halbkreisförmigen Endabschnitt selbst diktiert wird, und die Zentrifugalkraft wird demgemäß verringert. Die Kraftübertragungsvorrichtung

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hat somit die Eigenschaft, eine relativ geringe Kraft bei hoher Drehzahl zu liefern, wenn die Belastung gering ist, und eine viel größere Kraft bei niedrigerer Drehzahl zu liefern, wenn die Belastung groß ist. Wenn die Belastung extrem groß wird, so daß die Bewegung des Wagens 40 vollständig oder beinahe aufhört, werden außerdem die Gewichte trotzdem sich weiterhin bewegen, ohne den Motor 20- zu überlasten oder infolge Überlastung anzuhalten.

Gemäß den Fig. 3, 4 und 9 wird die Hin- und Herbewegung des Wagens 40 zu dem die Hin- und Herbewegung in eine unidirektionale Drehbewegung umwandelnden Wandler 36 über eine Stange 104 übertragen, die an dem Wagen befestigt ist. Die Bewegungsumwandlungsvorrichtung enthält eine schwenkbare Kulisse oder Kurbel 106, die durch eine Welle 108 schwenkbar gelagert ist und durch den Arm 104 angetrieben wird. Die entgegengesetzten Enden der Kurbel sind mit einem flexiblen Antriebsteil 110 verbunden, das um eine Riemenscheibe 112 und außerdem um die Eingangsteile von zwei drehrichtungsgeschalteten Kupplungen T14 und 116 geschert ist. Die Kupplungen 114 und 116 haben Ausgangsteile in der Form von Riemenscheiben oder Kettenrädern, um welche ein endloses flexibles Teil 11S geschert ist, das außerdem um ein Kettenrad oder eine Riemenscheibe 120 geschert ist, welche an einer Ausgangswelle 122 befestigt ist, die zur Verbindung mit einer in einer Richtung drehbaren Belastung bestimmt ist. Auf die Hin- und Herbewegung des Wagens 40 hin wird das flexible Teil 11O durch die Kurbel 106 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen angetrieben. In einer Richtung dieser Bewegung ist die Kupplung 114 eingerückt und dreht ihr Ausgangsteil in einer Richtung an, und in der entgegengesetzten Richtung dieser Bewegung ist die Kupplung 116 eingerückt und treibt ihr Ausgangsteil in derselben Richtung an. Das endlose flexible Teil

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118 wird deshalb unidirektional angetrieben, wenn sich das Teil 110 hin- und herbewegt, um demgemäß die Ausgangswelle 122 nur in einer Richtung zu drehen.

Fig. 10 zeigt ein Kraftübertragungssystem, das dem Schema von Fig. 1 entspricht. Dieses System stimmt mit dem ausführlicher in den Fig. 3 bis 9 gezeigten System überein, mit der Ausnahme, daß der zu dem letztgenannten System gehörige Wandler 36 zum Umwandeln der Hin- und Herbewegung in eine unidirektionale Drehbewegung weggelassen ist und daß stattdessen der Wagen 40 direkt mit einer Belastung über eine Antriebsstange 126 verbunden ist, welche an dem Wagen befestigt ist. In diesem Fall kann die als ein stationäres Gebilde dargestellte Belastung 124 beispielsweise eine Pumpe, eine Maschine oder irgendeine andere Vorrichtung sein, die eine linear hin- und hergehende Eingangsbewegung erfordert. Außerdem ist der Antrieb der Belastung ein doppelt wirkender Antrieb wie der eines Dampfmaschinenkolbens, wobei die Kraft zu der Belastung sowohl beim Vorwärts- als auch beim Rückwärtshub des Antriebssteils übertragen wird.

Außerdem kann, wie weiter oben erwähnt, die Belastung von Fig. 10 die Form eines Werkzeuges haben, das die Hin- und Herbewegung oder Schwingbewegung des Wagens ausnutzt, um auf verschiedene Materialien oder Gebilde einzuwirken. In diesem Fall kann das gesamte Kraftübertragungssystem einschließlich des Werkzeuges so aufgebaut sein, daß es tragbar ist, und entweder von Hand oder durch eine geeignete Hebe- oder Förderausrüstung zu der Arbeitsstelle bewegt werden kann.

Fig. 11 zeigt eine Form des Kraftübertragungssystems nach der Erfindung, das sich besonders gut eignet, um Kraft in

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wiederholten Impulsen mit relativ hohem Wert zu liefern. Das in dieser Figur dargestellte System enthält einen Wagen mit Gewichtsanordnungen 130 und 132_f mit einem biegsamen Armantrieb 134 und mit einem Motor 136. Diese Teile und der ihnen zugeordnete Aufbau gleichen dem Wagen 40, den Gewichtsanordnungen 56 und 57, dem biegsamen Armantrieb 78 und dem Motor 20 des Systems von Fig. 3 bis 9 und brauchen deshalb nicht weiter im einzelnen beschrieben zu werden.

Der Wagen 128 ist so gelagert, daß er eine vertikale Gleitbewegung relativ zu einem Rahmen 138 ausführen kann, und, wenn die Gewichtsanordnungen 130 und 132 angetrieben werden, bewegt sich der Wagen 128 wegen der durch die beiden Gewichts anordnungen erzeugten Zentrifugalkräfte vertikal hin und her. Das heißt, wenn die Gewichtsanordnungen über die oberen halbkreisförmigen Endabschnitte ihrer Bewegungsbahn gehen, werden Zentrifugalkräfte erzeugt, die den Wagen nach oben treiben. Ebenso, wenn die Gewichtsanordnungen sich über ihre unteren halbkreisförmigen Wegendabschnitte bewegen, werden nach unten gerichtete Zentrifugalkräfte erzeugt, die zusammen mit der Schwerkraft den Wagen nach unten treiben.

Unter dem Wagen 128 ist ein Antriebsteil in Form einer horizontalen Schiene 140 angeordnet, die durch zwei Führungsstangen 142 und durch den Rahmen 138 vertikal verschiebbar gelagert ist. Zwei Anschläge 144 an den oberen Enden der Stangen 142 begrenzen die Aufwärtsbewegung der Schiene auf eine nach oben hin begrenzte Position, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist, und eine Feder 146 drückt die Schiene 140 elastisch nach oben in Anlage an die Anschläge 144. Am unteren Ende des Wagens 128 befindet sich ein Puffer 148.

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Im Betrieb des Systems von Fig. 11 heben, wenn die Gewichtsanordnungen 130 und 132 angetrieben werden _r nach oben gerichtete Zentrifugalkräfte zuerst den Wagen 128 über der Schiene, 140 an. Dann, wenn anschließend abwärts gerichtete Zentrifugalkräfte erzeugt werden, treiben diese Kräfte zusammen mit der Schwerkraft den Wagen nach unten und bringen den Puffer 148 mit der Schiene 14O mit einem schweren Schlag oder der Wirkung eines Vorschlaghammers in Berührung. Die Wucht oder kinetische Energie des Wagens und der verbleibende Teil der abwärts gerichteten Zentrifugalkräfte werden durch die Feder 146 abgefedert, wenn die Schiene 140 durch den Puffer 148 nach unten getrieben wird. Anschließend wird die in der zusammengedrückten Feder gespeicherte Energie zu dem Wagen 128 zurückgeleitet und drückt den Wagen in einer Bewegung nach oben, die dann durch das nächste Auftreten der aufwärts gerichteten Zentrifugalkräfte unterstützt wird. Dieser Vorgang wiederholt sich selbst so lange, wie die Gewichtsanordnungen angetrieben werden, mit dem Ergebnis, daß der Puffer 148 bei jedem Auftreten dieser Abwärtsbewegung, an die sich die durch die Feder 146 hervorgerufene umgekehrte Aufwärtsbewegung anschließt, gegen die Schiene 140 schlägt und diese nach unten bewegt.

Die vertikale Hin- und Herbewegung der Schiene 140 wird auf eine Belastung, die durch die Welle 150 dargestellt ist, durch eine insgesamt mit 152 bezeichnete Wandlervorrichtung übertragen, welche die Hin- und Herbewegung in eine unidirektionale Drehbewegung umwandelt. Die Wandlervorrichtung 152 enthält ein erstes flexibles Antriebsteil 154, das an der Schiene 140 befestigt ist und die Eingangsteile von zwei drehrichtungsgeschalteten Kupplungen 156 und 158 antreibt, und ein zweites flexibles Antriebsteil 160, das durch die Ausgangsteile der beiden Kupplungen 156 und 158 angetrieben wird und die Ausgangswelle 150 in einer Richtung antreibt.

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Wenn das Gewicht des Wagens 128 relativ gering ist und wenn die Feder 146 relativ stark ist, kann sich der Wagen vertikal hin— und herbewegen, ohne mit der Schiene 140 gut zusammenzuwirken. Das heißt, der Wagen 128 kann bisweilen dazu neigen, sich in den oberen Bereichen des Rahmens 138 hin- und herzubewegen, so daß er während eines Abwärtshubes entweder die Schiene 140 nicht berührt oder sie mit geringer Wucht berührt, bevor er durch aufwärts gerichtete Zentrifugalkräfte in seinen nächsten Aufwärtshub getrieben wird. Das kann vermieden werden, indem eine Vorrichtung vorgesehen wird, die sich einer Bewegung des Wagens aufwärts über einen bestimmten Punkt hinaus widersetzt. Eine solche Vorrichtung könnte eine Feder in dem oberen Bereich des Rahmens sein, die so angeordnet ist, daß sie sich der Wagenaufwärtsbewegung über einen bestimmten Punkt hinaus elastisch widersetzt. Es kann außerdem eine Vorrichtung, wie sie in Fig.11 gezeigt ist, sein, die den Wagen 128 antriebsmäßig mit der Belastung verbindet, wenn er sich über einen bestimmten Punkt hinaus nach oben bewegt. Diese Vorrichtung enthält einen endlosen Riemen 141, der über ein oberes Zahnrad 143 und ein auf einer Welle 145 befestigtes und in Fig. 11 nicht sichtbares unteres Zahnrad geschert ist. Die Welle 145 ist an dem Eingangsteil einer drehrichtungsgeschalteten Kupplung 147 befestigt, deren Ausgangsteil in Antriebsverbindung mit dem Riemen 160 ist. Deshalb wird in einer Richtung der Bewegung des Riemens 141, in Fig. 11 im Uhrzeigersinn, dessen Bewegung antriebsmäßig auf die Belastung übertragen. Der Riemen 141 ist mit dem Wagen 128 durch eine Totgangvorrichtung 149 verbunden und ein Gewicht 151 drängt ihn in die in Fig. 11 gezeigte Position. Während eines Aufwärtshubes des Wagens 128, nachdem dieser einen bestimmten Punkt erreicht hat, faßt die Totgangvorrichtung, so daß die weitere Aufwärtsbewegung mit der Belastung über den Riemen 141, die drehrichtungsgesehaltete Kupplung 147 und den Riemen 160

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verbunden wird. Wenn sich der Wagen 128 danach abwärts bewegt, bringt das Gewicht 151 den Riemen 141 und die Totgangvorrichtung 149 in Vorbereitung auf den nächsten Aufwärtshub in ihre dargestellten Positionen zurück.

Bezüglich Fig. 11 sei außerdem angemerkt, daß bei einigen Verwendungszwecken die Schiene 140 und weitere Teile des die Hin- und Herbewegung in eine unidirektionale Drehbewegung umwandelnden Antriebes weggelassen werden können und daß der Puffer 148 oder irgendein anderes an ihm befestigtes* Werkzeug benutzt werden können, um schwere Schläge auf irgendein anderes Werkstück oder Material auszuüben. Das System könnte in dieser Konfiguration beispielsweise als Teil einer Pfahlramme oder einer Lochstanze benutzt werden.

Ein System, bei welchem zwei vertikal verschiebbare Wagen oder Schlitten 162 und 164 benutzt werden, ist in Fig. 12 gezeigt. In diesem Fall ist jeder Wagen mit nur einem einzigen Zentrifugalkrafterzeuger gezeigt, es könnten aber bei Bedarf zwei derartige Zentrifugalkrafterzeuger für jeden Wagen vorgesehen sein, wie in dem System von Fig. 3 bis 9. Der Zentrifugalkrafterzeuger des Wagens 162 enthält eine Gewichtsanordnung 166, während der des Wagens 164 eine Gewichtsanordnung 168 enthält. Diese beiden Gewichtsanordnungen 166 und 168 und die zugeordneten Vorrichtungen, welche sie auf eine endlose Bewegungsbahn beschränken, gleichen jeweils der Gewichtsanordnung 56 bzw. deren zugeordneter Bewegungsbahnbeschränkungsvorrichtung des Systems von Fig. 3 bis 9. Die Gewichtsanordnung 166 wird durch einen Motor 170 über einen biegsamen Armantrieb 172 angetrieben, und die Gewichtsanordnung 168 wird durch einen Motor 174 über ein biegsames Armgestänge 176 angetrieben. Die beiden Motoren arbeiten synchron, und die Gewichtsanordnungen 166 und 168 sind so angeordnet, daß, wenn die

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Gewichtsanordnung 166 über den unteren halbkreisförmigen Endabschnitt ihres Weges geht, die andere Gewichtsanordnung 168 über den oberen halbkreisförmigen Endabschnitt ihres Weges geht, und umgekehrt. Wenn die Gewichtsanordnung 166 eine nach unten gerichtete Zentrifugalkraft erzeugt, erzeugt deshalb die Gewichtsanordnung 168 gleichzeitig eine nach oben gerichtete Zentrifugalkraft, und, wenn die Gewichtsanordnung 166 eine nach oben gerichtete Zentrifugalkraft erzeugt, erzeugt die Gewichtsanordnung 168 eine nach unten gerichtete Zentrifugalkraft.

Beide Wagen 162 und 164 sind durch einen Rahmen 178 vertikal verschiebbar gelagert und zur synchronen Bewegung durch eine flexible Verbindungsvorrichtung miteinander verbunden, die ein erstes flexibles Teil 180 aufweist, dessen beide Enden mit den Unterseiten der Wagen verbunden sind, und ein zweites flexibles Teil 182, dessen beide Enden mit den Oberseiten der Wagen verbunden sind. Es ist deshalb aus Fig. 12 zu erkennen, daß die aufwärts und abwärts auftretenden Zentrifugalkräfte, die durch die Gewichtsanordnungen 166 und 168 erzeugt werden, bewirken, daß sich die Wagen 162 und 164 vertikal gegenphasig zu einander hin- und herbewegen und dadurch das flexible Teil 182 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen bewegen. Das Teil 182 ist seinerseits mit einer Belastung, die durch eine Welle 184 dargestellt ist, durch eine Wandlervorrichtung verbunden, die die Hin- und Herbewegung in eine unidirektionale Drehbewegung umwandelt, insgesamt mit 186 bezeichnet ist, der entsprechenden Vorrichtung von Fig. 11 gleicht und zwei drehrichtungsgeschaltete Kupplungen 188 und 190 enthält, deren Eingangsteile durch das flexible Teil 182 angetrieben werden, während ein weiteres endloses flexibles Teil 192 die Ausgangsteile der Kupplungen mit der Welle 184 verbindet.

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Im Rahmen 5er Erfindung braucht der hin- und hergehende Wagen des Kraftübertragungssystems nicht notwendigerweise auf eine geradlinige Hin— und Herbewegung beschränkt zu werden,-sondern kann stattdessen so gelagert werden, daß er eine winkelmäßige Hin- und Herbewegung auf einem gekrümmten oder kreisförmigen Weg ausführt. Ein System der letztgenannten Art ist in den Fig. 13 und 14 gezeigt. Das in Fig. 13 gezeigte System enthält zwei winkelmäßig hin- und hergehende Wagen 194 und 196. Tatsächlich ist nur einer dieser Wagen erforderlich, vorzugsweise werden aber beide vorgesehen, um eine größere Kraftabgabe zu erzielen und gewisse Kräfte und Drehmomente aufzuheben, damit sich ein glatterer Betrieb ergibt. Beide Wagen und ihre zugeordneten Gewichtsanordnungen haben im wesentlichen dieselbe Konstruktion, weshalb gleiche Teile beider Wagen gleiche Bezugszahlen erhalten haben und nur einmal beschrieben zu werden brauchen.

Bezüglich der Konstruktion der Wagen hat jeder zwei x-förmige Seitenteile 198, die um eine zentrale Achse durch eine zentrale Welle 200 drehbar gelagert sind. Diese Welle ist zusammen mit anderen Wellen 202, 204 und 206 durch einen zugeordneten Rahmen in geeigneter Weise drehbar gelagert, der in Fig. 13 der Übersichtlichkeit halber weggelassen worden ist. In einem gewissen radialen Abstand von der Welle 200 tragen die Seitenteile 198 zwei Wellen 208, welche Zahnräder tragen und mit einer Gewichtsanordnung 210 ähnlich der Gewichtsanordnung 56 des Systems von Fig. 3 bis 9 zusammenwirken. Die beiden Wellen 208 haben gleichen Abstand von der Achse der Welle 200 und entsprechen den Wellen 48 für die Gewichtsanordnung 56 von Fig. 3 bis 9.

Diametral entgegengesetzt zu den beiden Wellen 208 tragen die Wagenseitenteile 198 außerdem zwei weitere Wellen 212, die mit einer zweiten Gewichtsanordnung 214 ähnlich der ersten Gewichtsanordnung 210 zusammenwirken, wobei die

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beiden Wellen 212 in gleichem Abstand von der zentralen Achse wie die beiden Wellen 208 angeordnet sind. Die beiden Gewichtsanordnungen jedes Wagens 194 und 196 werden durch einen Motor 216 über einen Riemen 218 und eine auf der Welle 200 drehbar gelagerte Büchse 220 angetrieben. Gemäß der Darstellung für den Wagen 196 ist an der Büchse 220 ein Zahnrad befestigt, das einen Riemen 222 zum Antreiben der ersten Gewichtsanordnung 210 antreibt, und ein zweites Zahnrad für einen weiteren Riemen 224, der die zweite Gewichtsanordnung 214 antreibt. Gleiche Zahnräder und Riemen sind für den Antrieb der beiden Gewichtsanordnungen des Wagens 194 vorgesehen, sie sind in der Ansicht von Fig. aber nicht sichtbar.

Bei jedem Wagen werden die beiden Gewichtsanordnungen 210 und 214 in derselben Richtung angetrieben, wie es durch die Pfeile dargestellt ist, und die Gewichtsanordnungen sind so angeordnet, daß, wenn die erste Gewichtsanordnung 210 über denjenigen ihrer halbkreisförmigen Wegendabschnitte hinweggeht, der eine im Uhrzeigersinn gerichtete Zentrifugalkraft relativ zu der Welle 200 erzeugt, die zweite Gewichtsanordnung 214 über denjenigen ihrer halbkreisförmigen Wegendabschnitte hinweggeht, der ebenfalls eine im Uhrzeigersinn gerichtete Zentrifugalkraft erzeugt, und, selbstverständlich, wenn die erste Gewichtsanordnung danach über ihren anderen Endabschnitt hinweggeht, um eine im Gegenuhrzeigersinn gerichtete Zentrifugalkraft zu erzeugen, geht gleichzeitig die zweite Gewichtsanordnung über ihren anderen Endabschnitt hinweg, um ebenfalls eine im Gegenuhrzeigersinn gerichtete Zentrifugalkraft zu erzeugen. Die im Uhrzeigersinn gerichteten Kräfte treten deshalb gleichzeitig auf und wechseln mit gleichzeitig auftretenden, im Gegenuhrzeigersinn gerichteten Kräften ab, wodurch bewirkt wird, daß sich der zugeordnete Wagen 194 oder 196

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winkelmäßig um die Achse der Welle 200 hin- und herbewegt.

Bei jedem Wagen sind die beiden Gewichtsanordnungen so angeordnet, daß die beiden Zentrifugalkräfte, die durch diese Gewichtsanordnungen erzeugt werden, bei ihrem Auftreten dieselbe Richtung im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn haben- Betrachtet man die Wagen in ihrer Beziehung zueinander, so sind jedoch die Gewichtsanordnungen so angeordnet, daß, wenn im Uhrzeigersinn gerichtete Kräfte in einem Wagen erzeugt werden, im Gegenuhrzeigersinn gerichtete Kräfte in dem anderen Wagen erzeugt werden, und umgekehrt. Demgemäß bewegen sich die beiden Wagen 194 und 196 in entgegengesetzten Richtungen zu einander hin und her und erzeugen dadurch einen Abgleich von Kräften an den Wellen 202 und 204, um Verdrehungen und Spannungen in diesen Wellen zu vermeiden, wie sie auf die Wellen durch das plötzliche Starten und Stoppen eines einzelnen Wagens ausgeübt würden.

Die beiden Wagen sind mit einer Belastung, die durch die Welle 206 dargestellt ist, durch einen Zahnkranz oder ein Zahnrad 226 verbunden, das an jedem Wagen befestigt ist. Der Zahnkranz 226 des Wagens 194 treibt einen Riemen 228 an, der antriebsmäßig mit einem Zahnrad 232 verbunden ist, das auf der Welle 202 befestigt ist. Der Zahnkranz 226 des Wagens 196 treibt einen Riemen 230 an, der sowohl ein auf der Welle 202 befestigtes Kettenrad 234 als auch ein auf der Welle 204 befestigtes weiteres Zahnrad 236 antreibt.

Obwohl der Riemen 228 des ersten Wagens 194 direkt nur mit der Welle 202 verbunden ist, treibt er auch die Welle 204 an, weil die beiden Wellen 202 und 204 antriebsmäßig mit einander über den Riemen 230 verbunden sind. Wenn sich die beiden Wagen 194 und 196 um die Welle 200 winkelmäßig

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hin- und herbewegen, werden deshalb beide Wellen 202 und winkelmäßig hin- und herbewegt. Diese Bewegung wird in eine unidirektionale Drehbewegung durch zwei drehrichtungsgeschaltete Kupplungen 238 und 240 und einen endlosen Riemen umgewandelt. Die Eingangsteile der beiden Kupplungen 238 und 240 sind mit den Wellen 202 bzw. 204 verbunden, während ihre Ausgangsteile mit der Welle 206 durch den Riemen verbunden sind.

In einigen Fällen kann es erwünscht sein, eine Stoßdämpfungskupplung zwischen den hin- und hergehenden Wagen und der Belastung vorzusehen, und in dem System von Fig. 13 kann eine solche Stoßdämpfungskupplung vorgesehen werden, indem in jede der beiden drehrichtungsgeschalteten Kupplungen 238 und 240 eine Vorrichtung eingefügt wird, wie sie in Fig. 14 gezeigt ist. Die Vorrichtung von Fig. 14 hält eine Kupplung, bei der es sich um die Kupplung 238 von Fig. 13 handelt. Diese Kupplung hat ein Ausgangsteil 244 und ein Eingangsteil 246. Das Eingangsteil 246 ist mit einer Federkupplung verbunden, die ein angetriebenes Teil 248, ein Zwischenteil 250 und ein Antriebsteil 252 enthält. Das Antriebsteil 252 ist an der Welle 202 befestigt, und das angetriebene Teil 248 ist an dem Eingangs teil 246 der Kupplung befestigt. Das Zwischenteil 250 hat eine Anzahl von Zähnen 254, die in Schlitzen in dem Antriebsteil 252 und dem angetriebenen Teil 248 aufgenommen sind. Wenn keine Kraft von dem antreibenden Teil 252 auf das angetriebene Teil 248 übertragen wird, drücken Federn 256 das Zwischenteil 250 in die dargestellte Position. Wenn das Antriebsteil 256 in der Kraftübertragungsrichtung gedreht wird, in Fig. 14 im Uhrzeigersinn, absorbieren die Federn 256 elastisch einen Teil der Anfangsbewegung des antreibenden Teils 252 und dämpfen dadurch den Stoß eines plötzlichen Starts. Anschließend berühren die Zähne 254 die Enden der Schlitze, in denen sie aufgenommen sind, und sorgen für eine form-

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schlüssige Antriebsverbindung zwischen dem antreibenden Teil 252 und dem angetriebenen Teil 248. Wenn sich die Welle 202 anschließend in der entgegengesetzten Richtung dreht, in der keine Kraft übertragen wird, bringen die Federn 256 das Zwischenteil 250 in die Position von Fig. 14 zurück.

Eine andere Form des Vorsehens einer Stroßdämpfung&upplung in dem System von Fig. 13 ist in Fig. 15 gezeigt. Gemäß dieser Figur ist das Rad 226 jedes Wagens für eine Winkelbewegung auf der Mittelwelle 200 abgestützt, so daß es relativ zu dem benachbarten Wagenseitenteil 198 winkelbeweglich ist, und es steht über eine Anzahl von Federkupplungen 258 in Antriebsverbindung mit diesem Teil. Diese Kupplungen enthalten jeweils eine Schiene 260, die an dem Wagenseitenteil 198 befestigt und in einer öffnung 262 in dem Rad 226 aufgenommen ist. Der Schiene 260 sind zwei durch das Rad 226 gehalterte Federn 264 zugeordnet, die bestrebt sind, das Rad in eine bezüglich des Rahmenseitenteils neutrale Winkelposition zu drücken. Die Federn widersetzen sich elastisch der Bewegung der Schiene 260 in jeder Richtung aus ihrer neutralen Position heraus, aber nach einer kleinen Bewegungsstrecke in jeder Richtung aus ihrer neutralen Position heraus berührt die Schiene das entsprechende Ende der öffnung 262, um daran anschließend eine formschlüssige Antriebsverbindung zwischen dem Wagen und dem Rad 226 zu schaffen.

Fig. 16 zeigt ein weiteres Kraftübertragungssystem mit winkelmäßig hin- und hergehenden Wagen, in dem aber die Wagen mit einer Belastung über eine Antriebsvorrichtung verbunden sind, die für etwas Bewegungsspielraum der Wagen unabhängig von der Belastung sorgt, um dadurch den Wagen zu gestatten, während jeder Umkehr der Richtung ihrer Bewegung ein gewisses Ausmaß an kinetischer Energie aufzubauen, bevor das Kuppeln mit der Belastung erfolgt.

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In Fig. 16 gleichen die beiden Wagen und ihre zugeordneten Zentrifugalkrafterzeuger insgesamt den Wagen 194 und 196 von Fig. 13, weshalb gleiche Teile gleiche Bezugszahlen wie in Fig. 13 erhalten haben und nicht weiter im einzelnen beschrieben zu werden brauchen. Die Antriebsvorrichtung zum Verbinden der beiden Wagen mit der Belastung, die durch die Welle 266 dargestellt ist, enthält, für den Wagen 194, einen Antriebsstift 268, der an dem Wagen befestigt und in einem an dem oberen Ende einer Antriebsstange 272 befestigten Joch 270 aufgenommen ist. Die Antriebsstange erstreckt sich durch zwei feststehende Platten 274 und und ist an ihrem unteren Ende mit einem endlosen Riemen 278 verbunden. An der Stange 272 sind zwei Anschläge 280 und 282 befestigt. Zwischen den beiden Platten 274 und ist eine Feder 284 angeordnet, die die Stange 272 umgibt und ihren Sitz in zwei Endbechern 286 und 288 hat. Diese beiden Endbecher sind an den Platten 274 und 276 nicht befestigt und mit Öffnungen in den Platten 274 und 276 in einer Linie, welche ausreichend groß sind, damit die Endanschläge 280 und 282 frei durch die Platten hindurchgehen und mit den Bechern 286 und 288 in Berührung kommen können.

Die beiden Anschläge 280 und 282 sind längs der Stange um eine Strecke voneinander entfernt, die größer als der Abstand zwischen den beiden Endbechern 286 und 288 ist, so daß die Stange 272 einen Zwischenbereich der Bewegung hat, in welchem sie von der Feder frei ist. Wenn jedoch die Stange um eine ausreichende Strecke nach oben bewegt wird, trifft der untere Anschlag 282 auf den unteren Endbecher 288 der Feder, so daß die Feder der weiteren Aufwärtsbewegung der Stange elastisch entgegenwirkt. Wenn die Stange um eine ausreichende Strecke abwärts bewegt wird, berührt in gleicher Weise der obere Anschlag 280 den oberen Endbecher 286, so daß die Feder der weiteren

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Abwärtsbewegung der Stange elastisch entgegenwirkt.

Die Bewegung des Antriebsstiftes 268 in dem Joch 270 ergibt einen Bewegungsbereich für den Wagen 194, in welchem dieser in der Lage ist, sich lose oder unabhängig von der Stange 272 zu bewegen, und in welchem er deshalb von der Belastung vollständig entkuppelt ist. Nachdem der Antriebsstift 268 das obere oder untere Ende des Joches berührt hat, ist die weitere Bewegung des Wagens 194 mit der Belastung gekuppelt, wobei diese Bewegung erst ohne den von der Feder 284 ausgeübten Widerstand ist, während ihr später der Federwiderstand hinzugefügt ist. Wenn die Bewegung des Wagens anschließend umgekehrt wird, findet die umgekehrte Prozedur statt, bei der die Feder 284 ihre gespeicherte Energie auf die Stange 272 überträgt, um deren Antrieb in der entgegengesetzten Richtung zu unterstützen. Dadurch wird die Kraftabgabe an die Ausgangswelle geglättet und das System stoßfreier gemacht.

Die Hin- und Herbewegung des durch die Stange 272 angetriebenen Riemens 278 wird in eine unidirektionale Drehbewegung der Welle 266 durch zwei drehrichtungsgeschaltete Kupplungen 290 und 29 2 umgewandelt, welche durch einen endlosen Riemen 294 in Antriebsverbindung mit der Ausgangswelle 266 stehen. Der zweite Wagen 196 steht ebenfalls in Antriebsverbindung mit der Belastung, und zwar über eine Antriebsstange 298, die ein Joch 270 an ihrem oberen Ende hat, das einen Antriebsstift 268 aufnimmt, der an dem Wagen befestigt ist. Die Antriebsstange 298 ist außerdem mit einem flexiblen Riemen 29 6 antriebsmäßig verbunden. Die Stange 298 braucht jedoch keine eigene Federvorrichtung zu haben, da die der Stange 272 außerdem als Federvorrichtung für die Stange .298 dient, weil die beiden Stangen über die beiden Riemen 29 6 und 278 und die Zwischenwellen und Zahnräder miteinander in Antriebsverbindung sind.

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Claims (10)

1. Patentansprüche :

   M Λ System mit einem drehbaren Antriebsteil, mit einer Belastung und mit einer Kraftübertragungsvorrichtung zur Antriebsverbindung des Antriebsteils mit der Belastung, wobei die Kraftübertragungsvorrichtung eine Gewichtsanordnung aufweist, die durch das Antriebsteil angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsvorrichtung (22) außerdem einen Wagen (40) aufweist, eine Vorrichtung (52, 54), die die Gewichtsanordnung (56) auf eine Bewegung längs eines Weges beschränkt, der relativ zu dem Wagen fest ist und aus zwei im wesentlichen parallelen Abschnitten besteht, die durch zwei im wesentlichen halbkreisförmige Endabschnitte miteinander verbunden sind, wobei die Gewichtsanordnung über einen durchgehenden Teil der Länge des Weges verteilt ist und wobei dieser Teil we-

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   sentlich kleiner als die Gesamtlänge des Weges ist, so daß jedesmal dann, wenn die Gewichtsanordnung den Weg durchläuft, eine erste Zentrifugalkraft erzeugt und auf den Wagen ausgeübt wird, wenn die Gewichtsanordnung über den ersten der beiden halbkreisförmigen Abschnitte des Weges geht, und eine zweite Zentrifugalkraft, deren Richtung zu der der ersten Zentrifugalkraft insgesamt entgegengesetzt ist, erzeugt und auf den Wagen ausgeübt wird, wenn die Gewichtsanordnung über den anderen der beiden halbkreisförmigen Abschnitte des Weges geht; eine Vorrichtung (44, 47), die die Bewegung des Wagens auf eine Hin- und Herbewegung längs eines bestimmten Weges unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte beschränkt; und eine Vorrichtung (28; 36) zur Antriebsverbindung des Wagens mit der Belastung (24; 36), damit -die Belastung auf die Hin- und Herbewegung des Wagens hin angetrieben wird.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsanordnung (56) und die Vorrichtung (52, 54) zum Beschränken der Bewegung der Gewichtsanordnung auf eine Bewegung längs des Weges ein erstes und ein zweites drehbares Teil (52), die um Abstand voneinander aufweisende, parallele Achsen (48) drehbar sind, wenigstens ein flexibles endloses Teil (54), das über die beiden drehbaren Teile geschert ist, und mehrere Gewichte (58), die aneinanderstoßend auf einem Teil des endlosen flexiblen Teils angeordnet und an diesem Teil zur Bewegung mit diesem befestigt sind, aufweisen.
3. 3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsvorrichtung (22) außerdem eine zweite Gewichtsanordnung (57) hat, die durch das Antriebsteil (20) angetrieben wird, der erstgenannten Gewichtsanordnung (56) gleicht und auf eine Bewegung auf einem zweiten Weg be-

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   schränkt wird, der relativ zu dem Wagen (40) fest ist und dessen Länge und Form denen des erstgenannten Weges gleichen, wobei die parallelen Abschnitte des zweiten Weges zu .den beiden parallelen Abschnitten des ersten Weges parallel sind und wobei die zweite Gewichtsanordnung auf dem zweiten Weg synchron mit der ersten Gewichtsanordnung angetrieben wird, so daß sich die beiden Gewichtsanordnungen in entgegengesetzten Richtungen auf ihrem Weg bewegen, aber über deren entsprechende Endteile gleichzeitig hinweggehen.
4. 4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (194) auf eine Bewegung auf einem kreisförmigen Weg um eine zentrale Achse beschränkt wird und daß der Weg für die Gewichtsanordnung (210) radial außerhalb der zentralen Achse angeordnet ist, wobei die beiden Mittelpunkte der beiden halbkreisförmigen Endabschnitte des Weges im wesentlichen in gleichen radialen Abständen von der zentralen Achse angeordnet sind.
5. 5. System nach Anspruch 4, dadurch geker^eichnet, daß die Kraftübertragungsvorrichtung außerdem einen zweiten Wagen (196) aufweist, der um die zentrale Achse drehbar gelagert und mit Abstand längs der zentralen Achse von dem erstgenannten Wagen (194) angeordnet ist; eine zweite Gewichtsanordnung (214) und eine zugeordnete zweite Vorrichtung für den zweiten Wagen zum Beschränken der Bewegung der zweiten Gewichtsanordnung auf einen zweiten Weg, die der erstgenannten Gewichtsanordnung bzw. der Wegbeschränkungsvorrichtung des ersten Wagens gleichen, wobei die zweite Gewichtsanordnung synchron mit der ersten Gewichtsanordnung (210) angetrieben wird, so daß, wenn die erste Gewichtsanordnung über einen der Endabschnitte ihres Weges geht, um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, die be-

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   strebt ist, den ersten Wagen (194) in einer Richtung um die zentrale Achse zu drehen, die zweite Gewichtsanordnung über einen entsprechenden Endabschnitt ihres Weges hinweggeht, um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, die bestrebt ist, den zweiten Wagen in der entgegengesetzten Richtung um die zentrale Achse zu drehen? und eine Vorrichtung (226, 230, 234, 236) zur Antriebsverbindung des zweiten Wagens mit der Belastung (206).
6. 6. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Antriebsverbindung des Wagens mit der Belastung eine Stoßdämpfungskupplung (238, 240) aufweist.
7. 7. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (128) für eine geradlinige Bewegung längs einer vertikalen Achse gelagert ist, wobei die Wegbeschränkungsvorrichtung für die Gewichtsanordnung (130, 132) so angeordnet ist, daß die Zentrifugalkräfte insgesamt längs der vertikalen Achse gerichtet sind, um abwechselnd den Wagen zu heben und zu senken, daß ein Antriebsteil (140) unter dem Wagen angeordnet und vertikal verschiebbar gelagert ist, daß eine Feder (146)das Antriebsteil in Aufwärtsrichtung vorspannt, wobei das Antriebsteil durch den Wagen während dessen Abwärtsbewegung berührt und nach unten bewegt wird, so daß der Abwärtsbewegungsenergie des Wagens und der sie begleitenden abwärts gerichteten Zentrifugalkraft die Feder entgegenwirkt, und zwar so, daß anschließend die Feder die danach auftretende, aufwärts gerichtete Zentrifugalkraft beim Aufwärtsbewegen des Wagens unterstützt, und daß eine Vorrichtung (152) das Antriebsteil (140) antriebsmäßig mit der Belastung (150) verbindet.

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8. 8. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (162) für eine geradlinige Bewegung längs einer vertikalen Achse gelagert ist und daß die Wegbeschränkungsvorrichtung für die Gewichtsanordnung (166) so angeordnet ist, daß die Zentrifugalkräfte insgesamt längs der vertikalen Achse gerichtet sind, um abwechselnd den Wagen zu heben und zu senken, daß ein zweiter Wagen (164) neben dem erstgenannten Wagen angeordnet und für eine geradlinige Bewegung längs einer weiteren vertikalen Achse gelagert ist, wobei der zweite Wagen eine zweite Gewichtsanordnung (168) und eine zweite Wegbeschränkungsvorrichtung ähnlich der Gewichtsanordnung bzw. der Wegbeschränkungsvorrichtung des erstgenannten Wagens hat, wobei die zweite Gewichtsanordnung synchron mit der ersten Gewichtsanordnung angetrieben wird und wobei die beiden Gewichtsanordnungen in ihrer Phase so abgestimmt sind, daß, wenn die Zentrifugalkraft,die durch die erste Gewichtsanordnung erzeugt wird, nach unten gerichtet ist, die Zentrifugalkraft, die durch die zweite Gewichtsanordnung er-· zeugt wird, nach oben gerichtet ist, und umgekehrt, und daß ein flexibles Teil (182) mit beiden Wagen verbunden ist, damit sich beide Wagen synchron bewegen und damit das flexible Teil (182) abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen angetrieben wird, und daß eine Vorrichtung (186) das flexible Teil antriebsmäßig mit der Belastung verbindet.
9. 9. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum antriebsmäßigen Verbinden des Wagens (194) mit der Belastung (266) eine Totgang- und Federkupplung (268, 270, 272, 274, 276) enthält, wodurch der Wagen auf einem Teil seiner Hin- und Herbewegung frei ist, um sich unabhängig von der Belastung zu bewegen, und wodurch der Wagen über eine Feder (284) auf dem übrigen Teil seines Hin- und Herbewegungsbereiches in Antriebsverbindung mit der Belastung ist.

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10. 10. Kraftübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, die den Wagen (194) auf eine Hin- und Herbewegung beschränkt, den Wagen auf eine Bewegung um eine zentrale Achse beschränkt, und daß die Vorrichtung, die den Wagen mit einer Belastung verbindet, ein Antriebsrad (226) enthält, das außerdem neben dem Wagen drehbar um die zentrale Achse gelagert ist, daß eine Federkupplung (258) zwischen dem Wagen und dem Rad angeordnet ist, die eine neutrale Position des Wagens relativ zu dem Rad festlegt und sich der Bewegung des Wagens relativ zu dem Rad in jeder Richtung aus der neutralen Position heraus elastisch widersetzt, wobei die Federkupplung außerdem zwei Endanschläge aufweist, die auf der einen bzw. anderen Seite der neutralen Position angeordnet sind und an denen die Bewegung des Wagens relativ zu dem Rad zwangsläufig gestoppt wird, daß ein flexibles Antriebsteil (228) über das Antriebsrad geschert ist und daß eine Vorrichtung (202, 232, 238, 242) das flexible Antriebsteil antriebsmäßig mit der Belastung (206) verbindet.

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