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Vorgelege zur Kraftübertragung. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Übertragung einer Drehung von einer Welle auf eine andere Welle, die in gradliniger
Verlängerung von der ersteren liegt, unter Verwendung einer Trommel, auf deren innerer
Mantelfläche eine im Zickzack verlaufende Kurvennut vorgesehen ist. Die Erfindung
besteht darin, daß auf der einen Welle, die durch die Trommel zentral hindurchgeht
und gegen diese drehbar ist, eine Hubscheibe angeordnet ist, die an ihrem Umfange
eine Anzahl von in die Kurvennut eingreifenden radialen Vorsprüngen trägt und in
an sich bekannter Weise in eine achsiale Führung eingreift.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.
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Fig. i ist eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des-
Vorgeleges gemäß der ersten Ausführungsform. Fig. a ist eine Endansicht- desselben
Vorgeleges, wobei eine Stirnwand der Trommel eÜtfernt ist. Fig. 3 ist eine schematische
Verbreitung der inneren Mantelwand der Trommel; um die Lage der treibenden Vorsprünge
gegenüber der Kurvennut der Trommel zu veranschaulichen. Fig. q. ist ein Längsschnitt,
und _Fig. 5 ein Querschnitt eines. Vorgeleges nach der zweiten Ausführungsform-
Fig"6 ist ein Längsschnitt, und Fig. 7 ein Querschnitt eines Vorgeleges nach der
dritten Ausführungsform.
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hei der in Fig. z bis 3 dargestellten Ausführungsform ist auf der
Treibwelle i ein Körper 2 festgekeilt, der ein doppelreihiges Kugeldrucklager 3
mit zur Achse i schräg verlegter Achse trägt. Das Lager 3 trägt seinerseits eine
ringförmige Scheibe q., die an ihrem Umfang symmetrisch sechs radiale Vorsprünge
besitzt, die je eine mit Kugellager gelagerte Reibungsrolle 6 tragen. - 5o ist eine
in der Achsenrichtung verlaufende feststehende Führung, in die einer der Vorsprünge
5 greift, so daß sich die Scheibe ¢ nicht mit dem Körper 2 drehen kann (Fig. a).
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Der angetriebene Teil des Vörgeleges besteht aus einem die Scheibe.5
umschließenden, zweckmäßig als eine geschlossene Trommel ausgebildeten Gehäuse 7,
das in entsprechender Weise drehbar gelagert und auf der in der Verlängerung der
Antriebswelle i liegenden Welle 8 festgekeilt ist. Die innel-e Mantelfläche des
Gehäuses 7 ist ringsum mit nebeneinander angeordneten Vorsprüngen 9 versehen, die
als achsiale Keile mit abwechselnd in der einen und anderen Richtung gerichteten
Spitzen ausgebildet sind, so daß zwischen den Vorsprüngen Nuten io entstehen. Letztere
sind abwechselnd in --'tler einen - und anderen Richtung geneigt argeordnet. Ihre
Breite entspricht dem Durch-. messer der Rollen 6 (Fig. 3).
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In der dargestellten Ausführungsform besitzt die Trommel 7 vierzehn
solche Vorsprünge g. Es sind deshalb vierzehn Nuten io
auf der inneren
Umfangsfläche der Trommel vorhanden.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Vorgeleges ist wie folgt: Wenn
die Welle x in Umdrehung ist, so macht die Scheibe q. eine derartige schwingende
Bewegung, daß die Vorsprünge 5 während jeder Umdrehung der Welle i sich nacheinander
je einmal achsial hin und her bewegen, wobei der Hub dieser Bewegung auf der Schrägstellung
des Lagers 3 gegenüber der Welle i beruht. Jede Rolle 5 geht während ihrer Bewegung
in der einen Richtung durch eine Nut _io hindurch und dreht die Trommel um e=nen
der Neigung der Nut entsprechenden Winkel in einer gewissen Richtung. Während -
des Rückwärtsganges geht die Rolle durch die nächstfolgende, in der entgegengesetzten
Richtung geneigte Nut io hindurch und bewegt hierdurch die Trommel wieder in derselben
Richtung wie vorher. Durch Verwendung mehrerer Vorsprünge auf der Scheibe q. mit
in die Nuten eingreifenden Rollen. 6 braucht jeder Vorsprung nur während des mittleren
Teiles seines Hubes, während welches die Geschwindigkeit des Vorsprunges am größten
und beinahe gleichmäßig ist, auf die Trommel treibend zu wirken. Die Länge der Nuten
ist derart gewählt, daß eine Rolle in eine Nut in demselben Augenblick eingreift,
in dem die benachbarte Rolle eine Nut verläßt. Hierdurch wird die Trommel 7 in eine
ununterbrochene Drehung versetzt. Da jede Rolle 6 während jeder Umdrehung der Welle
i durch zwei Nuten hindurchgeht und vierzehn Nuten an dem Umfä.ng der Trommel vorhanden
sind, so hat die Rolle sämtliche Nuten durchlaufen, wenn die Welle i sieben Umdrehungen
gemacht hat. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Welle i und der Trommel 7 wird
demnach ; 7 .# 1, d. h. gleich der halben Anzahl der Nuten der Trommel. Das Übersetzungsverhältnis
kann somit durch Änderung der Anzahl der Nuten verändert werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform durchlaufen immer je zwei
einander gegenüberstehende Rollen 6 gleichzeitig entgegengesetzt gerichtete Nuten
und wirken auf die Trommel treibend ein, was eine günstige Verteilung der Beanspruchung
der -Scheibe und deren Vorsprünge 5 zur Folge hat.
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Fig. 3 dient zur Veranschaulichung der gegenseitigen Bewegung- der
schwingenden Scheibe und der Trommel. Gemäß dieser Darstellung -ist 7 die innere
Umfangsfläche der Trommel in die Ebene ausgebreitet. g sind die- Vorsprünge dieser
Umfangsfläche und io die Nuten zwischen den Vorsprüngen 9. -Die Rollen 6 der Scheibe
4 sind als auf dem Mantel der Trommel bei einer gewissen Stellung der Scheibe ¢
projiziert dargestellt. Die Pfeile bei den Rollen geben die jeweilige Bewegungsrichtung
der Rollen beim Treiben de: Trommel 7 in der Richtung des Pfeiles ii an. Die Kurve
12 stellt die Bewegung der Rollen 6 mit Bezug auf die Treibwelle dar, während die
Kurve 13 die Bewegung der Rollen mit Bezug auf die Trommel 7 veranschaulicht. Da
die auf der einen Hälfte des Umfanges der Trommel befindlichen Rollen 6 sich in
der entgegengesetzten Richtung wie die auf der anderen Hälfte desselben Umfanges
befindlichen Rollen 6 bewegen, so müssen daher die erstgenannten Rollen sich auf
in der einen Richtung geneigten Teilen der Kurve 13 befinden, wenn sich die letzteren
Rollen auf in der anderen Richtung geneigten Teilen derselben Kurve befinden, da
das Vorgelege sonst nicht wirken kann. Da die Kurve 12 jede zwischen den Maximal=
und Minimalpunkten derselben liegende Welle der Kurve 13 in zwei Punkten schneidet,
so sind also zwei die Lage der Rollen 6 bestimmende Reihen verschiedener Schnitt-bzw.
Berührungspunkte zwischen den Kurven 12 und 13 vorhanden. Einerseits sechs auf dem
gleichen gegenseitigen Winkelabstand liegende Punkte 1q., andererseits - acht ebenfalls
auf dem gleichen gegenseitigen Winkelabstand liegende Punkte 15.. Mit der gewähltenr
Anzahl von Kurvenwellen kann die `Scheibe q, somit entweder, wie auf der Zeichnung
dargestellt ist, sechs gleichmäßig verteilte Vorsprünge 5, oder auch acht ebenfalls
gleichmäßig verteilte solche Vorsprünge besitzen. Die verwendbare Anzahl der Vorsprünge-
der Scheibe wird also um eins größer oder geringer als die halbe Anzahl der Nuten
der Trommel, mit anderen Worten, für ein gegebenes Übersetzungsverhältnis wird die
verwendbare Anzahl der Vorsprünge der schwingenden Scheibe entweder um eins größer
oder geringer als der Zahlwert des Übersetzungsverhältnisses.
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Von den so bestimmten Vorsprüngen können aber einige oder mehrere
weggelassen werden, ohne daß die Wirkung des Vorgeleges hierdurch beeinträchtigt
wird, vorausgesetzt, daß die Nuten solche Länge haben, daß ein Vorsprung der Scheibe
q. nicht eine Nut verläßt, ehe der benachbarte Vorsprung mit einer Nut der Trommel
in Eingriff geraten ist.
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Theoretisch sollen die Nuten genau nach der Kurve 13 gemacht werden.
Da aber die Vorsprünge 5 eine gleichbleibende oder nahezu gleichbleibende Geschwindigkeit
während desjenigen Teiles ihrer Bewegung haben, während dessen sie auf die Trommel
treibend
wirken, können "die Nuten ohne nennenswerten Nachteil mit
geraden Seiten ausgeführt werden, wie in der Zeichnung dargestellt ist. Natürlich
können die Nuten als eine einzige zusammenhängende Nut ausgeführt werden, und zwar
nach der Kurve 13, die die Bewegung der Rollen mit Bezug auf die innere Mantelfläche
der Trommel darstellt.
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Das oben beschriebene, Vorgelege läßt sich für beide Drehungsvorrihtungen
verwenden. Soll es aber nur -für die eine Drehungsrichtung benutzt werden, dann
braucht nur die eine Seite der Nuten vorhanden sein. Für die in Fig. 3 angegebene
Drehrichtung braucht deshalb nur die rechte Seite jeder Nut vor- -handen sein. Statt
der dargestellten Vorsprünge g können somit Vorsprünge vorgesehen werden, die nur
die in Betracht kommende Seite veranschaulichen.
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Bei dem beschriebenen Vorgelege ist wegen der achsialen Führung 5o
der in diese Führung eingreifende Vorsprung 5 sowie der diametral gegenüberstehende
Vorsprung gezwungen, sich in seiner achsialen Ebene zu bewegen, während die übrigen
Vorsprünge sich in der ,Tat nicht genau in achsialen Ebenen bewegen, sondern Kurven
beschreiben. Demzufolge bewegen sich die verschiedenen Vorsprünge nicht genau gleichförmig
mit Bezug auf die Trommel, so daß Brüche entstehen können; wenn die verschiedenen
Vorsprünge' in ein und dieselbe Kurvennut der Trommel eingreifen.
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Dieser Nachteil wird durch die Ausführungen nach Fig. 4 und 5 und
Fig. 6 und 7 vollkommen beseitigt.
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Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform ist i die Treibwelle,
2 ist der auf der Welle i befestigte Tragkörper des E doppelreihigen Druckkugellagers
3, und 4 ist die durch das Lager 3 getragene, schwingende Scheibe. Die Scheibe q.
besitzt bei dieser Ausführungsform vier auf dem gleichen gegen= seitigen Winkelabstand
verlegte radiale Vorspränge, von denen das eine Paar mit 5, das andere Paar mit
51 bezeichnet ist. Die Vorspränge bestehen in dieser Ausführungsform aus Zapfen,
die mittels Kugellager gelagert sind und Köpfe 6 bzw. 61 besitzen. Die . Scheibe
q.' trägt ferner einen zwischen zwei Vorsprüngen 5, 51 verlegten, zweckmäßig mit
einer Reibungsrolle versehenen, radialen Vorsprung 2o, der in eine am feststehenden
Gestell des Vorgeleges befestigte Führung 50 eingreift.
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Die in dem festen Gestelle des Vorgeleges gelagerte Trommel 7 ist
auf der angetriebenen Welle 8 festgekeilt. Zwischen den auf der inneren Mantelfläche
der Trommel 7 befindlichen Vorsprüngen g sind zwei Kurvennuten 21, 22 vorgesehen.'
In die erstere dieser ; Nuten greifen die Köpfe 6 der. Vorsprünge 5 ein, während
in die Nut 22 die Köpfe 61 der Vorsprünge 51 eingreifen. Die Kurvennuten
2i, 22 sind.. genau nach der Bewegung der Vorsprünge 5, 51 mit Bezug auf die -Trommel
7 geschnitten. Da sie nicht ganz nebeneinander liegen, sondern nur ein wenig in
der Umfangsrichtung gegenüber einander versetzt sind, sind sie auf verschiedenen
Abstand von dem Mittelpunkt der Trommel verlegt. Die Länge der Vorsprünge 5 und
51 ist entsprechend verschieden gewählt.
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Die Wirkungsweise dieses Vorgeleges. stimmt mit derjenigen des in
Fig. i und 2 dargestellten Vorgeleges überein, jedoch ist das Übersetzungsverhältnis
bei dem erstgenannten Vorgelege 5 : i. Durch die beschriebene Verwendung verschiedener
Nuten und die Gestaltung dieser Nuten genau entsprechend der Bewegung der Vorsprünge
wird jede Gefahr eines Bruches des Vorgeleges zufolge unrichtigen Eingriffes zwischen
den Teilen desselben beseitigt.
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Fig. 6 und 7 stellen eine Abänderung der in Fig. 4 und 5 dargestellten
Ausführungsform dar, indem die Trommel 7 feststehend und die Führung 5o mit der
angetriebenen Welle 8 verbunden ist.
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Dieses Vorgelege wirkt wie folgt: Bei der Umdrehung der Welle i wird
die Scheibe 4. in Schwingung versetzt, wobei die Vorsprünge 5, 51 der Scheibe 4
in die Nutenteile 21 bzw. 22 der feststehenden Trommel 7 eingreifen. @ Dadurch wird
die Scheibe q. derart in Umdrehung versetzt, daß sie eine Umdrehung während fünf
Umdrehungen der Welle = macht. Durch die Führung 5o, die die Schwingung der Scheibe
4 zuläßt, wird die Welle 8 in der Umdrehung der Scheibe 4 mitgenommen.
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Auch weitere Abänderungen der Erfindung können ohne Abweichen vom
Wesen derselben vorgenommen werden. Beispielsweise kann die zylinderförmige Trommel
durch eine kugelförmige ersetzt werden, in welchem Falle die Trommel der Bewegung
der Vorsprünge der Scheibe 4 näher angepaßt wird, indem die Rollen 6 (Fig. i bis
3) bzw. die Köpfe 6, 61 (Fig. 4 bis 7) dieser Vorsprünge sich in der Tat nach einer
kugeligen Fläche bewegen.
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Das Vorgelege kann ferner zur Umwandlung einer niedrigeren Geschwindigkeit
in eine höhere benutzt werden, in welchem Falle die Welle 8 die Antriebswelle und
die Welle i die angetriebene Welle ist.