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Vorrichtung zur Übertragung- einer Drehbewegung zwischen im wesentlichen
rechtwinklig zueinander angeordneten Wellen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung,
die es ermöglicht, eiinem angetriebenen Maschinenteil durch einen treibenden, gleichförmig
sich drehenden Maschinenteil eine veränderliche Bewegung zu erteilen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine sich
gleichmäßig drehende- treibende Welle mit einem Bügel versehen, der in einem Abstand
voneinander befindliche Augen zur Aufnahme eines Drehzapfens besitzt, auf dem ein
in geeigneter Stellung zur Achse der treibenden Welle angeordneter Triebkurbelteil
drehbar ist. Mit dem Triebkurbelteil arbeitet ein gleitbar damit verbundener angetriebener
Kurbelteil zusammen, der sich. im wesentlichen rechtwinklig von. einer angetriebenen
Kurbelhülse weg erstreckt, die auf einem .langen Kurbelzapfen sitzt. Der Kurbelzapfen
ist an zwei sich nach entgegengesetzten Seiten in radialer Richtung von der angetriebenen
Welle erstreckenden Kurbelarmen befestigt und vorzugsweise in einem Winkel- von
annäherrnd 45' zur Achse der angetriebenen Welle geneigt. Die treibende Welle ist
im wesentlichen rechtwinklig zur angetriebenen Welle angeordnet und seitlich. derart
versetzt, daß ihre Achse die-MitteTlinie des. angetriebenen Kurbelzapfens in einem
Punkt schneidet, der seitlich von dem Schnittpunkt der Mittellinie dieses Kurbelzapfens
mit der Achse der angetriebenen Welle liegt. In dieser Beziehung unterscheidet sich
die Vorrichtung nach der Erfindung von einer bekannten Vorrichtung, bei der die
Achse der treibenden Welle ebenfalls durch den Schnittpunkt der Mittellinie des
Kurbelzapfens mit der Achse der angetriebenen Welle geht.
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Durch diese mit Bezug auf den Schnittpunkt der Kurbelzapfenmittellinie
und der Achse der angetriebenen Welle seitlich versetzte Lage der treibenden Welle
wird bewirkt, d'aß der Angriffspunkt der Antriebskraft in einer ständig sich verändernden
Entfernung vom erwähnten Schnittpunkt liebet, was auf dem Gleiten der angetriebenen
Kurbelhülse beruht. Daraus ergibt sich eine veränderliche Drehbewegung der angetriebenen
Welle derart, d'aß sie an einer bestimmten Stelle fast stillsteht oder eine geringe
Drehung im entgegengesetzten Sinn ausführt. Die Größe der Drehbewegung im entgegengesetzten
Sinn wird durch den Betrag der seitlichen Versetzung der treibenden und getriebenenKurbelteile
gegeneinander bestimmt.
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Auf den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
im Grundriß dargestellt.
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Fig. r zeigt eine Stellung der Kurbelteile, in der die Achsen der
Antriebskurbel und der
ängetriebenen Kurbel im wesentlichen in einer
wagerechten Ebene liegen.
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Fig. 2, 3 und 4 zeigen Stellungen der Kurbelteile, in denen sich die
-angetriebene Welle je um 9o° während der Drehbewegung in der durch Pfeile angedeuteten
Richtung. gedreht hat.
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Die vorliegende Ausführungsform der Erfindung besteht aus einer Grundplatte
i mit einer Führung 2, auf der ein Lagerarm 3 einstellbar befestigt ist. Der Lagerarm
3 trägt in einem Abstand- voneinander Lager 4 und 5 und ist mit Längsschlitzen 6
versehen, in die Schrauben 7 eingreifen. In den Lagern 4 und 5 ist eine treibende
Welle 8 gelagert, die durch eine Handkurbel 9 gedreht werden kann. An einem Ende
der treibenden Welle sitzt ein Bügel, bestehend aus einem Bund lo, der mit voneinander
in einem Abstand befindliehen Augen il versehen ist, in denen ein Drehzapfen 12
gelagert ist. Auf dem Drehzapfen i2 ist ein Kurbelteil in Form einer Lagerhülse
13 drehbar, die in mit Bezug auf die Achse der treibenden Welle 8 geneigter Lage
gehalten wird.
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Die Grundplatte z ist mit einer zweiten Führung 14 versehen, die quer
zur Führung :2 verläuft und in der ein Lagerarm 15 einstellbar befestigt ist. Der
Lagerarm- i5 trägt voneinander in einem Abstand befindliche Lager 16 und 17 und
ist mit Längsschlitzen 18 versehen, in die Schrauben i9 eingreifen. In den Lagern
16 und 17 ist eine angetriebene Welle 2o gelagert, die im wesentlichen rechtwinklig
zur treibenden Welle 8 verläuft und mit einer Kurbel ausgestattet ist, die aus radialien
Armen 2i und 22 und einem zwischen diesen Armen liegenden und mit ihnen verbundenen
Kurbelzapfen 23 besteht. Der Kurbelzapfen 23 ist vorzugsweise in einem Winkel von
45°. zur Achse der angetriebenen Welle 2o geneigt. Eine Hülse 24 ist auf dem Kurbelzapfen
23 gleitbar angeordnet und besitzt einen seitlich vorragenden Stift 25, der in der
Lagerhülse 13 gleitend geführt ist und zur KrafLübertragung dient. Die Grundplatte
i ist bei der dargestellten Ausführungsform mit einer Aussparung 26 für den ungehinderten
Durchgang des Stiftes 25 versehen.
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Wie besonders in Fig. i und 3 zu sehen ist, schneiden sich die Achse
der angetriebenen Welle 2o und die Mittellinie des Kurbelzapfens 23 in einem Punkt
P. Bei einer früheren Ausführung ging die Achse der treibenden Welle ebenfalls immer
durch diesen Punkt P, ' und Einstellungen waren nur längs der Achse der treibenden
Welle vorgesehen. Nach der vorliegenden Erfindung kann eine zusätzliche Einstellung
erfolgen derart, daß die Achse .der Welle 8 seitlich gegen den Punkt P versetzt
wird. Diese Einstellung verändert grundsätzlich das Wesen des der angetriebenen
Welle erteilten. Antriebs, so daß an Stelle einer Schwingbewegung eine veränderliche
Drehbewegung tritt, die jetzt er1äutert werden soll.
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Während einer andauernden Drehung der treibenden Welle 8 hängt der
Drehsinn der angetriebenen Welle 2o davon ab, auf welcher Seite des Punktes P und
in welcher Richtung die wirksame Komponente der Kraft . angreift. Wie ersichtlich,
hat eine nahe an diesein Punkt P .angreifende Kraft eine größere Wirkung auf die
Drehbewegung als dieselbe Kraft, wenn sie an einer von jenem Punkt entfernter gelegenen
Stelle angreift, was auf den mit größer werdender Entfernung des Angriffspunktes
von dem Punkt P sich vergrößernden zurückzulegenden Bogen zurückzuführen ist. Wenn
man nun die treibende Welle 8 seitlich gegen den Punkt P versetzt, so verändern
sich die Geschwindigkeiten der treibenden und getriebenen Kurbeln im Verhältnis
zuneiander dauernd, da .wegen der durch diese Versetzung verursachten. Gleitbewegung
der Hülse 2q. die wirksame Komponente der Kraft in einer ständig sich verändernden
Entfernung vom Punkt P angreift. Diese veränderliche. Drehbewegung kann offenisichtlIch
däidurch vexgxößert oder verkleinert werden, daß man die Versetzung der treibenden
Welle 8 gegen den Punkt P verändert.
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Bei Betrachtung der in den verschiedenen Figuren dargestellten Stellungen
ergibt sich folgendes.
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Der Angriffspunkt der wirksamen Kraftkomponente bei der in Fig. i
dargestellten Lage der Getriebeteile liegt dicht am Punkt P zu seiner linken Seite.
Dreht sich die treibende Welle 8 in dem durch den Pfeil angegebenen Sinn, so wirkt
die wirksame Kraftkomponente auf den Kurbelzapfen 23 aufwärts und veranlaßt eine
beschleunigte Drehbewegurig der angetriebenen Welle in dem durch den Pfeil angedeuteten
Sinn. In dem Maße, wie sich der angetriebene Kugelzapfen 23 aus der in Fig. i gezeigten
Lage herausbewegt, gleitet die Hülse 24 allmählich nach links fort vom Punkt P und
erreicht ihren größtenAusschlag kurz bevor der angetriebene Kurbelzapfen 23 seine
wagerechte Lage einnimmt. Die Lage des größten Ausschlags ist in Fig. 3 punktn,ert
därgeastellt. Aus Fig. 1 und 2 ist zu ersehen, daß die Antriebskurbel 13 sich nur
ungefähr um 45' dreht, während die angetriebene Kurbel 23 einen Winkel von 9o° zurücklegt.
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Während der nächsten Vierteldrehung der angetriebenen Kurbel 23, d.
h. von der in i Fig. 2 gezeigten zu der in Fig. 3 durch punktierte Linien angegebenen
Lage, hat sich die
Hülse 24 so weit vorn Punkt P weg nach links
bewegt, daß die durch die Antriebskraft hervorgerufene Drehung langsamer wird'.
Daher legt die Antriebskurbel. 13 während dieser -Zeit ebenfalls einen Weg von annähernd
9o° zurück. An dieser Stelle der Drehung der angetriebenen Welle 2o beginnt die
Hülse 24 eine rückwärtige Gleitbewegung nach rechts. Da jedoch zu diesem Zeitpunkt
die Antriebskurbel 13 sich wieder aufwärts bewegt, so verändert sich die wirksame
Kraftkomponente aus einer nach unten gerichteten, zur Linken des Punktes P an der
angetriebenen Kurbel angreifenden Kraft in eine nach oben gerichtete, auf derselben
Seite wirkende Kraft. Es wird daher die angetriebene Welle ao während eines sehr
kleirneri Weges in umgekehrtem Sinn gedreht, bis die Antriebskurbel 13 ihre wagerechte
Lageüberschritten hat und dicht vor ihrer senkrechten Lage sich befindet. In diesem
Zeitpunkt beginnt die Hülse 24 wieder ihre nach links gerichtete Gleitbewegung,
und die wirksame -Kraftkomponente wirkt wieder 'nach unten auf die angetriebene
Kurbel zur linken Seite des Punktes P. Die angetriebene Welle nimmt daher die Drehbewegung
im alten Sinn wieder auf. Während dieser Umkehrbewegung der angetriebenen Welle
dreht sich die treibende Welle 8 um ungefähr 45°; infolgedessen dreht sie sich während
der Zeit, in der die angetriebene Welle 2o aus der in Fig: 2 gezeigten Lage in die
in Fig. 3 mit ausgezogenen Linien dargestellte Lage sich 'dreht, um ungefähr 135°.
Je kleiner der Abstand der Achse der treibenden Welle von dem Punkt P eingestellt
wird, eine um so geringere Drehbewegung im entgegengesetzten Sinn wird erhalten,
und man kann -so annähernd einen Stillstand erzielen.
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Sobald die Antriebskurbel 13 ihre senkrechte Lage erreicht,
d. h. die senkrechte Lage zwischen den in Fig. 3 und 4 gezeigten Stellungen, beginnt
die Hülse 24. nach rechts zu gleiten, und beide Kurbeln 13 und 23 legen ungefähr
eine Vierteldrehung während derselben Zeit zurück. Jetzt befinden sich die. treibende
und die getriebene Kurbel ungefähr in der in Fig. 4 gezeigten Lage. Je mehr der
Angriffspunkt der wirksamen Kraftkomponente sich allmählich dem Punkt P . nähert;
wird die Drehkraft natürlich vervielfacht, und daher dreht sich die angetriebene
Kurbel 23
aus der in Fig.4 gezeigten Lage in die von Fig. i oder um- 9o°,
während sich die Antriebskurbel 13 nur um 45° dreht. Hiermit ist eine volle
Umdrehung der Wellen beendet.