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Getriebe. Eine häufig vorkommende Aufgabe ist es, Trommeln, Teilmechanismen
o..dgl. derart zu schalten, daß diese Gegenstände in einer gewissen Zeit eine Drehung
um einen bestimmten Winkelbetrag vollführen, worauf eine Stillstandsperiode eingeschaltet
wird, sodann wieder um einen bestimmten Winkel geschaltet wird, worauf wieder Stillstand
eintritt USW.
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Diese Aufgabe wird derzeit durch Kombination von Nocken und Sperrädern
o. dgl. gelöst, oder dadurch, das Bewegungskomponenten, die eine bestimmte Zeit
gleich und entgegengesetzt verlaufen, so zusammengesetzt werden, daß die resultierende
Bewegung (Drehung) zeitweise Null wird und dann wieder Schaltung ergibt. Die erste
Art der Lösungen hat, abgesehen von der Kompliziertheit, den Übelstand, daß eine
gewisse Drehzahl nicht überschritten werden kann, ohne daß Fehlschaltungen eintreten,
während bei der zweiten Art der Lösungen Teilungsdifferenzen in Erscheinung treten,
die sich gewöhnlich immer addieren oder subtrahieren, so daß sie für Fälle, in welchen
sich nach bestimmten Zeiträumen gleiche Stellungen ergeben sollen, unbrauchbar sind.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Mechanismus, welcher die absolute
Teilungsgenauigkeit und eine hohe Drehzahl ermöglicht, und der überdies gestattet,
daß die Stillstandsperioden im Bedarfsfalle sehr lang ausfallen können, betrachtet
im Verhältnis zu den Schaltungsperioden.
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Es sind Getriebe zur Erzielung einer umlaufenden stetigen Drehbewegung
bekannt, die aus zwei im spitzen Winkel kommenden Kegelrädern bestehen, von denen
das treibende Kegelrad einen schrägen Drehzapfen besitzt. Zur Erzielung langer Ruhepausen
erhält der Erfindung gemäß das treibende Kegelrad eine solche Zusatzdrehung, daß
es auf die Zeit der gewünschten Ruhepausen keine Drehbewegung auf das angetriebene
Kegelrad überträgt, wonach es zur Erzielung der Schaltung in die Ausgangsstellung
zurückgedreht wird. Diese Zusatz- und Rückdrehung des treibenden Kegelrades kann
in verschiedener Weise bewirkt werden und erfolgt am einfachsten in der Weise, daß
ein Zapfen dieses Kegelrades.in einer feststehenden Führungskurve gleitet oder umgekehrt,
welche Kurve einen Rückkehrpunkt oder eine kleine Rückkehrkurve aufweist. Dabei
kann die Ruhepause dadurch verlängert werden, daß das treibende Kegelrad mit veränderlicher
Winkelgeschwindigkeit angetrieben und die Schaltung innerhalb des rasch durchlaufenen
Umfangsteiles bewirkt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Mechanismus
dargestellt, und zwar zeigt Abb. r einen solchen Mechanismus in Verbindung mit einer
Schalttrommel, wie sie bei Zigarettenstopfmaschinen verwendet wird im lotrechten
Schnitt, Abb. z denselben in der Draufsicht; Abb. 3 stellt ein Beispiel einer Stillstandskurve
dar, und Abb.4 zeigt ein .gegenläufiges Zwillingskurbelgetriebe.
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Auf dem schrägen Stummel einer Hohlwelle a sitzt lose drehbar
ein Kegelrad b, das einen Zapfen c trägt, der in einem festgedachten Schlitz
d gleitet. Das Kegelrad b kämmt mit dem Kegelrad e, mit welchem die zu schaltende
Trommel f fest verbunden ist. Die Neigung des Stummels der Hochwelle a ist bestimmt
durch das Übersetzungsverhältnis der beiden Kegelräder, die sich beim Abrollen immer
längs einer gemeinsamen Mantellinie berühren müssen.
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Im vorliegenden Beispiel sei die Annahme gemacht, daß die zu schaltende
Trommel f 45 Nuten, das Kegelrad b 45 Zähne und das Kegelrad e 44 Zähne habe, wobei
die Teilung der Kegelräder selbstverständlich gleich groß ist. Dreht man die Hohlwelle
a um eine volle Umdrehung und trägt durch entsprechende Gestaltung des Schlitzes
d, in welchem der Zapfen c hin und her gleitet, Sorge dafür, daß nach einer vollen
Umdrehung der Welle a das Kegelrad b wieder ,die ganz gleiche Lage im Raum einnimmt,
die es zu Beginn der Drehung hatte, so vollzieht sich während dieser vollen Umdrehung
der Welle a' eine Drehung des Kegelrades e und mit ihm der Trommel
f
um einen Winkel, der
einer vollen Umdrehung beträgt.
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Es kommt also nach einer vollen Umdrehung der Hohlwelle a anstatt
der Zigarettenhülse o die Zigarettenhülse i dem Stopf-
Löffel g
gegenüberzuliegen, nach einer weiteren vollen Umdrehung die Zigarettenhülse z usf.
Hierbei ergibt eine stetige Drehung der Hohlwelle a entgegen dem Uhrzeiger eine
Drehung des Kegelrades e im Uhrzeigersinn. Je nach der Ausbildung des Schlitzes
d wird die Drehung des Kegelrades c entweder gleichförmig oder ungleichförmig sein.
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Hält man das Kegelrad e fest und läßt die Welle a rotieren, so wird
das Kegelrad b auf dem Kegelrad e abrollen, wobei -die verlängerte Achse
des Kegelradzapfens c mit dem Zylindermantel h zum Schnitt gebracht, eine Kurve
laut Abb. 3 beschreiben würde. Führt man nun den Zapfen c in einer solchen Nut,
die auf dem Zylindermantel (auf einem Kugelmantel usw.) verzeichnet werden kann,
so wird trotz Drehung der Welle a das Kegelrad e stillstehen. Will man nun während
einer Umdrehung der Wellea eine Stillstandsperiode haben und darauffolgend eine
Schaltung der Trommel f bzw. des Kegelrades e 'um einen Zahn, so müßte der Schlitz
d, in welchem der Zapfen c gleitet, während der Stillstandsperiode genau der voll
ausgezogenen Kurve i, z. B. von i :bis k, und auf der Kurve 2 bis
nach l folgen, und sodann wieder nach i zu-
rückführen.
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Weil sich der Zäpfen c eine Zeit hindurch auf einer Kurve bewegt,
die absolutem Stillstand entspricht, und sodann wieder nach einer vollen Umdrehung
der Welle a zum Punkt i zurückkehrt, also auch das Kegelrad b wieder in seine Ausgangsstellung
zurückkehrt, so muß außerdem innerhalb jener Zeit, während welcher der Zapfen c
dem Kurvenast l bis i folgt, eine Schaltung um 11 .., ererfolgt
sein. Um also mit dem beschriebenen Mechanismus eine Schaltung herbeizuführen, derart,
daß während einer Umdrehung der Welle a ein Verdrehen der Trommel f um genau
einen Zahn ohne Teilungsdifferenzen eintritt und hierauf eine Stillstandsperiode
eingeschaltet wird, muß im allgemeinen eine Kurve vorliegen, die mit der Stillstandskurve
i, k, L, m zum Teil identisch und auf jeden Fall nach einer Umdrehung im
Ausgangspunkt geschlossen ist. Dort, wo der Zapfen c des Kegelrades b der Stillstandskurve
folgt, ist das Kegelrad e in Ruhe, und weil die Kurve im Ausgangspunkt geschlossen
ist, also,das Kegelrad nach einer Umdrehung wieder in seine ursprüngliche Stellung
zurückkehrt, wird das Kegelrad e (bei dem hier vorliegenden Übersetzungsverhältnis)
um einen Zahn geschaltet.
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Im allgemeinen bekommt man bereits eine genügend lange Stillstandsperiode,
wenn man den Zapfen c von i bis k im Sinne des voll ausgezogenen Pfeiles
führt und dann den Zapfen dieselbe Kurve nach dem gestrichelten Pfeil von k bis
i zurück durchlaufen läßt; dadurch wird ebenfalls eine geschlossene Kurve beschrieben.
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Schließlich könnte man den Antrieb der Welle a durch ein gegenläufiges
(oder auch gleichläufiges) Zwillingskurbelgetriebe n, o (Abb. q:) bewirken und hierbei
den Zapfen c von i nach k längs der Kurve i (-Abb. 3) im Sinne des vollen Pfeiles
und dann auf derselben Kurve von k nach i im Sinne des gestrichelten
Pfeiles führen und die die Welle a antreibende, mit ungleichförmiger Winkelgeschwindigkeit
bewegte Kurbel o des Zwillingskurbelgetriebes so aufkeilen, daß die Schaltung (Bewegung
k nach i) innerhalb des rasch durchlaufenden Astes dieser Kurbel vor sich geht,
so daß man unter Beibehaltung der sehr einfachen Kurve i bis k, k
bis i trotzdem sehr lange Stillstandsperioden und überaus kurze Schaltungsperioden
erhalten kann. Die Kurbel n bewegt sich mit gleichförmiger Winkelgeschwindigkeit,
während die Kurbel o mit ungleichförmiger Winkelgeschwindigkeit rotiert, und letztere
als Antriebskurbel für die Welle a dient.