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Elektromagnetisches Bewegungsgetriebe. Die Erfindung betrifft ein
elektromagnetisches Bewegungsgetriebe mit zwei Getriebekörpern, von denen der eine
bewegliche sich am anderen abwälzt, und sie zeichnet sich dadurch aus, daß der Wälzkontakt
des beweglichen Getriebekörpers fortschreitend in dem für den Fortgang der Wälzbewegung
erforderlichen Sinne durch Elektromagnete in der Weise herbeigeführt wird, daß dieselben
in der für das fortlaufende Abwälzen erforderlichen Reihenfolge erregt werden und
dadurch ihre magnetische Wirkung zur Sicherung der Wälzbewegung des sich abwälzenden
Getriebekörpers auf diesen zur Geltung bringen.
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Die Zeichnungen veranschaulichen eine Reihe von Beispielen des Erfindungsgegenstandes.
Abb. i stellt eines dieser Beispiele schematisch dar und dient zur Erläuterung der
Bewegungsverhältnisse desselben im allgemeinen, während die übrigen Abbildungen
der Zeichnung praktische Ausführungen der verschiedenen Beispiele zeigen.
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Es sollen zunächst die Bewegungsverhältnisse bei einem solchen Getriebe
an Hand von Abb. i erläutert werden. Ein den einen Getriebekörper bildender Ring
A rollt an der Innenseite eines den anderen Getriebekörper bildenden Ringkörpers
oder Kranzes E in einer zur Achse desselben senkrecht stehenden Ebene ab. Der äußere
Umfang des Ringes A ist kleiner als der innere Umfang des Ringkörpers E, der die
Laufbahn für den: abrollenden Riiig A bildet. Infolgedessen wird irgendein gegebener
Punkt i des äußeren Umfanges des Ringes A, der in einem gegebenen Augenblick mit
einem Punkt 2 der Laufbahn an dem inneren Umfang des Ringkörpers in Berührung ist,
nach einer Abwälzung des Ringes :1, etwa in Richtung der Uhrzeigerbewegung, nicht
denselben Punkt 2 auf der genannten Laufbahn erreichen, sondern bloß den zurückliegenden
Punkt 3, so daß der Ring .-3 sich über den Winkel. verdreht hat, und zwar entgegengesetzt
zur Uhrzeigerbewegung und nach Maßgabe des relativen Längenverhältnisses des äußeren
Umfanges des Ringes A und des inneren Umfanges des Ringkörpers E. Je kleiner der
äußere Umfang des Ringes A zum inneren Umfang des Ringkörpers E ist, desto größer
wird der Verdrehungswinkel des Ringes A um seine Achse während einer Abwälzung.
Ist der Ringkörper E nach einem Ende konisch verlaufend ausgebildet, so kann durch
Verschiebung der Rollbahnebene des Ringes A zu den konischen Flächen des Ringkörpers
E in Richtung der Achse desselben das relative Längenverhältnis der beiden Laufbahnen
der Teile A, E und damit die eigene Drehgeschwindigkeit des Ringes um seine Achse
ohne Veränderung der Abrollgeschwindigkeit verringert oder vergrößert werden.
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In Abb. i liegt der Rollring A innerhalb der führenden Wälzbahn. Er
kann aber auch seitlich an einer führenden Ringbahn angeordnet sein. Solcher Art
ist das Beispiel gemäß Abb. 2, 2a, 3 und 4, aus denen auch noch eine Anordnung der
elektromagnetischen Teile ersichtlich ist. Abb. 2 ist eine Seitenansicht, Abb. 3
ein Querschnitt nach Linie x _x von Abb. 2 und Abb. 4 eine Endansicht des Beispiels,
während Abb.2a das Querschnittsprofil des Rollringes desselben zeigt. Der Rollring
A läuft in schräger Stellung an der Führungsplatte C, die aus Isoliermaterial besteht
und mit Hufeisenelektrotnagneten B besetzt ist. Die Führungsplatte C ist an der
Grundplatte D befestigt und mit einer unterteilten Ringbahn E versehen, an welcher
der Ring A in einer Taumelbewegung entlangrollt. Der rollende Taumelring A ist durch
das Universalgelenk G mit der Welle F
verbunden, die einerseits in einem isolierten
-zentralen Lager c der Führungsplatte C und anderseits in einer mit Griffknopf h.
verseheneu, hohlen Lagerschraube H gelagert ist,
welche in eine
in einen. Ständer I eingelassene Mutterbüchse M eingeschraubt und mittels einer
Gegenmutter h4 festgelegt ist. Die Welle F legt sich mittels des auf ihr einstellbar
befestigten Bundes h2 gegen die Lagerschraube H und trägt eine auf ihr mittels der
Nabenbüchse hg befestigte Schnurscheibe N. Durch Drehen der Lagerschraube Hin der
Büchse M läßt sich die Welle F in der Achsen richturig verstellen, so daß das Universalgelenk
G der Ringbahn E genähert oder von ihr entfernt werden kann.
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Die Spulen der Elektromagnete B werden aus irgendeiner Stromquelle
mittels der Verbindungsklemmen I mit Strom gespeist. Eine dieser Klemmen ist durch
einen Kontaktdraht j mit der Welle F elektrisch leitend verbunden, während die andere
Klemme I durch den Draht p2 an einen allen Magnetspulen gemeinsamen Ringleiter p
angeschlossen ist.
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Die Ringbahn E besteht aus nicht magnetischere Material, z. B. Bronze,
und ist beispielsweise in vier, durch einen isolierenden Luftspalt . voneinander
getrennte Segmente unterteilt, welche durch das sie etwas übergTeifende Randstück
K der Führungsplatte C an Ort und Stelle gehalten werden. In jedes dieser Segmente
sind die Pole eines der Hufeisenelektromagnete B eingelassen, so daß die Magnetpole
genau in der Flucht der Laufbahn liegen. Die Kernschenkel der Magnete sind zueinander
parallel und zur Platte C senkrecht gestellt.
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Der Roll- und Taumelring A besteht aus Weicheisen und hat das aus
Abb. za ersichtliche Ouerschnittsprofil. Sein, Kopfteil a ist breit genug zur Aufnahme
des magnetischen Flusses, während sein Stegteil a2 in öffnungen as die Endzapfen
g des Universalgelenkes G aufnimmt.
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Durch gänzliches Zurückschrauben der Schraube H kann der ganze Ringkopf
a des Ringes A gegen die Laufbahn E der Führungsplatte C angelegt werden, während
durch Vorschrauben der Schraube H bis zu einer äußersten Grenze der Ring A in verschiedene
Schrägstellungen zur Laufbahn E eingestellt werden kann. Wenn der Taumielring flach
an der Laufbahn anliegt, kommt keine Bewegung zustande; wenn dagegen durch Vorschrauben
der Schraube H der Ring A mehr oder weniger schräg zur Laufbahn eingestellt wird,
dann können die Elektromagnete B derart auf den Ring A zur Einwirkung
gebracht werden, daß der Ring A eine Taumel- und Rollbewegung längs der Laufbahn
ausführt, und zwar wird dabei die Drehgeschwindigkeit des Ringes A zeit der Stärke
seiner Schrägstellung zunehmen.
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Die Taumel- und Rollbewegung des Ringes A kann mittels der
Elektromagnete B in folgender Weise herbeigeführt werden: Der zur Erregung
der Elektromagnete dienende elektrische Strom läuft von einer der Klemmen durch
den Kontaktdraht j zur Welle F, dann durch das Universalgelenk G in den aus Weicheisen
bestehenden Taumel.-ring A (oder durch biegsame Streifen von der Welle zum Ringkranz
d, falls keine ununterbrochene elektrische Leitverbindung im Universalgelenk vorhanden
ist), hierauf durch die Berührungsstelle des Ringes A an einem der Segmente der
Lauf- oder Führungsbahn. Unter der Annahme, daß in stromlosem Zustande der Ring
A mit dem oberen Segment der Führungsbahn in Berührung steht, wird bei Einschalten
des Stromes der in der angegebenen Weise diesem Segment zugeführte Strom in die
Spulen des zum nächsten Segment gehörenden Elektromagneten (in Abb. 4 rechts liegend)
übergeleitet und dieser dadurch derart wirksam erregt, daß er den Ring A anzieht
und ihn auf das nächste Segment rollen läßt, usf. für die nächstfolgenden Elektromagnete,
die nacheinahd@er durch die Stromzufuhr jeweils aus dem vom Ring berührten Segment
wirksam erregt werden, wobei jeweils'der Strom aus dem vom Ring berührten Segment
durch den betreffenden Magnetkern, aus diesem an einer der Schraubenmuttern b zu
den Spulen des nächsten Elektromagneten und dann aus derselben zum gemeinsamen Rückleitungsring
p geleitet wird.
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Statt der einzelnen Hufeisenelektromagnete könnten alle Spulenkerne
an einem in sich geschlossenen Kreisring zur Bildung eines vielpoligen Elektromagneten
angeordnet sein. In diesem Falle wäre jeder zweite Polschenkel an je einer der Trennstellen
zwischen den vier Segmenten der geteilten Laufbahn E anzubringen und alle Polschenkel
von derselben elektrisch zu isolieren, ebenso wie auch die Segmente selbst unter
sich elektrisch isoliert sind, wie dies übrigens aus den schematischen Abb.43 und
44 leicht verständlich ist. Der Strom würde dann vom Rollring durch das Berührungssegment
unmittelbar in die Spulen des nächsten Schenkel- oder Polpaares übertreten (Abb.43).
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Die Wicklungschaltung für die Elektromagnete zur aufeinanderfolgenden
Erregung derselben ist durch die Schemata der Abb. 39 und 41 veranschaulicht. Gemäß
Abb. 39 erregt der vom Rollring A zugeführte elektrische Strom den Elektromagnet
b2, der an dem vom Rollring A berührten Segment der Laufbahn E befestigt ist, sowie
in stärkerem Maße wirksam den Elektromagnet b3, welch letzterer das Weiterrollen
des Rollringes A bewirkt. Die Spulen .der Elektromagnete b2
und
b-1 sind in Reihe geschaltet. Der Elektroinagnet b2 begünstigt die Wirkungsweise,
indem er den Rollring A gegen die Laufbahn hält. währenddem der Rollring durch die
Wirkung des Elektromagneten b3 auf das nächste Segment hinübergerollt wird. Er kann
auch zur V ergleichrnäßigung der Rollhewegung des Ringes bei wechselnder Spannung
des Leitungsnetzes dienen. Die Reihenspulen auf allen Elektromagneten im Schema
der Abb. 4.i bewirken ebenfalls ein Gegenhalten des Rollringes .4 gegen die Laufbahn;
sie liegen zu den Fortrollmagnetspulen im Nebenschluß. In Abb. .Io sind alle Elektromagnete
finit Fortroll- oder Hauptmagnetspulen und mit Gegenhaltespulen versehen.
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Bei allen Schaltungen gemäß Abb.39, :I0 und .I1 wird der Rollring
A im Sinne der L?hrzeigerbewegung abgerollt. Soll eine gegenläufige Rollbewegung
erzielt werden, dann wird die Schaltungsweise umgekehrt und die Trennung zwischen
den Laufbahnscginenten nach den linksliegenden Elektroinagneten hin verlegt. Die
Bewegungsumkehr des Rollringes kann indessen jederzeit sogleich herbeigeführt «erden,
wenn die Trennung zwischen den L aufbahnseginenten inittwärts zwischen die Elektromagnete
verlegt wird und die elektrischen Leitungen zwischen den Klemmschrauben der Magnete
und ihren Spulen in der z. B. aus Abb. 45 ersichtlichen Weise mittels eines vierpoligen
Schalters verbunden «-erden; es kann aber auch zu diesem Zwecke gemäß Abb. 46 in
der Laufbahn eine doppelte Seginentunterteilung zwischen je zwei aufeinanderfolgenden
Elektromagneten angebracht und eine zweckentsprechende Verbindung der acht Segmente
und Magnetspulen durch einen vierpoligen Schalter zur Bewegungsumkehr bewerkstelligt
«-erden.
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"].wischen den Segmenten der Laufbahn oder zwischen den Elektromagneten
auf diesen Segmenten ist zweckmäßig zur Verhütung von Funkenbildung ein hoher Widerstand
bl eingeschaltet, wie dies z. B. in Mb. 39 und 41 angedeutet ist. Statt dieses Widerstandes
kann auch nach dem Vorbilde von Abb.47 ein Kondensator b' verwendet werden, oder
es kann ini Sinne der Schaltung nach Abb..Io, außer dein Hauptstrom in dein jeweils
arbeitenden Elektromagneten ein N ebenstroin durch Hilfsspulen der Elektroinagnete
in der gleichen Richtung wie der Hauptstrom in den arbeitenden Elektroinagneten
gesandt und so die Erregung des magnetischen Kraftlinienflusses unterstützt «-erden,
oder aber dieser Nebenstrom kann in entgegengesetztem Sinne zum Hauptstrom lem Elektromagneten
unmittelbar hinter dein zrbeitenden Elektromagneten zur Beschleunigung der Entmagnetisierung
jenes Elektroniagneten zugeführt werden. wie dies in Abb. 42 dargestellt ist.
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Der Erregerstrom kann Gleich- oder Wechselstrom sein. Bei Verwendung
von Dreiphasenstrom werden drei oder ein Vieltaches von drei Elektromagneten rings
um die Laufbahn angeordnet und die Wicklung der Elektromagnete kann nach Art der
Schaltungen von Abb. 48 und 49 ausgeführt sein. In diesem Falle braucht die Laufbahn
nicht in Segmente unterteilt zu sein wie bei Gleichstrom oder Einphasenstrom, da
ein magnetisches Feld von der Dreiphasenwicklung erregt wird. In allen Fällen kann
ein vielpoliger Elektromagnet verwendet werden, wie dies in der einfachsten Form
im Diagramm (ler Abb. 5o dargestellt ist. Wenn der Tauinelring nicht notwendigerweise
mit der Periodizität des Stromes Schritt zu halten ];raucht, so kann man sechs oder
ein anderes Vielfaches von drei Elektromagneten rings uni die in sechs, untereinander
isolierte Seginente unterteilte Laufbahn anordnen, wobei der Strom in einer der
Phasen gleichzeitig durch zwei nebeneinanderliegende Elektromagnete in Parallelschaltung
geführt wird.
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In allen Fällen, wo Wechselstrom in Anwendung kommt, kann die Rollrichtung
des Roll- oder Taumelringes mittels eines Wendeschalters umgekehrt werden, wobei
im Falle von Dreiphasenstrom die Stellung nur zweier Phasenleiter zum dritten Phasenleiter
umgekehrt zu werden braucht.
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Es können auch zwei Rollringe benutzt «-erden, von denen der eine
auf dem anderen und dieser längs einer Platte rollt, wie dies hei :1 und AZ in Abb.
5, 6 und 7 gezeigt ist, um dieselben Wirkungen wie die nachher mit Bezug auf die
Ausführungsform nach Abb. 2o, 2,1 und 22 beschriebenen zu erzielen. Dabei
sind diese Ringe durch biegsame Kupplungen mit zwei in derselben Achsenflucht liegenden
Wellen verbunden, und jede Welle mit dein Ring ist durch eine Schraubenvorrichtung
ähnlich der früher beschriebenen der Länge nach einstellbar.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb.8 bis 13 sind zwei ineinanderliegende
Taumelringe :1, .4= vorhanden, von denen der Ring ,4 «-eiter ist als der Ring <4=,
welche aber so angeordnet sind, daß sie gleichzeitig arbeiten und ähnlich wie die
Vorrichtung nach Abb. 2 -
bis .I eine Änderung der Drehgeschwindigkeit relativ
zur Rollgeschwindigkeit ge-#;tatten. Die beiden Ringe A, A= rollen uf (len
paarweise koachsial liegenden Führungsl>ahnen E, E' ab, zu denen die beiden Gruppen
von Elektromagneten B gehören, deren Pole in den Führungsbahnen E liegen, wobei
auch die Wirkung der magnetischen
Abstoßung und Anziehung zwischen
den beiden Ringen ausgenutzt wird. Hier liegen in einem Paar der Führungsbahnen
E, E2 nur drei wirksame S a°rnente 1, a, 3 (Abb. 1a und 13) der geteilten Fiihrungsbahnen
zwischen vier (4., 5, 6, 7) von den sechs Magnetpolen, welche Segmente den Strom
von dem einen oder anderen der Ringe A, Az zu den Magnetspulen leiten, wobei diese
Segmente unter sich und vom übrigen Teil der Führungsplatte sowie auch von den genannten
vier Polen isoliert sind. Beim anderen Paar Führungsbahnen E, EI, auf denen die
Ringe A, AZ abrollen, sind die Laufbahnen ununterbrochen fortlaufend, und
die Pole sind nicht von ihnen isoliert, und es ist auch keine elektrische Verbindung
zwischen ihnen und den Polspulen vorhanden. Ein Schaltungsschema für die Polspulen
und die Unterteilung der Laufbahnen in Segmente sind in Abb. 13 dargestellt, während
die Anordnung der Pole aus Abb.1z ersichtlich ist. In Abb. 13 ist: der mit 5 bezeichnete
Polschenkel der einen Magnetgruppe derjenige am Oberteil der geteilten Laufbahnen
der einen Platte und der mit 8 bezeichnete Polschenkel der anderen Magnetgruppe
derjenige am Unterteil der ununterbrochenen Laufbahren der anderen Platte.
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Da die Taumelringe A, Az verschiedenen Durchmesser haben, unter sich
zusammengelenkt sind und der Tatimelring AZ durch ein Universalgelenk G mit der
Welle F verbunden ist, sollte die Neigungsebene der Ringe zu den Laufbahnen, auf
denen sie abrollen, und mithin das Verhältnis des Durchiriessers eines Ringes zum
Durchmesser der Laufbahn, auf der er abrollt, für beide Ringe A, AZ gleich sein.
Man begreift auch, daß der Neigungswinkel eines der Ringe zur Ebene seiner Führungsbahn
durch relatives Verstellen der einen Platte nebst der betreffenden Magnetgruppe
zur anderen Platte, was mittels der Führungsstangen f mit Hilfe einer Schraubenvorrichtung
H ausführbar ist, geändert werden kann, und daß damit sich auch der Neigungswinkel
des anderen Ringes zu seiner Führungsbahn in analoger Weise verändert. Auf diese
Weise kann die Drehgeschwindigkeit der Welle zur Taum@elgeschwindigkeit der Ringe
A, Az geändert werden. Wenn die Platten so nahe als möglich gegeneinander gerückt
sind, wird der Ring A mit beiden Enden am ganzen Umfang mit den Führungsbahnen E
und der Ring AZ an beiden Rändern ringsum mit den Führungsbahnen EZ in Berührung
treten. -Bei dieser Vorrichtung wird jeweils ein Drittel der gesamten Magnetwicklungsanordnung
auf einmal wirksam sein; drei wirksame Führungssegmente werden jeweils benötigt,
und jeder Ring taumelt unter der Wirkung von sechs magnetischen Anziehungsimpulsen
während jedes Rollumganges auf entgegen-;esetzten Durchmesserseiten, was im ganzen
zwölf Anziehungsimpulse für jeden Ring, also deren vierundzwanzig für die ganze
Vorrichtung ausmacht.
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Begreiflicherweise könnten mehr als zwei meinanderliegende Taumelringe
mit. einer beliebigen Anzahl Magnetpolen benutzt werden. ßei vier ineinänderliegenden
Tautnelringen und zwölf Polen für jedes Magnetgebilde und für drei wirksame Segmente
der Laufbahn im ganzen erhielte man im ganzen 96 Anziehungsimpulse an den vier Ringen
während eines Rollumganges.
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Zwischen den Taumelringen A, AZ befindet sich ein Zwischenring 0,
der aus Metall oder aus nicht metallischem Material bestehen kann. Dieser Zwischenring
ist an den Enden eines Durchmessers durch Zapfen g am Taumelring A und an den Enden
eines anderen, zum ersteren senkrecht stehenden Durchmessers durch Zapfen -g2 am
Taumelring AZ gelagert, der seinerseits durch das Universalgelenk G mit der Welle
F verbunden ist. Vermöge dieser Vorkehrungen kann jeder Taumelring eine Schwingbewegung
unabhängig von dem anderen ausführen. Der elektrische Strom kann in die Taumelringe
von der ungeteilten Führungsbahn aus, wenn der Zwischenring 0 aus nicht metallischem
Material besteht, oder in die Welle, wenn dieser Ring aus Metall besteht, eingeleitet
werden.
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Andere Getriebeausführungen sind in Abb. 14 bis 19 dargestellt, wobei
Abb. 14 eine Seitenansicht einer dieser Ausführungen mit einer Hälfte im Schnitt
ist und die Laufbahn E, einen der zwölf Elektromagnete B,-deren Polschenkel an der
Platte p befestigt sind, den Taumelring A aus Eisen oder Stahl und das- an der Vertikalwelle
F befestigte Universalgelenk G zeigt. Abb. 15 ist hierzu teils eine Stirnansicht
von einem Ende, teils eine solche vom anderen Ende aus gesehen. Abb. 16 stellt eine
Abänderung bezüglich der Lage des Universalgelenkes G zur Berührungsebene des Taumelringes
A dar. Abb. 17 zeigt in größerem Maßstabe den Kontaktlauf des Taumelringes auf der
Laufbahn E, während Abb. 18 in Seitenansicht ein Bruchstück von Zahnkränzen a6,
e, die rings um den Taumelring A und die Laufbahn E zur zwangläufigen Aufrechterhaltung
des richtigen Verhältnisses zwischen der Taumelgeschwindigkeit und der Wellendrehgeschwindigkeit
gelegt sind, darstellt.
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Magnetische Fortbewegungsimpulse werden nacheinander auf den Taumelring
A ausgeübt. Dies `wird ermöglicht durch drei Stromleitungen, die von einem Sender
ausgehen,
und durch einen gemeinsamen Rückleiter. Diese drei Stromleitungen
und die zwölf Elektromagnetspulen sind im Diagramm der Abb. rcg angegeben. Die magnetischen
Impulse lassen sich dadurch erzielen, daß man den Strom nacheinander durch die erste
der drei Stromleitungen, dann zugleich durch die erste und die zweite, dann durch
die zweite, hierauf durch die zweite und die dritte zugleich, alsdann durch die
dritte und schließlich zugleich durch die dritte und erste sendet, wobei die verschiedenen
Polspulen derart gewickelt sind, daß ihre Wirkungen auf den Ring A entweder im Sinne
einer magnetischen Anziehung oder im Sinne einer magnetischen Abstoßung zum Ausdruck
kommen, und -zwar in der Weise, wie es für den ununterbrochenen Fortgang der Taumelbewegung
des Ringes erforderlich ist. Der Tau-21 A ist in der Abbildung in einer Stelhmg
gezeichnet, in der er sich bei Durchgang des Stromes durch die erste und die zweite
Stromleitung befindet.
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Das Getriebe kann auch als Verbindung zweier Wellen dienen, auf deren
einer das Organ mit der Führungsbahn angeordnet ist, an welcher sich der Ring abrollt,
wobei dieser letztere durch ein biegsames Zwischenglied mit der anderen Welle verbunden
ist. Wird die erste Welle festgehalten, so erhält die zweite Welle eine Drehbewegung,
ähnlich wie (lies oben beschrieben ist. Erhält dagegen die erste Welle eine eigene
Drehbewegung in demselben Sinne wie die zweite Welle, dann wird diese zweite Welle
eine Drehbewegung ausführen, die sich aus der der ,ersten Welle unabhängig erteilten
Urbewegung und der Drehbewegung der zweiten Welle zusammensetzt. Wird der ersten
Welle die unabhängige Urbewegung im entgegengesetzten Sinne zur Drehbewegung der
zweiten Welle erteilt, so wird die Geschwindigkeit der zweiten Welle sich als die
Differenz der beiden Wellengeschwindigkeiten ergeben. Da man der ersten Welle die
Urbewegung in dem einen oder anderen Sinne erteilen kann und da unter bestimmten
Voraussetzungen auch die zweite Welle in dem einen oder anderen Sinne zur Umdrehung
gebracht werden kann, während die erste Welle fest ist, so kann man irgendwelche
gewünschte Geschwindigkeitsveränderung herbeiführen, und das Getriebe spielt so
gewissermaßen die Rolle eines Geschwindigkeitswechselgetriebes zwischen zwei Wellen.
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Derselbe Zweck des Geschwindigkeitswechsels kann auch ohne Anordnung
der Führungsbahn auf einer Welle erzielt werden, wie dies z. B. nach Abb. 2o, 2,1
und 22 möglich ist. Hier benutzt man einen auf der festen Ringbahn E rollenden Hohlkegel
a' und einen in dem Kegel a' rollenden Ring a3, der durch eine biegsame Verbindung
mit einer Welle f 2 verbunden ist, während der Hohlkegel a' durch eine biegsame
Verbindung mit der anderen Welle f 3 verkuppelt ist. Diese Wellen liegen in. derselben
Achsenflucht, sind aber voneinander unabhängig, so claß durch achsiale Bewegung
des Kegels a' in die oder aus der festen Ringbahn E, währenddem der Rollring a3
in achsialer Richtung in Stellung verbleibt, und während der Kegel a7 und der Ring
a$ abrollen (der Ring al innerhalb des Kegels a' und letzterer innerhalb der festen
Führungsbahn E), um den Rollumgang hervorzubringen, die Größe der Exzentrizität
zwischen der festen Ringbahn E und dem Kegel a' vergrößert oder verkleinert werden
kann, was eine Verkleinerung oder eine Vergrößerung der Exzentrizität zwischen dem
rollenden Ring al und dein Kegel a' bedingt.
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i %lan kann bei diesem Beispiel etwa mittels einer Handkurbel der
einen Welle eine Drehbewegung erteilen unabhängig von der normalen Geschwindigkeit,
die durch Verschieben des Kegels a7 zur festen Ringbahn E bedingt ist, so daß man
an der anderen Welle irgendeine Geschwindigkeit innerhalb der betriebsmäßig zulässigen
Grenzen abnehmen kann. Abb. 2o und 22 stellen eine äußerste Längsstellung für den
Rollring a3 dar, worin die Peripherie des .Kegels a7 in allseitiger Berührung mit
der inneren Peripherie der festen Ringbahn E ist, in der die Pole der Elektroinagnete
B liegen. Infolgedessen kann der Ring a,, der an einem Kegel aa festsitzt, welcher
an seinem Scheitel durch ein biegsames Mittel r mit der Welle f2 verbunden ist,
abrollen, ebenso wie sich auch die Welle f3 drehen kann, aber es wird jene Drehbewegung
nicht auf die Welle f-' übergeleitet. Abb. 2,1 zeigt die andere äußerste Längsstellung
des Rollkegels a'. In dieser Stellung umschließt der Rollkegel a7 den Rollring a3
und verkuppelt daher die beiden Wellen f2, f3 miteinander, so daß dieselben die
gleiche Drehgeschwindigkeit erhalten.
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Die biegsame Verbindung des Rollkegels a' mit der Welle f3 und des
den Ring a8 tragenden Kegels a° mit der Welle f2 erfolgt mittels der kurzen Kautschukrohrstücke
r, die festsitzend auf die Endfortsätze r2 der genannten Kegel nud auf die festen
Bundringe s der Wellen aufgeschoben sind; aber man könnte zu diesem Zweck etwa auch
Schraubenfedern j u. dgl. verwenden.
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Die Längsbewegung des Rollkegels a' kann durch ähnliche Mittel wie
die mit Bezug auf Abb.2 beschriebenen herbeigeführt werden.
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Abb. 23 bis 26 veranschaulichen eine Aus- i führungsform, bei welcher
die magnetischen Wirkungen durch mechanische Mittel unterstützt
werden.
Abb. 23 ist ein Längsschnitt des Getriebes und Abb.2q. ein Querschnitt nach Linie
x5-xl von Abb.23 (unter Weglassung der Elektromagnete B), während Abb. 25 und 26
Einzelheiten einer Kupplung darstellen.
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An einem Ende der Welle f 4 eines schnelllaufenden Motors ist eine
Kupplungsscheibe t befestigt, die längs einem Durchmesser eine Schwalbenschwanznut
zur Aufnahme eines einen Zapfen t4 tragenden Schiebers t3 besitzt. An seinem Ende
dieser Nut befindet sich ein Anschlag t5. Der Schieber t3 nimmt an der Drehbewegung
der Scheibe t und der Welle f4 teil.
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Auf dem Zapfen t4 sitzt lose ein Rad A, das am Umfang mit einem aus
Abb. 23 ersichtlichen Ringwulst versehen ist. Zwischen dem Schieber t3 und dem Anschlag
t6 ist eine Feder tg eingeschaltet, welche den Schieber t3 von der Achse der Welle,
f4 weg nach auswärts zu schieben trachtet, aber dennoch gestattet, den Schieber
t3 in der Nut einwärts bis in die Mitte der Scheibe zu schieben. Das Rad A steht
mit der Innenseite des Kegels E in Berührung, der mit einer zylindrischen Büchse
e2 mit Gewinde versehen ist, welche in den Ständer I auf der Grundplatte D eingeschraubt
ist und mit ihrer Achse in der Verlängerung der Achse der Welle f4 liegt. Der Kegel
E kann demnach durch Vor- und Zurückschrauben mittels. des Griffkranzes lz der Länge
nach verschoben und in seiner jeweiligen Stellung mit einer Klemmschraube h4 festgestellt
werden. Die Längsverschiebung des Kegels E kommt am Rad A in der Weise zum Ausdruck,
daß der Schieber t3 in der Nut t2 der Kupplungsscheibe verschoben wird. Die äußerste
Längenverschiebung des Kegels E in einer Richtung bringt die Mitte des Rades A in
die Achsenflucht der Motorwelle f4, so daß das Rad A aus seinem ganzen Umfang mit
der Innenseite des Kegels E Kontakt macht. Die Verschiebung des Kegels E in der
andern Richtung gestattet der Feder tB, den Schieber t3 nach auswärts zu schieben
und somit das Rad A von der Achse der Welle f 4 *eg einzustellen, so daß es auf
dem Zapfen t4 umlaufen kann. Da die Nabe des Rades A durch zwei Universalgelenke
G und eineVerbindungsstarnge fl mit einer in der Achsenflucht der Welle f4 liegenden
Welle f' verbunden ist, wird die Drehbewegung vom Rad A auf die Welle f11
übertragen.
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Dieses Getriebe arbeitet folgendermaßen: Der Kegel E wird gegen die
Motorwelle f4 geschraubt, bis die Mitte des Rollrades A in die Achse der Motorwelle
und des Kegels fällt. In dieser Stellung kann das Rad A nicht umlaufen, da es ringsum
mit dem Kegel E in Berührung ist, aber der Zapfen t4 auf dem Schieber t3 kann sich
im Rade A mit der Geschwindigkeit der Motorweile drehen. Da das Rad A sich nicht
dreht, dreht sich auch nicht die Welle f", mit der es durch die Universalgelenke
G verbunden ist. In dieser Endstellung der Teile läuft also die Motorwelle mit rascher
Geschwindigkeit, überträgt aber keine Bewegung auf die Welle f°. Wird der Kegel
E vom Motor weg zurückgeschraubt, so wird das Rad A durch die Feder t° nach auswärts
geschoben,, und seine Mitte wird einen kleinen Kreis um die Achse der Welle f4 beschreiben,
und zwar mit derselben Umdrehungszahl in der Zeiteinheit wie die Welle f4, und das
Rad A kann jetzt frei an der Innenseite des Kegels E abrollen, an die es durch die
Feder t' angedrückt wird. Wenn das Rad A an der Innenseite des Kegels E entlangrollt,
gelangt der jeweilige Berührungspunkt des Rades mit dem Kegel nach einer Abwälzung
des Rades nicht an dieselbe Stelle im Kegel, sondern bleibt etwas dahinter zurück,
und zwar um einen Betrag, der von der Differenz zwischen den Peripherien abhängt.
Das Rad hat sich deshalb um seine eigene Achse um einen Winkel in zur Drehrichtung
der Motorwelle entgegengesetzter Richtung gedreht, während die Motorwelle f4 sich
einmal umgedreht hat. Wird der Kegel E noch weiterhin vom Motor weg zurückgeschraubt,
so kann die Drehgeschwindigkeit der Welle f° bis zu einem bestimmten Höchstwerte
gesteigert werden.
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Die Feder t3 unterstützt in gewisser Hinsicht die Elektromagnete B
(Abb. 23), die am äußeren. Umfang des Kegels E angeordnet sind und so erregt werden,
daß sie nacheinander das Rollrad A gegen die Innenseite des Kegels- anziehen. Das
Rad A besteht dabei natürlich aus weichem Eisen und der Kegel E aus nicht magnetischem
Material. Der Erregerstrom kann zu den Elektromagneten B mittels eines auf der raschlaufenden
Motorwelle sitzenden Kommutators zugeleitet werden, oder der Kegel E kann in Segmente
unterteilt und das an der Innenseite des Kegels rollende Rad A zur Steuerung des
Stromlaufs benutzt werden. In beiden Fällen sind die Magnetpole in Richtung der
Mantellinien des Kegels länglich auszubilden.
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Ähnliche Wirkungen können mit der Ausführungsform gemäß Abb.27 bis
31 erzielt werden. Wie am besten aus Abb. 27 hervorgeht, besitzt hier der Roll-
, oder Taumelring A mehrere Arme u, die in einem gemeinsamen Kugelkopf
u2 endigen. Die Führungsplatte E, . längs welcher der Ring A abrollt und an welcher
die punktiert eingezeichneten Elektromagnete B befestigt sind, die Schraubenvorrichtung
H zur Änderung des Neigungswinkels des Rollringes A und die
auf
der schnellaufenden Motorwelle j4 in schräger Stellung befestigte, genutete Kupplungsscheibe
t zeigen die oben beschriebene Bauart. Abb. 28 zeigt die Rückseite der Führungsplatte
E mit den Elektrornahnieten, Abb. 29 ist ein Gesamtquerschnitt nach Linie r l- rl.
Abb. 3o ist ein Teilquerschnitt nach Linie :r'--r= und Ebb. 31 ein solcher nach
Linie --rl-x3 von Abb.27. Dieses Getriebe arbeitet in ähnlicher Weise wie das in
Abb.23 bis 26 dargestellte.
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Es sind auch Ausführungen denkbar, bei denen mehrere Räder, zweckmäßig
mit demselben Durchmesser, eines neben oder hinter dem anderen, an der kreisförmigen
Führungsbahn entlangrollen können, wobei alle diese Räder in gleichem Abstand voneinander
und je auf einer besonderen Achse angeordi:et sind und diese Achsen je nachdem die
Speichen eines Rades bilden können, das auf einer zur Führungsbahn senkrecht stehenden
Welle befestigt ist, so daß, wenn die Rollräder umlaufen, die letztere Welle in
Umdrehung versetzt wird. Eine solche Ausführung kann etwa nach den Ebb. 32 bis
3,5 verwirklicht werden, wobei Abb. 32 eine Seitenansicht, Abb. 33 einen
Querschnitt nach Linie x4-_v4 von Abb. 32, Abb. 34. eine Vorderansicht und Ebb.
35 eine Sonderansicht eines der Räder =1= darstellt. Die Drehgeschwindigkeit der
Welle verhält sich zur Drehgeschwindigkeit der Rollräder :l' wie der Durchmesser
der Rollräder zum Durchmesser der kreisförmigen Führungsbahn, auf welcher sie abrollen.
Jedes der Rollräder :1= wird von einer Achse lose getragen, die durch ein Universalgelenk
G finit einem auf der Welle F befestigten Verbindungsstück verbunden ist, wobei
die Welle F zur Laufbahn auf der Platte E in der früher beschriebenen Weise angeordnet
ist. Die Welle F kann zur ,Änderung der Geschwindigkeit durch Längsverschiebung
mittels der Schraube I-1 eingestellt werden, und ein Ende der Welle trägt
ein Kopfstück C2, das auf ihm festsitzt und an welchem Flachfedern c' befestigt
sind, die gegen die Achse der Rollräder f1' drücken, so daß der Neigungswinkel dieser
Rollräder zur Führungsbahn E, wie dies in punktierten Linien angedeutet ist, verändert
werden kann.
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In Abb. 3E, 37 und 38 sind Vorrichtungen dargestellt, deren Bauart
und Arbeitsweise aus den vorstehenden Ausführungen leicht abzuleiten sind. Abb.
36 zeigt einen zwischen zwei Führungsbahnen rollenden und schwingenden Taumelring.
Abb. 37 zeigt eine Ausführun-sforin mit zwei nach auswärts gewendeten Führungsbahnen
und zwei daran abrollenden Rollringen auf einer Welle, sowie mit den beiden Führungsbahnen
gemeinsamen Elektromagneten. Abb.38 zeigt eine Reihe von Rollringen auf einer Welle,
von denen jeder an einer besonderen Führungsbahn entlangrollt. Bei allen diesen
Beispielen läßt sich zum Zwecke der Geschwindigkeitsregelung die Stärke der Neigung
der Taumel- oder Rollringe mittels eines Schraubengetriebes "rändern.
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Bei den Beispielen, wo der elektrische Strom vom 1.2o11- oder Wälzring
aus durch die Kontaktstelle desselben der Führungshahn und von hier den -,Magnetspulen
zugeführt wird, gewinnt man den Vorteil, daß die Stromabnahme keinen Reibungsverlust
aufzuweisen hat, wie das etwa bei Kollektorbürsten der Fall ist.