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Mechanisches Getriebe mit einem sich zwischen zwei Kegeln verschiebenden
Reibungsrad zur Multiplikation zweier Größen. Es sind mechanische Getriebe, z. B.
die sogenannten Reibungsgetriebe bekannt, die zwei Größen, von denen eine variabel
ist, miteinander multiplizieren. Bei diesen Getrieben wird im allgemeinen eine Scheibe
angetrieben, von der ein radial zur Scheibe verstellbares Reibungsrad die Bewegung
abnimmt und sie auf eine zweite Scheibe o. dgl. durch Reibung weiterül:erträgt.
Wird das Reibungsrad radial zur antreibenden Scheibe verschoben, so ändert sich
seine Geschwindigkeit proportional zur Änderung des wirksamen Radius der antreibenden
Scheike. Da aber gleichzeitig auch der wirksame Radius der angetriebenen Scheibe
1-ei jeder Verstellung des Reibungsrades wechselt, so ist die tatsächliche Änderung
des Übersetzungsverhältnisses nicht der Verschiebung des Reibungsrades proportional.
Wird z. B. der wirksame Radius der antreibenden Scheibe verdreifacht, so wächst
die Geschwindigkeit des Friktionsrades auf das Dreifache. Da sich aber gleichzeitig
der wirksame Radius der angetriebenen Scheibe verringert, wird ihre Geschwindigkeit
mehr als nur dreimal, und zwar annähernd neunmal so groß. Die Skala zur Verstellung
des Reibungsrades muß daher eine annähernd quadratisch wachsende Teilung erhalten.
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Diese Getriebe bieten weiter den Nachteil, daß sich die Nullstellung,
in der das Reibungsrad keine Bewegung von der antreibenden Scheibe abnimmt, konstruktiv
kaum erreichen läßt. Die theoretische Forderung, daß das Reibungsrad nur den :Mittelpunkt
der antreibenden Scheibe berührt, läßt sich in der Praxis nicht erfüllen. Endlich
muß in diesen Getrieben für den Übergang der einen Bewegungsrichtung in die andere
eine besondere Vorrichtung für die Bewegungsumkehr, z. B. ein Wendegetriebe o. dgl.,
vorhanden sein. Dieses Wendegetriebe erfordert besondere Bedienung, die besonders
z. B. in Folgezeigersystemen nicht leicht ist, da hier der Augenblick der Bewegungsumkehr
l:ei leicht hin und her gehendem Zeiger schwer festzustellen ist.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigen, die Nullstellung,
in der keine Bewegungsübertragung stattfinden soll, sicherzustellen, das Wendegetriebe
zu ersparen und die Teilung für die Skala der Stellung des Reibungsrades statt quadratisch
wachsend praktisch gleichförmig zu machen, so daß bei gleichen Verschiebungen des
Friktionsrades auch eine praktisch gleichförmige Änderung des Weges der anzutreibenden
Scheibe erfolgt. Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß sie an Stelle der Scheiben
zwei mit den Spitzen gegeneinander gerichtete kegelartige Körper benutzt, die beide
gleichzeitig vom Reibungsrad angetrieben «erden, und die beide in entgegengesetztem
Sinne auf ein Planetenrad der angetriebenen Welle wirken. Dieses Getriebe unterscheidet
sich von ähnlichen bekannten Reibradgetrieben mit einem zwischen zwei Kegeln liegenden
Reibrad dadurch, (las das Reibrad von der Antriebsmaschine angetrieben wird.
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Ist die Geschwindigkeit des angetriebenen Reibungsrades v, der wirksame
Radius des einen Kegels r, der des anderen r', der zunächst gleich r angenommen
sei, und die Winkelgeschwindigkeit des ersten Kegels o), die des zweiten (J, so
ist, da
die auf das Planetenrad übertragene Ge- 8o schwindigkeit P
Sind die wirksamen Radien leider Kegel gleich, so ist P - 0. Die Bewegung des Reibungsrades
nach der Spitze fIes einen Kegels zu gibt P die eine Umdrehungsrichtung; wird das
Reibungsrad jedoch nach der Spitze des anderen Kegels verschoben. so dreht sich
die
Bewegungsrichtung von P um. Hierdurch wird das Wendegetriebe
erspart.
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Aus der Gleichung
folgt ferner
| Aus der Abb. i folgt nun, daß, wenn r |
| auf den Wert r + A r wächst, r den Wert |
| r -- 0 r annimmt. Setzt man diesen Wert |
| in die letzte Gleichung ein, so ergibt sich: |
| P- (r-Or)-(r+@.r) |
| ro (r - l@ r) # (r -[- 0 r) . |
| - r2-Ara |
Diese Gleichung zeigt, daß das Übersetzungsverhältnis der Geschwindigkeiten P und
v innerhalb gewisser Grenzen praktisch proportional zu 0 r ändert. Wie der Zähler
zeigt, ändert es direkt proportional zum doppelten Wert von 0 r, während der Nenner,
wenn r groß genug und A r nicht zu groß gewählt wird, in der Nähe der Nullage seinen
Wert so wenig ändert, daß der Wert der Gleichung praktisch kaum ändert und daher
die Teilung der Skala für die Verstellung des Reibungsrades praktisch gleichförmig
werden kann. Wie das Diagramm der Abb. 2 zeigt, ist der entstehende Fehler sogar
bei einer Verschiebung des Reibungsrades um den viertel Weg bis zu einer .der. beiden
Kegelspitzen nicht groß.
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Die Abb.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In ihr bedeutet
in. einen Motor oder ein Uhrwerk, das mit konstanter oder beliebig regelbarer Geschwindigkeit
über die Schnecke i das Schneckenrad :2 dreht. Das Schneckenrad 2 dreht mittels
der Streben 3 und d. ein Reibungsrad 5, das frei auf einem Lager der Büchse 6 dreht.
Die Büchse 6 ist innen mit Muttergewinde versehen und wird durch Drehen der Handkurbel
8 auf der Spindel 7 in deren Längsrichtung verschoben. Die jeweilige Stellung der
Büchse 6 auf der Spindel 7 wird über das Getriebe 9 durch den Zeiger z auf der Skala
io angezeigt. Das Reibungsrad 5 liegt mit Reibung auf den %lantelflächen zweier
kegelförmiger, mit den Spitzen gegeneinander gerichteter Körper k, und k.- .die
drehbar so im Apparatgehäuse gelagert sind, daß ihre vom Reibungsrad 5 herührten
Erzeugenden parallel zur Spindel ? verlaufen. Die Wellen i i und r2 der beiden Kegel
drehen in bekannter Weise das Planetenrad 13, das mit der Welle 14. die Bewegung
weiter, z. B. auf zwei elektrische Gebervorrichtungen 15 und 16, überträgt.
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Die Einrichtung wirkt wie folgt: Die jeweilige durch -den Motor n2
veranlaßte Geschwindigkeit des Reibungsrades 5 wird auf die Kegelkörper k, und k2
übertragen. Steht das Reibungsrad 5, wie beispielsweise in der Abbildung gezeigt,
an der Stelle, an der die gerade wirksamen Radien beider Kegel gleich sind, so laufen
die Wellen ii und 12 gleich schnell, und ihre Bewegung wird durch das Planetenrad
13 unwirksam gemacht,- so daß die Welle 14 in Ruhe bleibt. Wird jedoch mit der Kurbel
8 das Reibungsrad 5 um einen beliebigen, an der Skala io- ablesbaren Betrag aus
dieser Lage verstellt, so wird je nach der Richtung dieser Verstellung die Geschwindigkeit
des Kegels k, größer oder kleiner als die des Kegels k, Der Unterschied beider Geschwindigkeiten
kommt über das Planetenrad 13 zur Wirkung auf die Welle 1.4, die nun mit gleichförmiger,
der Differenz der Kegelgeschwindigkeiten entsprechender Geschwindigkeit gedreht
wird, und zwar in dem einen oder anderen Sinne, je nachdem .die Geschwindigkeit
des Kegels k, größer oder kleiner als dile von k_ ist. Solange ferner das Reihungsrad
5 von der Mittelstellung aus den halben Weg bis zu den Kegelspitzen gleitet, entsprechen
gleichen Verschiebungen der ,Büchse 6 auf der Spindel 7 praktisch gleiche Zunahmen
der Geschwindigkeit des Planetenrades 13.