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Vorrichtung zum Anlassen, Stillsetzen und Arttreiben von Maschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Vorrichtung zum Anlassen, Stillsetzen
und Antreiben von Maschinen, Wellen u. dgl. Die Vorrichtung besitzt ein Umlaufgetriebe
mit epizykloidischer oder hypozykloidischer Anordnung der Umlaufräder, wobei letztere
von einem treibenden Gliede getragen «-erden und mit Kupplungseinrichtungen versehen
sind sowie unter Federwirkung stehen. Die Vorrichtung kann ein Schwungrad besitzen;
welches ein treibendes oder angetriebenes Glied, je nach dem erstrebten Zwecke,
sein kann. Die verschiedenen Teile der Vorrichtung können, der Anwendungsart derselben
entsprechend, in verschiedener Weise angeordnet sein. Es können Zahn- oder Schneckenräder
mit normalem oder doppelgängigem Steigungsgewinde benutzt werden, um den nötigen
Ausgleich in der Bemessung der Teilkreise zu gewährleisten. Die Kupplungszähne können
vierkantig öder von sägezahnartiger Gestalt sein. Anstatt Federn, die auf Drehung
in der einen oder anderen Richtung beansprucht werden, könnten auch eine oder mehrere
Federn in Anwendung kommen, die auf
Zug oder Druck zu beanspruchen
sind. Bei solchen Einrichtungen sind die treibenden Federn, wie bei den bekannten
federnden Rädern, von gleicher oder stärkerer Art als die zurückdrückend wirkenden
Federn.
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Im Fall die Größe des mittleren Rades oder Sonnenrades es nicht gestattet,
die Feder oder Federn in demselben unterzubringen, wie in der Zeichnung dargestellt,
könnten die Federn und Räder auch in irgendeiner anderen geeigneten Art und Weise
gestaltet und angeordnet werden.
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In den Zeichnungen zeigt Abb. i im Schnitt ein Getriebe für Spinn-,
Verspinnrahnien u. dgl., welches sich durch Gleichförmigkeit der Bewegung sowie
dadurch auszeichnet, daß es leicht anzulassen, stillzusetzen und in seiner Bewegung
zwecks Antriehs der Welle o. dgl. leicht zu beschleunigen ist.
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Abb. 2 zeigt ebenfalls im Schnitt ein vorzugsweise für Kraftfahrzeuge
anwendbares Getriebe, welches sich ebenfalls durch Gleichförmigkeit der Bewegung
des treibenden Organs sowie durch die Sicherheit auszeichnet, mit welcher der getriebene
Maschinenteil anzulassen oder stillzusetzen ist.
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In Abb. i ist das mittlere Rad i des Umlaufgetriebes, im folgenden
Sonnenrad genannt, an der getriebenen Welle :2 befestigt, während das Sonnenrad
3 auf dem auf einem Lager 5 drehbar angeordneten Schwungrad d. hufgekeilt ist. Die
Sonnenräder i und 3 sind durch eine Feder 6 miteinander verbunden. Mit dein Sonnenrad3
stehen die Umlaufräder7 und 7a in t;eständigern Eingriff, die seitliche Kupplungszäune
besitzen, während in das Sonnenrad i die Umlaufräder 8 und 8" eingreifen.
Letztere besitzen ebenfalls seitliche Kupplungszähne und eine Rirlgiiut, in die
die Atrsrückgabeln 9 und ga eingreifen. Die Umlaufräder n 7erden in Zapfen io und
roa getragen, die in der treibenden Trommel i i und für Ring 12 befestigt sind.
Letztere besitzt eine Abdeckplatte 13, welche mit der Trommel i i einen Ölraum
umschließt. Durch den Ring 12 sich hindurch erstreckende Zapfen 1d., 1:Ia verbinden
die Ausrückgabeln 9 und 911 mit einem Arm 15, an welchem die Kupphrngs-Stange
16 angeschlossen ist, die sich durch die angetriebene Welle :2 hindurch erstreckt.
17 ist (las Rahmenwerk der Maschine, an walehern das Lager 5 angeschlossen ist,
und 18 ist eine Feder, die bestrebt ist, die Umlaufräder außer Kupplungseingriff
zu halten.
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Es sei angenommen, daß das treibende Or- ; gan i i, hei Erzielung
möglicbster Gleichförrnigkeit in der Bewegung der getriebenen Welle 2, eine Umdrehungszahl
von etwa :.j.50 Umdrehungen pro 'Minute aufweist und daß beim Zusammenwinden der
Feder 6 unter einer Drehung von etwa 1r, ihres Unifanges ihre Drehungsspannung der
Drehungskraft in der Welle 2 gleich ist und daß eine Verzögerung von einer halben
Minute die Veränderungen in der Geschwindigkeit sichert, die erforderlich ist, uni
stoßfrei aus der Ruhestellung in die volle Geschwindigkeit überzugehen. Dann wird
zr.:räclist der Wert des Umlaufrädersatzes hinsichtlich der Umdrehungszahlen bestimmt,
(1. h. .15o ::2 = 225 Umdrehungen pro N-liritite bei der zulässigen Zeitvergrößerung.
225 Umdrehungen veranlassen das Rad 3, dein Rad i um eine Umdrehung vorzueilen.
Es sind daher 225 X 3 - 675 Umdrehungen pro Minute erforderlich, um (las Rad i zu
einer Vor, ilung von einer Umdrehung mit Beziehung zum Rad 3 zt: veranlassen. Da
675 - i - 67d., so ist 674 der 575
Wert des Umlaufrädersatzes. Bezeichnet
Brat, das treibende Rad i mit a, da-s getriebene Umlaufrad 8 oder 8l mit b, das
treibende Rad 7 oder 7a mit al und das getriebene Rad 3 rnit h', so ergibt sich
oder im wesentlichen das gesuchte Resultat. Das i@esitzt in seiner zufolge ihrer
und die getriebene mit der ein gewisses Trägheitsvermögen, wobei das Schwungrad
kleinere Moment Wenn daher der 7, 7a von den i r läuft und die Rädern 8, 8a entkuppelt
sind, so drehen sich Sonnenum Trommel und 3, ohne Bewegung zu übertragen. räder
i anenn die Räder 7 und 7a bzw. 8 und einander werden, so wird (las Schwungrad d.
und das auf dasselLe aufgekeilte Sonnenrad 3 langsam in Bewegung ;;-es ein geringeres
Trägheitsversetzt, i:esitzt weil mögen als rate die der Rädersatz, oben erwiesen,
von solcher 3 zwingt, in der An-Art. ist, daß er das triebsrichtung langsam voranzueilen.
Bei diesei Bewegung des Schwungrades :I uh sie: Rades 3 wird die Feder 6 langsam
dichter gewunden, wobei die getriebene alle 2 in der g@-Antriebsrichtung langsam
in setzt wird. Die Geschwindigkeit der r nähert sich allgemein derjenigen des d.,
welches ihr vorauseilt, mit einer gleichzeitigen Verminderung in der Wirkung des
Umlaufgetriebes, das das Schwungrad .I, getriebene Welle 2 und das getriebene Glied
beim Ausgleich der Drehungsspannung in der Feder 6 mit der Drehungskraft der Welle
2 mit der gleichen laufen und die Umlauftätigkeit aufhört, was der Anlaßtätigheit
der entspricht.
Beim Entkuppeln der Umlaufräder wird die Triebkraft
unterbrochen und das im Schwungrad 4 aufgespeicherte Moment setzt den Antrieb der
Welle 2 fort, während die beim Anlassen durch Zusammenwinden der Feder 6 absorbierte
Energie nützlich verwendet wird, um als selbsttätige Bremse die Maschine schnell
und sanft stillzusetzen, weil sich die Feder 6 entspannen muß und das Entspannen
sich nur unter der Verzögerung der Bewegung des Schwungrades 4 vollziehen kann.
Dies stellt die Bremsfähigkeit der Vorrichtung dar.
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Da die Veränderung bei der Herbeiführung von Geschwindigkeit eine
derartige ist, daß die Maschine befähigt ist, langsam aus ihrer Ruhe in die volle
Geschwindigkeit überzugehen, so werden irgendwelche Zwischengeschwindigkeiten glatt
erzielt. Beim Kuppeln und Entkuppeln in rascher Aufeinanderfolge wird die Maschine
daher nur allmählich in Gang gesetzt.
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Häufiges Kuppeln und Entkuppeln in rascher Aufeinanderfolge führt
eine sanfte und leichte Kupplungswirkung herbei, wenn schädliche Abnutzung vermieden
werden soll. Eine solche Kupplungswirkung ergibt sich, weil die Umlaufräder 7 und
7 a bzw. .8 und 817 und folglich die von ihnen getragenen Kupp-. lungsstücke beständig
in derselben Richtung mit beträchtlichen Umfangsgeschwindigkeiten laufen, die einander
sehr nahekommen. Betrachtet man das Rädergetriebe wie oben angegehen im Verhältnis
45 : 13 und 52 : 15, so ergibt sich, daß die Unilaufräder während einer Umdrehung
der Trominei i i lnit3,46i538 und 3,466666 Umdrehungen pro Minute laufen, wobei
3,466666--3,461538=0,005I:28 I Umdrehungen pro Minute der Unterschied in der Umfangsgeschwindigkeit
ist, wodurch sich ihre Kupplung äußerst glatt und geräuschlos vollzieht. Hierin
liegt die Voreilwirkung der Vorrichtung. Wenn eine Riemenscheibe der Triebwelle
2 in ihrer Geschwindigkeit Schwankungen. unterliegt, so tritt ein Schlüpfen des
Riemens, wenn auch in geringem Maße, ein, wenn Glei,chinäßigkeit der Bewegung der
Welle 2 erreicht werden soll. Durch dieses Schlüpfen wird kinetische Energie verbraucht.
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Bei der Einrichtung nach Abb. r sitzt die treibende Riemenscheibe
bzw. die Trommel i i an der Welle 2 nicht fest. Sind die Umlaufräder aneinander
gekuppelt, so sind auch die Sonnenräder i und 3 direkt miteinander verbunden. Keines
derselben vermag seine Lage zu ändern, ohne daß auch das andere Rad seine Lage verändert,
wenn die Drehungsspannung in der Feder 6 der Drehkraft der Welle 2 gleichkommt.
Dadurch, daß das Sonnenrad 3 an dem Schwungrad 4 und das Schwungrad i an der Welle
2 befestigt ist, sind sie mit sich drehenden Massen v erbunhunden und daher unfähig,
plötzliche Veränderungen in der Geschwindigkeit zu erleiden. Irgendwelche Schwankungen
der Trommel i i, welche die Umlaufräder trägt, verwandeln sich daher in Schwingungen,
uni die Räder i und 3 ohne Übertragung auf die Welle 2 und ohne Herbeiführung von
Riemenschlupf anzutreiben, wobei die gesamte kinetische Energie für weitere Gleichförmigkeit
in der Bewegung verbraucht wird. Je gleichmäßiger sich der Lauf der Maschine vollzieht,
um so größer ist die Wirkung einer verhältnismäßig kleinen Menge kinetischer Energie
iri der Herbeiführung absoluter Gleichförmigkeit der Bewegung. Hierin liegt die
Ausgleichsfähigkeit der Vorrichtung, bei welcher vierkantige Kupplungszähne vorgesehen
sind.
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Bei der Vorrichtung nach Abb.2 ist das Sonnenrad i an der angetriebenen
Welle 2 befestigt; das Sonnenrad 3 sitzt drehbar an dem Schwungrad 4 fest an der
treibenden Welle 5. Die Räder i und 3 sind mittels der Feder 6 miteinander verbunden.
Die Umlaufräder 7 und 7a befinden sich in beständigem Eingriff mit dem Sonnenrad
3 und besitzen seitliche Kupplungszähne. Die Umlaufräder 8 und 89
befinden
sich in beständigem Eingriff mit dem Sonnenrad i, besitzen ebenfalls seitliche Kupplungszähne
und eine Nut, in welche die Ausrückgabel 9 eingreift. Die Zapfen io und ioa, welche
entsprechend angesetzt sind, uni die Umlaufräder 7 und 7a in ihrer Lage zu halten,
tragen die Zahnräder 8 und 8a und sind am Schwungrad 4 und an der Abdeckplatte z
3 befestigt, welche letztere den Traum abschließt, in dem das Getriebe untergebracht
ist. Durch ein Stoßlager i9 werden beide Wellen gegen achsiale Verschiebung gesichert.
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Wird beabsichtigt, beispielsweise bei Kraft-Jahrzeugen, das Auftreten
von Stößen und das hierbei gleichzeitig mit eintretende Überlasten der Maschine
bei ungeschicktem Auslösen der Reibungskupplungen zu vermeiden, so soll angenommen
«-erden, daß die T orsionsspannung der Feder, wenn dieselbe um ein Drittel ihres
Umfanges zusammengewunden - worden ist, gleich der normalen treibenden Drehkraft
ist. Hierbei bewirkt eine Zeitverzögerung von einer halben Minute die Änderung der
Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um ein sanftes Übergehen aus der Ruhestellung
in die normale Geschwindigkeit zu erzielen, wobei die Normalgeschwindigkeit der
Maschine etwa i5oo Umdrehungen pro Minute beträgt. Hierbei bestimmt sich der Wert
des Umlaufgetriebes derartig, daß 1500 ::2=750 Umdrehungen das Rad 3 veranlassen,
dem Rad 1 um 1-/,, Umdrehung vorauszueilen. 750 X 3 = 2
250 Umdrehungen pro Minute des treibenden Gliedes entsprechen
hierbei
einer Umdrehung des Rades 3. Da somit :2250- z ===2 249 ist, so ist 2249
2250 der Wert des Umlaufgetriebes. Das
Antriebsrad t ist mit Beziehung zum angetriebenen Rade 8 durch h, das treibende
IZad 7 durch crl und (las getriel;erie Rad 3 durch b1 ins Verhältnis zu stellen.
Mithin ist
was irn wesentlichen dein Resultat entspricht. Das Anlassen, Stillnetzen, Beschleunigen
und kuppeln vollzieht sich in ähnlicher Weise wie bei der Einrichtung nach Alrb.
z.
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sind ebenfalls vierkantige Kupplungsz:ilrne Hierbei ist ersichtlich,
daß Schwankungen im angetriebenen Gliede 2 das treibende Glied z nur allmählich
beeinflussen und sich in Schwingungen (:der Drehungen der Umlaufrüder um ihre Zapfen
aufbrauchen. In gleicher Weise vollzieht sich die Beschleunigung sehr glatt und
die Voreilfähigkeit der erleichtert wesentlich den Getriebewechsel. Wenn die Zündung
abgestellt wird und die treibend wirkt, so entlangsam, bis die spannt sich die Spannung
der bei der Kompression sich ergebenden Bremskraft entspricht.
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Umlaufeignet sich somit Die Luft- rädern für den Antrieb von kompressoren,
Motorfahrzeugen u. dgl., bei Sonnenrades welchem die Belastung des getriebenett
Teiles eine sehr schwankende ist. Hierbei verhinder 'orriclitung die dert die ge@iannter
Schwankungen auf V das antreibende Organ. Desgleichen eignet sich die Vorrichtung
bei der Mitamvendung denn losen Soririenra(ie befestigten eines dreh-Schwungrades
auch für den Antrieb von u. (1g1., wobei bar die angetriebene Last eine stets absolute
Gleichförmigkeit ist und 11 Entder Bewegung des getriebenen Teiles ein wichbildet.
Des weiteren läßt kuppeln tiges vorteilhaft anwenden als sich die Ersatz von Reibungssteuer
ungsgetrieben, und zwar entweder als einfache nlaß-, Stillntriel>svorsetzungs-,
Beschleunigungs- und gekennzeichnet, orrichtung zum Anlassen, als Radersatzes richtung
Steuern der und Stillnetzen, Geschwindigkeit des angetriet:enerrGliedes irn Urnlattfgetriel:e
tt. dgl.
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Die Vorrichtung ohne irl;-rt 1 Ü eines irgendeiner Geschwindigkeit
sam zu sein. Ihre irkung ist ähnlich derjenigen der homl,inationsanordnnng einer
Reibungskupplung mit Gleitstück- und Feder, ohne die bei diesen Einrichtungen vorhande-Die
Anwen<iung:>-nen arten der Vorrichtung sind somit sehr mannigin gewissen faltig,
wobei trotz estaltungen von Einzelheiten das Prinzip unverändert bleibt. So könnten
beispielsweise mehr als zwei Satz von Umlaufrädern benutzt werden, wenn eine besond.°re
Stärke der Vorrichtung erreicht soll, ei Benutzung eines entspre-oder es könnte
chenden Aasgleichgewichts auch nur ein Satz vorgesehen sein. Die Vorrichtung braucht:
nicht eingeschlossen zu sein und die Schmierung bann in irgendeiner geeigneten eise
I:ewirkt werden. Die Ausrüchgabeln können irgendein geeignetes Getriebe l:ewegt
werden und die zweckmäßigste Gestalt Bei der aus Alrb. r ersichtlichen an kann das
Schwungrad der Welle oder an dem getriebenen Teil angeordnet sein, ebenso wie in
Abb. 2 die Trommel auch ohne Schwungrad drehbar an dem getrielaenen Teil angeordnet
sein könnte.