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Freilauf-Schaltwerk. Die Erfindung betrifft ein Freilauf-Schaltwerk
mit Klemmnocken, das dazu bestimmt ist, eine hin und her gehende Drehbewegung in
eine ununterbrochene Drehbewegung um die gleiche Drehachse zu verwandeln.
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Die Erfindung bezweckt eine gleichartige Verteilung der Kräfte auf
die verschiedenen Nocken und eine Verminderung des schädlichen Reibungsmomentes
beim Rückgang des treibenden Teiles, so daß eine regelmäßige Mitnahme des getriebenen
Teiles ohne Stöße gewährleistet ist.
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Die Erfindung kennzeichnet sich durch eine oder mehr drehbare Scheiben,
die durch um sich selbst und um die Scheibendrehachse drehbare, senkrecht zur letzteren
angeordnete Wellen mit radialen Klemmnocken abwechselnd festgeklemmt und wieder
freigegeben werden.
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Zwei Ausführungsformen der Erfindung sind auf den Zeichnungen dargestellt.
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Die Abb. i bis 4 zeigen die erste Ausführungsform.
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Abb. i ist ein Schnitt durch die Einrichtung. Abb. ? ist ein Schnitt
nach Linie x'-yl der Abb. i.
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Abb.3 ist ein Schnitt nach Liniex'-y' der Abb. i.
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Abb.4 ist ein Schnitt nach Linie a-a in Abb. i. Die Abb. 5 bis 7 zeigen
die zweite Ausführungsform.
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Abb. 5 äst ein Schnitt durch die Vorrichtung. Abb. 6 ist ein Schnitt
nach Linie x3-y3 der Abb. 5.
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Abb. 7 ist ein Schnitt nach Linie x'-yl der Abb. 5.
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Ausführungsform nach Abb. i bis 4.: Auf der anzutreibenden Welle i
mit Achse X-Y, auf welche eine ununterbrochene Drehbewegung übertragen werden soll,
ist die Nabe a aufgekeilt. Diese Nabe z ist durch Speichen 3 (Abb. 4) mit einem
Kranz 4 verbunden, welcher mit Lagern 5Q, 5b ausgestattet ist. Die Nabe ist ferner
mit einem Innenkranz 4' verbunden, welcher Lager 5'a, 5'a trägt. Die Nabe
a ist ebenfalls mit Lagern 6, 6b versehen.
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In den Lagern 5a, 6a und 5'a ist eine Welle 7" drehbar angeordnet,
welche einen Nocken 8Q trägt, der als Klemmnocken bezeichnet werden soll, und ferner
einen Hilfsnocken 9Q. Die Form der Nocken soll nachstehend beschrieben werden.
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Auf der Welle i ist mittels Lager I 2a, I 2b beliebiger Art ein Gehäuse
angeordnet, welches aus den beiden Scheiben ioQ, iob besteht, die durch ein Querstück
i i miteinander verbunden sind. Diesem Gehäuse wird eine hin und her gehende Drehbewegung
um die Achse X-Y erteilt.
Die gleichen Organe wiederholen sich symmetrisch
mit Bezug auf die senkrechte Achse der Abbildung, und dieser zweite Satz Organe
ist mit den gleichen Bezugszeichen wie diejenigen des ersten Satzes, nur mit dem
Unterscheidungszeichen b, versehen. Auch diese Organe wiederholen sich symmetrisch
mit BezuW auf die Achse X-Y.
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Abb. z zeigt die Klemmnocken 8, und 8b. Diese Klemmnocken können
sich um die Punkte 0" Ob drehen, welche mit den Wellen 7a und 7b übereinstimmen.
Die Profile der Nocken weisen kreisförmige Teile p auf, so daß diese Teile p der
beiden Nocken einander berühren und ferner exzentrische Teile g, exzentrische Teile
d und wiederum kreisförmige Teile e, welche in Berührung mit den Scheiben i o" und
10b sind.
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Die Abb. 3 zeigt die Hilfsnocken 9a und 9b, welche dazu bestimmt sind,
die Berührung zwischen dem treibenden Teil und dem getriebenen Teil während es Rückganges
des ersteren zu sichern und die Drehung der Nockenwellen beim Beginn der Klemmungsperiode
einzuleiten. Diese Nocken sind um die Punkte Ca, Cb drehbar, welche den Wellen 7a
und 7b entsprechen. Das Profil :dieser Nocken weist kreisförmige Teile r auf, die
in Berührung mit den Scheiben ioa und -IOb sind, und kreisförmige Teile s, die sich
berühren.
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Der Arbeitsgang ,ist wie folgt: Wenn sich das Gehäuse i o", i ob,
i i derart dreht, daß bezüglich Abb. i sein oberer Teil sich von rückwärts nach
vorwärts bewegt, was in Abb. a einer Bewegung in der entgegengesetzten Richtung
der Pfeile F entsprechen würde, so stehen die kreisförmigen Teile e der Nocken 8a
und 8b den Scheiben i o" und 10b
gegenüber, so daß keine Klemmwirkung vorhanden
ist und das Gehäuse sich dreht, ohne die Welle i mitzunehmen.
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Die Nocken 8" und 8b rollen mit ihren kreisförmigen Teilen p in der
umgekehrten Richtung der Pfeile /a und tb aufeinander, bis ihre exzentrischen Teile
miteinander in Berührung kommen, wodurch die Drehung begrenzt wird. In diesem Augenblick
stehen die Nocken nicht mehr in Berührung mit den Scheiben ioa und 10b, oder die
Berührung ist wenigstens nicht mehr sehr stark.
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Die Berührung zwischen dem treibenden Teil (Gehäuse i oQ, -I ob, i
i) und dem getriebenen Teil (die Gesamtheit der Nabe 2, der Kränze .l und q.', der
Nocken und der aufnehmenden Welle i) wird durch die Hilfsnocken 9" und 9b :gesichert,
welche sich einerseits gegen die Scheiben i o" und I 0b reiben und anderseits aufeinanderstützen.
Da die Reibung dieser Nocken auf den Scheiben in einem kleinen Abstand von der Achse
X-Y erfolgt, ist das schädliche Moment, welches sich daraus ergibt, gering.
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Wenn im Gegenteil das Gehäuse sich in der Richtung der Pfeile F der
Abb. a und 3 dreht, so leiten die Hilfsnocken 9" und 9b die Drehung der Wellen 7"
und 7b ein. Die Nokken 8" und 8b drehen sich dann in der Richtung der Pfeile/"
und fb (Abb. z) und legen sich fest gegen die Scheiben ioa und IOb. Wenn dann -die
Wellen 7" und 7b fortfahren, sich zu drehen, so kommen die exzentrischen Teile der
Nocken 8" und 8b miteinander in Berührung, wodurch die Nocken miteinander und mit
den Scheiben i o" und 10b verklemmt werden. Das Gehäuse nimmt also nun die
Gesamtanordnung der Kränze, der Nabe, der Nocken und folglich auch die aufnehmende
Welle i mit.
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Es ist zu beachten, daß diese Einrichtung keinen achsialen Schub aufweist
infolge Symmetrie der Wirkungen, welche auf die beiden Scheiben i o" und I 0b ausgeübt
werden. Es besteht ebenfalls kein radialer Schub, sondern lediglich ein mitnehmendes
Moment, indem vier Nockenwellen symmetrisch mit Bezug auf die Achse X-Y angeordnet
sind, wie dieses in Abb. i gezeigt ist.
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Ausführungsform nach Abb. 5 bis 7: Hier handelt es -sich darum, auf
die anzutreibende Welle z i mit Achse Z, Z1 eine ununterbrochene Drehbewegung zu
übertragen. Auf dieser Welle z i ist eine -Scheibe 22 aufgekeilt.
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Ein mit hin und her gehender Drehbewegung angetriebenes, den -treibenden
Teil bildendes Gehäuse a3 ist gleichachsig zur Scheibe 2z angeordnet und auf der
Welle a I durch beliebige Lager 2¢ und z5 =lose drehbar gelagert. Dieses Gehäuse
trägt Lager z 6a und 27a für die Nockenwelle 28 mit Nocken 30a und 3 1a.
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Der Nocken 30a ist im wagerechten Schnitt von annähernd elliptischer
Form, wobei die große Achse mit Bezug auf die Lotrechte zur Scheibe 2 2 etwas schräg
steht (Abb. 6). Dieser Nocken kann sich um den Punkt E" drehen, welcher mit der
Achse der Welle 28" übereinstimmt.
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Der Nocken 30a hat eine Schulter 29a, -die in wagerechtem Schnitt,
wie Abb.7 zeigt, einen kreisförmigen Teil h und einen exzentrischen Teil k aufweist.
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Wie bei der ersten Ausführungsform sind die Nocken symmetrisch angeordnet.
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Der Arbeitsgang ist vollständig analog demjenigen, der -mit Bezug
auf die erste Ausführungsform beschrieben worden ist.
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Wenn das Gehäuse 23 sich bezüglich Abb. 5 in solcher Richtung
dreht, daß sein oberer Teil von rückwärts nach vorn sich bewegt, so entklemmen sich
die Nocken 30a und 30b und kommen außer Berührung mit der Scheibe
22.
Die Welle 21 wird daher nicht mitgenommen.
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Die Nocken 31a und- 31b, die den Nocken 9" und 9b der Abb. 1 entsprechen,
bleiben mit der Scheibe 22 in Berührung und leiten die Drehbewegung der Nockenwellen
28",28b ein, wobei das Gehäuse sich so dreht, daß sein oberer Teil von vorn nach
hinten sich bewegt. Die Nocken 30a und 30b kommen dann in Berührung mit der Scheibe
22 und klemmen sich. Während des Rückganges des Gehäuses wird die Drehung der Nockenwellen
auf folgende Weise begrenzt: Die Schultern 29" und 29b (Abb. 7) rollen vorerst
mit ihren kreisförmigen Teilen h in den durch die Pfeile F, in Abb. 7 angezeigten
Richtungen aufeinander, sie kommen dann mit ihren exzentrischen Teilen k in Berührung
miteinander, wodurch die Drehung begrenzt wird.
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'Auch hier fehlt jeder achsiale und radiale Schub. Es ist ferner wesentlich
zu beachten, daß infolge der Form der Nocken die Momente, welche die Drehbewegungen
der Nokkenwellen verursachen, weit größer sind als die Momente, welche diesen Drehbewegungen
entgegenwirken infolge der Reibung der Nokken gegen die Wände 34" und 34b des Gehäuses.
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Es ist klar, daß in allen Fällen die Anzahl der Nocken, welche lotrecht
zur Achse X-Y angeordnet stehen, verändert werden kann, ebenso wie die Anzahl der
auf jeder Welle vorgesehenen Nocken, deren Form, die Anordnung der Scheiben u. dgl.
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Es müssen alle Maßregeln getroffen werden, um das Beharrungsvermögen
der hin und her drehbaren Teile zu vermindern. So könnten diese Teile z. B. gitterförmig
ausgeführt sein.
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Die Begrenzung der Drehbewegung der Nockenwellen während des Rückganges
kann auch durch andere als die angegebenen Einrichtungen erreicht werden, z. B.
mittels Rollen oder Federn oder durch eine Verbindung von 'Rollen und Federn.
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Es ist selbstverständlich, daß--mit entsprechenden ;Änderungen die
Rollen der treibenden und getriebenen Elemente vertauscht werden können.
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In den Abb. 1 und 5 sind Bolzen 32 mit Muttern 33 schematisch gezeigt,
welche als Widerlager der Nockenwellen dienen.