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Geschwindigkeitsverminderer. Die Erfindung hat einen Geschwindigkeitsverminderer
zum Gegenstand, der zwischen eine treibende Welle und ein angetriebenes bzw. mitgenommenes
Glied eingefügt werden kann in allen Fällen, in denen das Widerstandsmoment des
mitzunehmenden Gliedes veränderlich ist und die Geschwindigkeit sich ändern kann.
Diese Vorrichtung eignet sich infolgedessen zur Kraftübertragung für veränderliche
Geschwindigkeiten bei Kraftwagen, bei Hebezeugen oder auch zum Antriebe gewisser
Maschinen, wie z. B. Scheren, Stanzen u. dgl.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Vorrichtung mit folgenden
Eigenschaften r. Das maximale Antriebsmoment, das man der treibenden Welle zuführen
kann, nimmt mit der Umdrehungsgeschwindigkeit dieser Welle zu.
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z. Bei einer bestimmten Geschwindigkeit der treibenden Welle nimmt
das maximale Widerstandsmoment, gemessen am getriebenen Teil, zu, wenn die Geschwindigkeit
dieses Teiles abnimmt.
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3. Überträgt man auf die treibende Welle eine bestimmte Leistung,
so wird der getriebene Teil ohne Rücksicht auf das Widerstandsmoment mitgenommen,
und die Geschwindigkeit dieses Teiles verändert sich im umgekehrten Verhältnis zum
Widerstandsmoment.
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q.. Ist das Widerstandsmoment, gemessen am angetriebenen Teil, unveränderlich,
so kann die Antriebskraft beliebig sein; dabei ist die Geschwindigkeit des angetriebenen
Teiles proportional dieser Antriebskraft.
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Zur Erreichung dieser Ziele sind bei der den Gegenstand der Erfindung
bildenden Vorrichtung zwei gelenkig miteinander verbundene Ringe vorgesehen, die
durch Schwingungen zweier Rahmen, in denen sie sich drehen, in Umdrehung versetzt
werden; dabei ist der eine dieser Rahmen auf der treibenden Welle gelagert und der
andere mit dem angetriebenen Teil verbunden.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung werden die beiden Rahmen,
in denen die beiden gelenkig miteinander verbundenen Ringe gelagert sind, selbsttätig
durch ein geeignetes Mittel, z. B. durch die Verwendung von Kurvenflächen, in Schwingung
versetzt, von denen die eine an der Drehung des angetriebenen Teiles und die andere
an der Drehung der treibenden Welle teilnimmt.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine nach der Erfindung
ausgeführte Vorrichtung.
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Abb. z ist ein senkrechter Längsschnitt nach der Linie I-I der Abb.
2.
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Abb.2 zeigt in einem senkrechten Schnitt nach der Linie II-II der
Abb. z die Gesamtheit der schwingenden und umlaufenden Teile der Vorrichtung.
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Abb. 3 ist ein wagerechter Schnitt nach der Linie III-III der Abb.
2.
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Mit a ist die durch den Motor getriebene treibende Welle bezeichnet,
deren Bewegung mit veränderter Geschwindigkeit auf den getriebenen oder mitgenommenen
Teil übertragen werden soll, der in der Zeichnung als Trommel d dargestellt ist,
deren Achse mit der der Welle a zusammenfällt, auf der die Trommel frei drehbar
ist. Die Trommel d kann als Antriebsringscheibe für eine anzutreibende Maschine
dienen oder gegebenenfalls mit einer in der Verlängerung der Welle a liegenden Welle
verbunden sein, die die Drehbewegung auf die Maschine oder auf die anzutreibende
Welle überträgt.
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Auf der Welle a ist im Innern der Trommel d
eine Muffe
b befestigt. Diese trägt Zapfen y, um die ein ringförmiger Rahmen c schwingen
kann. Dieser besitzt eine nach außen gekehrte Umfangsnut, in der ein Ring f auf
seitlichen Kugelringen s läuft, die den Reibungswiderstand zwischen ihm und seinem
Ringrahmen c vermindern. Um den Ring f ist ein konzentrischer Ring g gelegt, der
mit dem Ring f durch ein in der Richtung des Durchmessers liegendes Gelenk t verbunden
ist, um welches die beiden Ringe schwingen können. Der äußere Ring g ist selber
in einem kreisförmigen Rahmen e geführt, der in einer nach innen gerichteten Umfangsnut
unter Zwischenfügung von
Kugelringen u den Ring g aufnimmt. Der
Rahmen e ist seinerseits mittels Zapfen v in der Trommel d gelagert, in der er somit
in einer Kugelfläche schwingen kann, die konzentrisch zu der Kugelfläche liegt,
in welcher der Rahmen c um die Zapfen y der Muffe b schwingt. Die Mittelpunkte
der Rahmen c und e sowie der Ringe f und g fallen also zusammen und liegen auf der
gemeinsamen Achse der Welle a und der Trommel d.
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Innerhalb der Trommel d ist eine Scheibe m
befestigt,
die eine Achsialkurvep von bestimmter Form trägt, auf der ein am ringförmigen Rahmen
c sitzender Führungsstift o gleitet. Der Rahmen -c wird mit dem Stift o an die Kurvenfläche
P dauernd angedrückt durch eine Druckfeder h, die zwischen ihm und einem mit der
Muffe b verbundenen Widerlager y liegt. Andererseits ist an der Muffe
b eine Scheibe n befestigt, die eine Achsialkurve q von bestimmter
Form trägt, auf der ein am Ringrahmen e sitzender Führungsstift i gleitet. Der Rahmen
e wird mit dem Stift i in Anlage an die Kurvenfläche q durch eine Druckfeder
k gehalten, die zwischen dem Ringrahmen e und einem an der Trommel
d sitzenden Widerlager l angeordnet ist.
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Infolge dieser Ausführung erzeugt jede Verdrehung der Trommel d gegenüber
der Welle a eine Schwingbewegung der ringförmigen Rahmen c und e, deren Ausmaß durch
die Form der Kurven P und q der Scheiben m und n bestimmt wird.
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In dem dargestellten Beispiel werden beide Rahmen c und e durch die
Scheiben m und n in Schwingung versetzt. Würde man den Rahmen c gegenüber
der Muffe b fest anordnen, so könnte nur der Rahmen e schwingen, während bei fester
Anordnung des Rahmens e gegenüber der Trommel d nur der Rahmen c schwingen könnte.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende.
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Erteilt man der Welle a eine Drehung, so wird durch Gleiten des Stiftes
o längs der Kurvenfläche P der Scheibe m dem Ringrahmen c eine Schwingbewegung erteilt.
Diese Schwingbewegung erzeugt Rückwirkungen auf den Ring f, der sich in drehende
Bewegung setzt, wobei er vermittels des Gelenkes t den Ring g mitnimmt, welcher
in dem mit der Trommel d gelenkig verbundenen Rahmen e untergebracht ist. Die Umlaufgeschwindigkeit
der Ringe f und g hängt zugleich von der Umlaufgeschwindigkeit der Welle a und von
der Umlaufgeschwindigkeit der Trommel d ab und verändert sich je nach der Neigung
der Rahmen c und e. Diese Geschwindigkeitsänderung der Ringe bringt Massenkräfte
hervor, die sich in senkrechte Druckkräfte auf die Rahmen umsetzen. Die Rückwirkung
auf den mit der Trommel d gelenkig verbundenen Rahmen e erzeugt ein Drehmoment auf
diese Trommel; diese Rückwirkung verändert sich in jedem Augenblick nach Größe und
Richtung. Man kann also annehmen, daß zwischen der treibenden Welle ä und der Trommel
d (d. h. zwischen dem treibenden und getriebenen Teil) eine fiktive Verbindung besteht,
die sich aus den Rückwirkungen auf die beiden Rahmen c und e ergibt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung kann verglichen werden mit einer
Reihe von abwechselnden Kupplungs- und Entkupplungszuständen, die in sehr kurzen
durch die Relativbewegung der Welle gegenüber der Trommel bestimmten Zeitabständen
aufeinanderfolgen.