-
Einrichtung zur Umwandlung von Drehbewegung in pendelnd fortschreitende
Bewegung. In den deutschen Patentschriften 3.48 110
und 375 425 ist ein Verfahren
zur Umwandlung von drehender Bewegung in pendelnd fortschreitende Bewegung beschrieben,
das in erster Linie auf mechanische Hämmer Anwendung findet. Das Verfahren beruht
darauf, daß an dem Körper, dem die pendelnd fortschreitende Bewegung erteilt werden
soll (Bär beim Hammer), rotierende Schwunggewichte gelagert sind, deren Zentrifugalkraft
dem Körper die Pendelkomponente der Bewegung erteilt, während außerdem noch eine
gleichgerichtete Kraft auf den Körper wirkt zur Erzeugung der Komponente der fortschreitenden
Bewegung.
-
Als Mittel zur Erzeugung der gleichgerichteten Kraft diente bislang
eine Feder, die eines ihrer Widerlager am Körper selbst, das zweite Widerlager gegen
das Gestell hatte. Eine weitere Feder ist eingebaut worden zwischen dem Motor und
der Antriebsachse zum Zwecke der Energiespeicherung, weil das ganze Getriebe eine
äußerst veränderliche Energiemenge abgibt und, im Fall des Hamliners, dem Schlagkörper
beim Aufschlag plötzlich fast die ganze in ihm aufgespeicherte Energie entzogen
wird, und infolgedessen diese Energie einem Energiespeicher entnommen «erden muß,
bislang der Feder, die durch den Antriebsmotor, seiner Eigenart entsprechend, mit
möglichst gleichförmiger Kraft gespannt wird.
-
Die beiden Federn, die bisher für den Betrieb eines solchen' Getriebes,
insbesondere von Hämmern, erforderlich waren, haben nun eine ganz andere Charakteristik
als die Schwunggewichte. Die Zentrifugalkraft der Schwunggewichte ändert sich bekanntlich
mit dem Ouadrat der Umdrehungszahl, während die Federkräfte hiervon unabhängig sind.
Dies führt dazu, daß bei den natürlichen Schwankungen der Umdrehungszahl, wie sie
z. B. auftreten bei Spannungsänderungen an den Klemmen eines Elektromotors für den
Antrieb und bei verschiedenem Grad der Belastung, sich das Wesen der Vorgänge vollständig
ändert und man in einigen Fällen nicht imstande ist, die günstigsten Arbeitsverhältnisse
im praktischen Betriebe auf die Dauer zu erhalten. Das ist besonders dann der Fall,
wenn man die Verhältnisse so wählt, daß nur für jede dritte, vierte usw. Umdrehung
der Schwunggewichte ein Aufschlag des Bärs erfolgt.
-
Beim Gegenstand- der Erfindung ist die Beseitigung dieses- Übelstandes-
dadurch bewirkt, daß die Federkräfte, so-,vohl die Federkraft, die die fortschreitende
Bewegung erzeugt, wie auch die Federkraft im Energie-Speicher der Antriebswelle
oder eine von beiden,
durch Kräfte ersetzt werden, die sich mit
der Veränderung der Umdrehungszahl in ähnlicher Weise ändern wie die Zentrifugalkraft
der Schwunggewichte selbst. Dies wird erreicht dadurch, daß man die Federkräfte
durch die Zentrifugalkräfte von umlaufenden Massen ersetzt, die sich, ebenso wie
die Schwunggewichte, mit dem Quadrat der Umdrehungszahl ändern.
-
Abb. i zeigt als Beispiel das Schema eines Hammers. A ist der Schlagkörper
(Bär), der auf den Meißel B den Schlag ausüben soll. C sind die Schwunggewichte,
die sich auf den Zapfen A, drehen und über das Kegelgetriebe D und die Antriebswelle
E, G von dem Motor F getrieben werden. Die Antriebswelle besteht aus zwei Teilen
E und G, die sich teleskopartig ineinander verschieben können, so daß sich die Antriebswelle
E, G entsprechend der Hinundherbewegung von A verlängert und verkürzt. Hierdurch
wird gleichzeitig eine Führung für den Bär geschaffen. Eine zweite, und zwar federnde
Führung bilden die Stangen- R, die Pendelungen des Bärs um die Antriebsachse zulassen
(vgl. Patentschrift 375 425). Auf E kann der Ring H in der Achsrichtung gleiten,
während er durch Nut und Feder für die Drehbewegung mit der Welle E verbunden ist.
H trägt zwei Gewichtshebel T, die bei K an H angelenkt sind. Das andere
Ende kann mit den Zapfen S in einer Kulisse L gleiten. Diese Kulisse ist mit einem
Teil der Antriebswelle, hier mit der Motorseite G, fest verbunden.
-
Abb.2 zeigt den Gewichtshebel I in der Stellung relativ zur Kulisse
L, die er bei irgendeinem Betriebszustand einnehmen würde. Das Antriebsdrehmoment
(X mal Hebelarm) und das Drehmoment, das durch die Zentrifugalkraft Z durch Druck
auf die Kulissenwandung ausgeübt wird, mögen sich in diesem Augenblick das Gleichgewicht
halten. Ändert sich die Belastung oder die Antriebskraft, so wird dies Gleichgewicht
gestört, und die Gewichtshebel J ändern ihre Stellung in der Kulisse L so lange,
bis Zentrifugalkraft und Antriebskraft sich wieder das Gleichgewicht halten, oder
vielmehr, die Gewichtshebel I nehmen während des Betriebes dauernd Energie auf und
geben sie wieder ab, so daß dem Antriebsmotor praktisch ein gleichmäßiges Drehmoment
entnommen wird, während dem Schlagmechanismus ein hoch veränderliches Drehmoment
zugeführt wird.
-
An den Kulissenkörper Y sind zwei weitere Gewichtshebel M angelenkt,
jedoch so, daß deren Drehachse 0 gegenüber dem ersten Paar um go Grad versetzt ist.
Wenn infolge der Zentrifugalkraft die Gewichtshebel l-1 nach außen geschleudert
werden, so drehen sie sich um 0 und drücken mit den Gabeln N gegen die ArmeP, die
mit dem auf derWelleE drehbaren Ring W fest verbunden sind. W liegt gegen den Bund
0 der Antriebswelle E an und überträgt an dieser Stelle den durch die Gewichtshebel
M mit den Gabeln N auf ihn ausgeübten Druck auf die Antriebswelle E und damit auf
den Schlagkörper A selbst.
-
.Als Beispiel für die Form der Gewichtshebel sind hier einfach angelenkte
Schleuderkörper gewählt worden, die in einer Kulisse L oder, wie im Fall der Gewichtshebel
M, mittels einer Gabel ihren Druck ausüben. An die Stelle dieser einfachen Formen
für die Übertragung der radial nach außen wirkenden Schleuderkraft in tangentiale
Richtung und in Richtung der fortschreitenden Bewegung (Schlagrichtung) können auch
mehrere Gelenke treten, ähnlich wie bei dem Wattschen Dampfmaschinenregulator und
anderen auf Schleuderkraft beruhenden Einrichtungen, mit sinngemäßen Abänderungen.
-
Abb. 3 zeigt das Schema einer abgeänderten Anordnung mit zwei Paar
Schwunggewichten M und M'. Wesentlich ist, daß dem Gelenksystem, das durch die auf
seine eigene Masse wirkende Zentrifugalkraft die Neigung hat; auf A eine Kraft entgegen
der Fortschrittsrichtung auszuüben, eine umgekehrte Kraftwirkung aufgezwungen wird.