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Steuerbares Übertragungsgetriebe gleichförmig umlaufender bzw. drehender
Bewegung Zur Übertragung drehender Bewegung von einer Welle auf eine andere dienten
bisher Zahnräder, Reibräder, teils als Stirnräder, teils als Kegelräder, teils als
Hyperbelräder ausgebildet, je nach Lage der Wellen zueinander; ferner wurde die
Übertragung mittels Scheiben, Riemen, Kette oder Seil bewirkt. Als ein neues und
in mancher Beziehung diesen übertragungsgetrieben überlegenes Getriebe ist das den
Erfindungsgegenstand bildende anzusehen. Bei demselben wird die Übertragung durch
eine zentral und lotrecht zu den Wellen hin- und hergeführte Stange bewirkt. Es
ist eine Kombination von zwei Teilen eines bekannten Getriebes, welches mittels
einer einflaumigen Herzscheibe die Umwandlung drehender Bewegung in hin und her
gehende, in dieser Verbindung aber auch das Umgekehrte bewirkt.
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Während bei unmittelbarer Räderübertragung die eine der Wellen immer
die entgegengesetzte Umlaufbewegung der anderen ausführt, hat man es bei dem Getriebe
gemäß der Erfindung in der Hand, nach Belieben eine Drehung im gleichen oder entgegengesetzten
Sinne herbeizuführen. Die Anbringung einer Zwischenwelle zur Erzeugung einer Drehung
in demselben Sinne wie bei Räderübertragung fällt demnach fort. Bei in zwei parallelen
Ebenen liegenden, sich kreuzenden Wellen war es bisher nur möglich, eine Bewegungsübertragung
entweder mittels zweier sehr schwer herzustellenden, mit sehr großen Arbeitsverlusten
arbeitender und der schnellen Abnutzung unterworfener Hyperbelräder oder mittels
Einschaltung einer Hilfswelle mit doppeltem Kegelräderpaar oder einem Kegel-und
einem Stirnräderpaar zu bewirken.
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Bei dem vorliegenden Erfindungsgegenstand fallen diese Maßnahmen fort.
Ist durch den Fortfall der Zwischenwellen das Getriebe gemäß der Erfindung, demnach
dem Rädergetriebe, in den angeführten Fällen überlegen, so übertrifft es letzteres
auch aus dem Grunde der Verbilligung. Dasselbe trifft auch zu in bezug auf den Transmissionsantrieb:
An die Stelle der Scheiben, welche mittels. Riemen, Kette oder Seile angetrieben
werden, treten bekannte einflaumige Herzscheiben in Verbindung mit einer in Führungen
hin und her gehenden, zentral angreifenden Stange. Eine L'bersetzung der umlaufenden
Bewegung läßt das Getriebe gemäß der Erfindung nicht zu. Dieselbe ist in diesem
Falle durch Zahnräderübersetzung zu bew=irken. Dagegen ist der Erfindungsgegenstand
zur Umwandlung umlaufender in schwingende Bewegung oder umgekehrt geeignet. So bietet
das Getriebe gemäß der Erfindung vielseitige Verwendungsmöglichkeiten und Vereinfachungen
im Maschinenbau. Auch ist der Lagerdruck nicht wie beim Räder- und Transmissionsantrieb
einseitig, sondern zweiseitig, was wiederum einen Vorzug bedeutet.
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Das bei dem Erfindungsgegenstand in Betracht kommende Hauptmaschinenelement
ist eine bekannte einflaumige Herzscheibe, deren Flanken bei der Drehung einer mit
zwei Zapf
en anliegenden, zentral zu den Wellen geradlinig geführten
Stange eine gleichförmige Bewegung erteilt, wobei bei umlaufender Bewegung der Herzscheibe
die Stange bei einmaliger Umdrehung der Herzscheibe eine hin und her gehende Bewegung
macht. Diese Bewegung, die bei den bekannten eindaumigen Herzscheibengetrieben z.
B. zum Antrieb einer Pumpe benutzt wird, wird bei dem Erfindungsgegenstand auf eine
gleichdimensionierte, gleichgerichtete Herzscheibe einer zweiten Welle übertragen
und bewirkt hierdurch umgekehrt die Drehung dieser Welle. Das Übertragungsgetriebe
gemäß der Erfindung vereint also in sich die Umsetzung drehender Bewegung in hin
und her gehende und hin und her gehende in drehende Bewegung. Abb. r der Zeichnung
zeigt das Getriebe, bei welchem die Wellen a und b parallel in einer
Ebene liegen. Auf je einem Ende derselben sind die Herzscheiben c befestigt.
d ist die geradlinig in Führungen f hin und her verschiebbare, mit lotrechten,
die Herzscheiben erfassenden Zapfen g versehene gemeinschaftliche Treibstange.
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Abb. a und 3 zeigt das Getriebe, bei welchem die Wellen
a, b in zwei parallelen Ebenen liegen und in diesen einen Winkel miteinander
bilden bzw. sich kreuzen. Der Kreuzungswinkel beträgt in der Zeichnung go°. Das
Getriebe läßt es zu, daß die Kreuzung der Wellen in jedem beliebigen Winkel erfolgen
kann. Die Zapfen g der Treibstange d sind in diesem Falle der Lage der Wellen entsprechend
anzubringen.
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In Abb. 4 ist ein Getriebe dargestellt, welches die umlaufende Bewegung
der ersten Welle a in eine schwingende der zweiten Welle.b umwandelt, und zwar durch
verschieden große Ausführung der Hubhöhe der Herzscheiben c. Der Ausschlagwinkel
der schwingenden Bewegung der Welle b muß kleiner sein als r8o°, weshalb die Hubhöhe
der Herzscheibe der Welle a kleiner ist als die der Herzscheibe der Welle b. Je
nach der Größe des Ausschlagwinkels ist die Hubhöhe der Herzscheibe zu wählen. Da
die Treibstange d eine gleichförmige Bewegung ausführt, so ist auch die schwingende
Bewegung der Welle b eine gleichförmige.
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Über die Steuerung der Herzscheibe ist folgendes auszuführen. Während
bei Inbetriebsetzung die Drehrichtung beim Antrieb der Rollr äderachse von Fahrzeugen
durch die Fahrtrichtung bestimmt wird und die Drehrichtung bei freischwingenden
Wellen in fast allen Stellungen der Herzscheibe sich ergibt, je nachdem ein Zug
oder ein Druck an der Treibstange d erfolgt, gibt es eine Stellung, in welcher es
fraglich ist, ob die Herzscheibe nach rechts oder nach links ausschlägt. Diese St-llung
ist die Bewegungsausgangs- bzw. -umkehrstellung der Treibstange d, in welcher sich
der eine der Zapfen an der Herzspitze, der andere in der Herzkimme befindet. Diese
Stellung ist in Abb. 5 angegeben, in welcher weder bei einem Druck noch bei einem
Zug an der Treibstange d eine Drehung erfolgt. Damit nun der Zapfen niemals in dieser
Stellung der Herzscheibe drückt, ist die Steuerung der Herzscheibe erforderlich,
von welcher zwei Arten angeführt werden mögen. Hierfür ist die Bestimmung des Abrundungshalbmessers
der Herzkimme und seines Mittelpunktes von Wichtigkeit. Er ist gleich dem Halbmesser
der Rollenzapfen. Da deren Berührungspunkt mit der Herzscheibe in den einzelnen
Strahlrichtungen nicht -auf diesen Strahlen liegt, so ist daher die Zapfenmittenentfernung
nicht gleich der Strahlenlänge plus Rollendurchmesser, sondern größer. Diese Zapfenmittenentfernung,
von der Herzspitze auf die Herzscheibenhalbierende aufgetragen, gibt genau den Mittelpunkt
für den Abrundungshalbmesser der Kimme, welcher gleich dem Halbmesser der Rollenzapfen
ist.
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Die erste Steuerungsart ist in Abb. 6 dargestellt. Um zu bewirken,
daß der Zapfendruck nicht in Richtung des Strahls h, sondern in der des Strahls
i erfolgt, ist der Mittelpunkt des Abrundungshalbmessers der Herzkimme radial auf
den Strahl i zu verlegen. Die hierdurch auf der linken Seite entstehende Lücke ist
auszufüllen, wobei eine kleine Wulst an dieser Stelle der Herzform entsteht. Die
rechts an der Kimme entstehende Aussparung ist an die Herzform heranzuziehen. Ferner
ist an der Herzspitze der entstandenen Wulst diametral gegenüber dieser entsprechend
eine Einziehung der Form vorzunehmen. Die Formveränderung ist durch dicke Striche
(Abb.6), die ursprüngliche durch punktierte Linien angedeutet. Infolge der Formveränderung
drückt der in die Kimme einlaufende Zapfen auf die Wulst und bewirkt, daß die Bewegungsumkehr
in Richtung des Strahls i erfolgt und die Drehung der Herzscheibe in Richtung des
eingezeichneten Pfeils bewirkt wird.
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Eine zweite Steuerungsart ist in Abb. 7 und 8 dargestellt. Abb. 7
ist eine Seitenansicht, Abb. 8 eine obere Ansicht. An der in Führungen f, von denen
die eine nicht gezeichnet ist, verschiebbaren Stange d ist der ungleicharmige, um
den Bolzen k drehbare Winkelhebel L so angebracht, daß die an dem langen Arm befindliche
Rolle m in einer gewissen Stellung der Herzscheibe auf dieselbe drückt. Die praktische
Ausführung hat ergeben, -daß, wenn die Herzspitze in der in Abb. 8 punktierten Stellung
kurz nach Hubbeginn der Treibstange die Rolle m des Winkelhebels
l
berührt, bei weiterer Drehung mittels des Zapfens g und Verschiebung der Treibstange
d in der eingezeichneten Pfeilrichtung die Rolle in, ohne die Stellung des Winkelhebels
L zu verändern, an der Herzkurve schleift, daß aber, sobald die Herzspitze sich
der Stellung der durch dicke Striche gekennzeichneten Herzscheibe nähert, der Winkelhebel
l durch die Backe der Kimme in Richtung des eingezeichneten Pfeils gedreht wird.
Dieses Moment ist es, welches bewirkt, daß die Herzspitze über die Normalstellung
der Herzscheibe hinweggeführt wird, so daß der Zapfen g# bei Rückwärtsbewegung der
Stange d seitlich der Herzspitze drückt, da der Winkelhebel l von dem Anschlag
it an der Drehung verhindert wird, indem letzterer den Schenkel des Winkelhebels
am kurzen Hebelarm kurz vor Hubbeendigung erfaßt. Um die Wirkung des Winkelhebels
l nicht in Irrage zu stellen, ist derselbe ungleicharmig ausgeführt, weil der Drehpunkt
desselben mit verschoben wird. Der letzte Teil der Drehung der Herzscheibe wird
demnach nicht mehr mittels des Rollenzapfens g bewirkt, sondern mittels der Rolle
n-t des Winkelhebels. Daher die Anordnung der Verbreiterung der Kimme. Da die Steuerung
der Herzscheibe, und zwar nur derjenigen auf der Welle b (Abb. i und 2), nur bei
Inbetriebsetzung erforderlich ist und die Drehrichtung während des Betriebes durch
die Schwungkraft bestimmt wird, kann die Ausschaltung der Steuerung während des
Betriebes dadurch bewirkt werden, daß der Anschlag n drehbar angeordnet und aus
seiner Stellung herausgeschwenkt wird.