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Vorrichtung zur Erteilung eines einseitigen Stoßes auf einen beweglich
gelagerten Körper Die Erfindung bezieht sich auf eine neue, eigenartige und einfache
Vorrichtung. die dazu dient, einem Körper, der in der Weise gelagert ist, daß er
eine hin und her gehende oder schwingende Bewegung ausführen kann, in der einen
Richtung einen Stoß zu erteilen. Die Vorrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß ein Stoßvermittler mit einem drehbaren Teil zusammenwirkt, welcher derart unter
der Wirkung einer exzentrisch angreifenden Kraft steht, daß dieser mit einem Antriebsglied
und mit dem beweglichen, durch geeignete Mittel in einer seiner beiden Endlagen
aufgehaltene Stoßvermittler gekuppelte drehbare Teil veranlaßt wird, potentielle
Energie bei seiner Drehung in die labile Gleichgewichtslage aufzunehmen, bei deren
überschreitung die aufgeladene Energie infolge der schnellen Drehung des Teils in
seine stabile Gleichgewichtslage an den Stoßvermittler abgegeben wird.
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Die exzentrisch auf den drehbaren Teil einwirkende Kraft kann in geeigneter
Weise, beispielsweise durch ein Gewicht oder eine Feder, erzeugt werden. Es kann
aber auch die Fliehkraft sein.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind nachstehend bei der Beschreibung
der auf den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung angeführt.
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Die Abb. i bis 4. veranschaulichen schematisch vier verschiedene Arbeitsstellungen
der Vorrichtung gemäß der Erfindung; Abb. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform im
Längsschnitt, und die Abb.6 und 7 stellen eine andere Ausführungsform im Grundriß
und in Seitenansicht dar.
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In den Abb. i bis 4. besteht der Stoßvermittler i aus einer Achse
oder Welle eines Zahnrades 2, das mit einem exzentrisch angeordneten Gewicht 5 versehen
ist. Das Rad ist lose auf einer endlosen, mit Zähnen besetzten Kette oder Bahn 3
angeordnet. Die Kette 3 wird in der Richtung des in Abb. i angedeuteten Pfeiles
zwangläufig angetrieben.
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Aus der in Abb. i veranschaulichten Arbeitsstellung, in der das Zahnrad
2 eine derartige Stellung einnimmt, daß das Gewicht 5 sich im stabilen Gleichgewicht
am niedrigsten Punkte des Rades befindet, wird dieses Zahnrad beim nächsten Arbeitsgang,
ohne daß es sich irgendwie gegenüber der gezahnten Bahn 3 bewegt, mit dieser Bahn
so weit nach rechts geführt, bis die Achse i des Rades 2 an das Widerlager 4 anstößt,
das
die fortschreitende Bewegung des Rades verhindert (Abb. 2).
Die Kette oder Bahn 3 setzt aber ihre Bewegung fort, wobei sich das Rad 3 in der
Richtung des in Abb. 2 eingezeichneten Pfeiles dreht. Das exzentrisch angeordnete
Gewicht 5 wird dabei aus der in Abb.2 veranschaulichten Stellung in die labile,
in Abb. 3 dargestellte Gleichgewichtslage gebracht.
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Sobald diese Gleichgewichtslage überschritten ist, verursacht das
Gewicht 5 eine schnelle Drehung des Rades 2 in der Richtung des in der Abb. 3 eingezeichneten
Pfeiles, d. h. in derselben Richtung wie vorher, so daß das Rad schnell bis zu der
an dir linken Seite der Vorrichtung liegenden Spindel 7 zurückrollt, während die
Kette 3 weiter nach rechts getrieben wird. Die zwangläufige Bewegung der Kette 3
muß langsamer als die abrollende Bewegung des Rades 2 sein. Die mit einem Schlagkopf
9 versehene Spindel 7 ist in einem Lager io beweglich angeordnet und steht unter
der Wirkung einer Feder B. Wenn sich das Rad 2 während seiner bereits erwähnten,
rückwärts, d. h. nach links, gerichteten Rollbewegung so weit gedreht hat, daß sich
das Gewicht 5 seiner untersten Lage zu nähern beginnt oder diese Lage fast erreicht
hat, schlägt die Achse bzw. der Anschlag i gegen die Spindel 7, die dadurch einen
Stoß erhält. Um die gewünschte Wirkung herbeizuführen, müssen der Umfang des Rades
2 und die Größe des Gewichts 5 der Geschwindigkeit der getriebenen gezahnten Bahn
3 und der Entfernung zwischen der Spindel 7 und dem Widerlager q. angepaßt sein.
Anstatt das Rad 2, wie vorstehend beschrieben, mit einem Gewicht zu belasten, kann
es auch an geeigneter Stelle mit dem einen Ende einer Feder verbunden sein, deren
anderes Ende mit einem Teil eines nicht dargestellten Rahmens der Vorrichtung verbunden
ist. Sobald das Rad 2 in die in Abb. i veranschaulichte Lage gekommen ist, hört
die Drehbewegung des Rades auf, und das Rad wird wieder mittels der Kette nach rechts
geführt.
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Abb.5 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Vorrichtung.
An Stelle der exzentrischen Belastung des Rades durch ein Gewicht, d. h. nur durch
die Schwerkraft, wird die Wirkung der Fliehkraft auf ein mit exzentrischer Masse
versehenes und drehbar gelagertes Glied beim Umlaufen um eine Achse ausgenutzt,
die außerhalb der Drehachse des Gliedes selbst liegt. In diesem Fall wird ein hin
und her gehender Stoßvermittler i in Führungen i i des Rahmens i2 der \Torrichtung
axial geführt. Die Bewegung dieses Körpers wird in der einen Richtung durch ein
Widerlager 4 des Rahmens und in der anderen Richtung durch einen Schlag körper oder
Hammer 9 begrenzt, der in der Führung i i beweglich und mit einer Feder 14 versehen
ist, durch die -der Stoß übertragen werden kann.
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Der Stoßvermittler i, dessen Drehung in der Führung i i durch eine
Rippe 15 verhindert wird, besteht aus einer Schraubenspindel, die mit zwei
einander gegenüberliegend den Schraubenrädern 2 in Eingriff steht. Diese Schraubenräder
sind durch' Gewichte 5 exzentrisch belastet und in einem Träger 6 planetenartig
gelagert. Dieser Träger ist auf einer drehbaren, aber nicht längsverschiebbaren
Welle 3 befestigt, die mit Bezug auf die Spindel axial angeordnet ist und von außen
z. B. durch einen Elektromotor zwangläufig mit konstanter Drehzahl in ein und derselben
Richtung getrieben wird.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist folgende: Es sei angenommen,
der Stoßvermittler i befinde sich in der Stellung unmittelbar nach Ausübung eines
Stoßes auf den Körper, d. h. in Berührung mit der Feder 14 (Abb. 5 zeigt nicht diese
Lage). Bei der dauernden Drehung der Welle 3 erhalten die Schraubenräder 2 eine
Drehbewegung um die Achse dieser Welle 3, wobei sie unter der Wirkung der Fliehkraft
die in Abb. 5 veranschaulichte Stellung einzunehmen bestrebt sind, in der sich die
exzentrisch angeordneten Gewichte 5 in der größten Entfernung von der Achse der
Welle 3 befinden. Solange die Spindel i nach rechts bewegt werden kann, bleiben
die Räder 2 in bezug auf den Träger 6 stehen, d. h. sie drehen sich nicht um ihre
eigenen Achsen und bilden infolgedessen eine Schraubenmutter für den Körper der
Spindel i. Hierdurch wird die Spindel i veranlaßt, sich nach rechts zu bewegen,
bis ihr am linken Ende vorgesehener Bund gegen das Widerlager q. am rechten Ende
der Führung i i anschlägt, wie in Abb.5 veranschaulicht ist. Wenn dies eintritt,
hört die Bewegung der Spindel i auf, und die Räder 2 werden nun bei der weiteren
zwangläufigen Drehung des Trägers 6 sich um ihre eigenen Achsen 17 (in der Richtung
der Pfeile) zu drehen gezwungen. Die exzentrischen Gewichte 5 werden dadurch entgegen
der Wirkung der Fliehkraft auf die Spindel i zu gedreht. :Nachdem die Gewichte aus
der Stellung der Abb. 5 um r8o° gedreht sind, befinden sie sich in labiler Gleichgewichtslage,
bei deren Überschreitung sie unter der Wirkung der Fliehkraft wieder in die in Abb.5
veranschaulichte Stellung weitergedreht w.-rden. Die Räder 2 rollen dabei als Zahnräder
auf der nun als Zahnstange wirkenden Spindel i entlang, so daß die Spindel sich
schnell nach links zu bewegen
gezwungen wird, d. h. eine Stoßbewegung
ausübt, die am Ende dieser Bewegung auf den Körper 9 übertragen wird. Wenn diese
Bewegung beendet ist, sind die Räder 2 in ihre in Abb. 5 veranschaulichte Stellung
zurückgeführt. Der Stoßvermittler i steht aber in seiner linken Lage, worauf sich
der Vorgang wiederholt. Die Schraube i und die Räder 2 können auch als Schneckengetriebe
aufgefaßt werden.
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Die in den Abb. 6 und 7 veranschaulichte abgeänderte Ausführungsform
ist der zuvor beschriebenen ähnlich. Die Schraubenspindel i ist jedoch in der abgeänderten
Ausführungsform durch ein zylindrisches Zahnrad i ersetzt, das mit zwei mit exzentrischer
Masse versehenen und in einem Träger 6 drehbar gelagerten Rädern 2 in Eingriff steht.
Der Triiger 6 ist auf einer zwangläufig getriebenen Antriebswelle 3 befestigt. Sowohl
das Zahnrad i als auch die beiden Zahnräder sind axial nicht verschiebbar: aus der
Zeichnung ist ersichtlich, daß das Rad i mit einer in dem Rahmen 12 gelagerten Nabe
20 versehen ist, ohne in dem Rahmen längsverschiebbar zu sein. Das Zahnrad i und
die Nabe haben eine mit Schraubengewinde versehene mittlere Bohrung, die eine mit
entsprechendem Schraubengewinde ausgerüstete Spindel 7 umgibt. Die Spindel ; ist
in dieser Bohrung längsverschiebbar, aber nicht dreh-. bar gelagert und an einem
Ende mit einem Schlagkopf 9 versehen.
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Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Bei der schnellen,
zwangläufigen Drehung des Trägers 6 und der Welle 3 z. B. durch einen Elektromotor
und bevor der Schlagkopf seine Bewegung nach rechts (in Richtung auf die Nabe 2o)
beendet hat, drehen sich die Räder 2 und i nicht um ihre eigenen Achsen, sondern
nur zusammen mit dem Träger 6. Die Zahnräder 2 haben das Bestreben, in der in Abb.7
veranschaulichten Stellung zu verharren, in der die Gewichte 5 den größten Abstand
von der Drehachse des Rades i haben. Dies hat zur Folge, daß das Rad i wie eine
drehbar, aber nicht axial verschiebbar auf der Spindel ? sitzende Mutter gedreht
wird. Die Spindel muß demzufolge zusammen mit dem Schlagkopf 9 nach recht gehen,
bis der Kopf 9 gegen die -Nabe 2o anschlägt und eine weiter fortschreitende Bewegung
der Spindel verhindert. Das Rad 1 wird nun gehemmt und kann sich nicht weiter drehen.
Da aber der Träger 6 fortwährend durch die `Felle 3 zwangläufig gedreht wird, werden
nun die Räder 2 auf ihren eigenen Achsen gedreht, wobei sie auf dem Rad i abrollen.
Die Gewichte 5 der Räder 2 werden hierbei in der Richtung gegen die gemein-Same
Drehachse der Räder 2 gedreht, nachdem sie die labile Gleichgewichtslage erreicht
und überschritten haben, drehen sich die Räder 2, unter der Wirkung der Fliehkraft
weiter schnell in ihre stabile Gleichgewichtslage zurück, wie in Abb. ; veranschaulicht
ist und in den früher beschriebenen Ausführungsbeispielen - bereits angegeben wurde.
Diese plötzliche Drehung der Räder um i8o° veranlaßt eine entsprechende Drehung
de: Rades i in einer derartigen Richtung, daß die Spindel 7 schnell nach links bewegt
wird und die gewünschte Stoßbewegung ausübt.
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Außer der beschriebenen Ausführungsform können auch eine Reihe von
anderen Ausführungsformen Verwendung finden. Es kann z. B. der Träger 6 starr mit
dem Rahmen 12 verbunden sein, und der Körper i kann drehbar gelagert und mit der
Antriebsvorrichtung durch eine Kupplung verbunden sein, die eine axiale Bewegung
der Körper zuläßt.
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Für die Anwendung der Erfindung ist es nicht notwendig, ausschließlich
die in den Zeichnungen dargestellten Maschinenelemente zu benutzen. Ebensowenig
ist es notwendig, bei den Vorrichtungen nach den Abb. 5 bis 7 dieFliehkraft auszunutzen,
da dasselbeErgebnis auch durch Verwendung von in geeigneter Weise angeordneten Federn
erreicht werden kann. Es ist auch möglich, .die Merkmale der -Erfindung auf Vorrichtungen
anzuwenden, die sich auf eine vereinigte Ausnutzung der Fliehkraft, der Schwerkraft
und der Wirkung von Federn stützen.