DE591780C - Kniegelenkartiges Hebelgetriebe zur Hubzahluntersetzung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 26. JANUAR 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47h GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom ii. Juli 1931 ab

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, das kniegelenkartig ausgebildet ist und zur Hubzahlüber- oder -iintersetzung verwendet werden kann. Ein solches Getriebe ist z. B. so ausgebildet, daß das eine Ende eines Kniegelenkes um eine feste Achse schwingbar und das andere Ende in einer Führungsnut gleitbar gelagert ist, während die Gelenkstelle selbst durch einen Antrieb in hin und

• 0 her gehende Bewegung über die gestreckte Lage (Totpunktlage) hinaus nach beiden Seiten abwechselnd geführt wird. Ein in der Geradführung befindlicher, an dem beweglichen Ende des Kniegelenkes befestigter Zapfen wird bei den Schwingungen des Kniegelenkes in durch die Geradführung erzwungene hin und her gehende Bewegung in, geradliniger Richtung versetzt, wobei die Zahl der Hinundherschwingungen des Zapfens dop-

ao pelt so groß wie die des antreibenden Kniegelenkes ist. Es ist ferner bekannt, mehrere solche kniegelenkartige Hebelsysteme hintereinanderzuschalten und dadurch ein noch größeres Über- bzw. Untersetzungsverhältnis zu erreichen. Diese bekannten Hebelgetriebe haben jedoch den Nachteil, daß beispielsweise dann, wenn das Getriebe in Verbindung ,mit einem Elektromagneten verwendet wird und mit dessen hin und her- schwingendem Anker gekuppelt ist, das Hebelsystem aus der einen Endlage nicht herauskommt, so daß es sich selbst sperrt und infolgedessen nicht ohne weiteres anlaufen kann. Im folgenden wird nun gezeigt, wie sich dieser Übelstand beseitigen läßt.

Gemäß der Erfindung ist die Einrichtung so getroffen, daß am Kniegelenk eine mit ihrem einen Ende fest eingespannte Feder angreift. Durch eine solche Feder wird das Hebelsystem aus seiner Totpunktlage herausgezogen, so daß eine Selbstsperrung vermieden und -ein sicherer Anlauf gewährleistet ist. Das Inbetriebsetzen des Schwinghebelgetriebes wird auf diese Weise gegenüber den bisherigen Ausführungsformen derartiger Getriebe wesentlich erleichtert. Ferner wird auch bei hohen Geschwindigkeiten der Selbstanlauf des Getriebes gesichert, da das System mittels der Federn leicht in die gewünschten Schwingungen versetzt wird. Das ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Getriebe in Verbindung mit dem hin und her schwingenden Anker eines Elektromagneten gekuppelt ist, denn hier kommt ohne Anwendung der Feder das Hebelsystem überhaupt nicht aus der einen Endlage heraus und zum Selbstanlauf.

Die von dem Hebelsystem ausgeführte erzeugte hin und her gehende Bewegung kann mittels eines Kurbeltriebes leicht in eine dre-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Wilhelm Wirih in Berlin-Siemensstadt.

hen de Bewegung umgewandelt werden, wenn das Getriebe für Drehbewegungsantriebe verwendet werden soll.

In Fig. ι ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Das Hebelsystem besteht aus den beiden Stangen 11 und 12, die bei 13 gelenkig miteinander verbunden sind. Das Ende der Stange 11 ist bei 15 in einem festen Zapfen gelagert, während das Ende 16 der Stange 12 in einer Geradführung 17 geführt ist. An dem Ende 16 der Stange 12 greift eine hin und her gehende, durch Pfeile kenntlich gemachte Kraft an. Ist die Kraft nach oben gerichtet, so werden die Stangen 11 und 12 nach ihrer Mittellage zu bewegt und schwingen infolge ihrer Masse über ihre Totpunktlage nach rechts hinaus, wobei das Ende 16 der Stange 12 sich nach abwärts bewegt. Hat der Punkt 13 die punktiert gezeichnete rechte äußere Lage erreicht, so befindet sich der Punkt 16 in seiner tiefsten Stellung. Wirkt jetzt die an dem Punkt 16 angreifende Kraft wieder nach oben, so bewegt sich der Punkt 13 wieder zurück. In seiner mittleren Totpunktlage erreicht der Punkt 16 seine höchste Lage, um bei der weiteren Bewegung des Punktes 13 sich wieder nach unten zu bewegen. Der Punkt 16 führt also eine hin und her gehende Bewegung aus, deren Schwingungszahl doppelt so groß ist wie die Schwingungszahl des Punktes 13. Je nachdem, ob die oszillierende Antriebskraft an dem Punkt 13 oder 16 angreift, kann eine Verdoppelung oder Halbierung der an dem anderen Punkt dieses Systems angreifenden Kraft dieses .Systems 'erreicht werden. An dem Gelenkpunkt 13 ist nun das freie Ende einer Feder 22 befestigt, deren anderes Ende, wie die Fig. 1 zeigt, fest gelagert ist. Diese Feder 22 sorgt dafür, daß das Hebelsystcm immer wieder in seine Anfangslage zurückgebracht wird und nicht in der Totlage stehenbleibt. Ferner wird durch die Feder 22 ein gleich mäßiger Lauf des Getriebes bewirkt.

Will man drehende Bewegungen übersetzen, so kann man die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform verwenden, die im wesentlichen dasselbe Hebelsystem wie die Fig. 1 besitzt, bei der aber an dem hin und her schwingenden Punkt 16 des Hebelsystems eine Kurbel 19 angreift, während mit dem Gelenkpuiikt 13 eine Kurbel 20 gekuppelt ist. Die Drehzahl der Kurbelscheibe 40 ist hierbei doppelt so groß wie die der Kurbelscheibe 41. Auch hier greift an dem Gelenkpunkt 13 eine schraubenförmige Feder 22 an, die dafür sorgt, daß das Hebelsystem nicht in der Totlage stehenbleibt bzw. eine gleichmäßige Bewegung erhält.

Wenn ferner mehrere hintereinandergeschaltete. Kniehebelsysteme verwendet werden, um ein größeres bzw. kleineres Übersetzungsverhältnis zu erhalten, so werden vorteilhaft auch , in diesem Falle die Kniehebelsysteme an ihren Kniegelenken mit Federn versehen. In solchen Fällen kann man zwar leicht die Einrichtung so treffen, daß Totpunktlagen vermieden werden, doch wird auch hier durch die Anordnung der Federn der Vorteil erreicht, daß das ganze System einen gleichmäßigen Lauf erhält und von selbst immer wieder in die Anfangslage zurückgebracht wird.

Eine weitere Verbesserung kann gemäß der Erfindung dadurch erzielt werden, daß die durch die Federn und die Massen der Hebel gebildeten mechanischen Schwingungssysteme so aufeinander abgestimmt werden, daß das System des mittleren Gelenkpunktes die halbe Eigenfrequenz des äußeren Gelenkpunktes erhält. Gegebenenfalls können zur Erreichung dieses Zweckes auch zusätzliche Massen an den Schwingungssystemen angebracht sein.

Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in der Fig. 3 dargestellt. Hier ist der mittlere Gclenkpunkt 13 der beiden Hebel 11 und 12 mit einer Masse 21 versehen, an der eine mit ihrem einen Ende fest gelagerte Feder 22 angreift. An dem äußeren Gelenkpunkt 16 greift ein um meinen Zapfen 23 schwenkbar gelagerter Hebel 24 an, dessen Ende als Anker eines Elektromagneten 25 ausgebildet ist. Dieser wird durch Wechselstrom oder unterbrochenen Gleichstrom erregt, so daß der Anker 24 eine der Frequenz des Erregerstromes entsprechende hin und her gehende Bewegung erhält. Der Gelenkpunkt 13 des Hebelsystems erhält dann eine Schwingungszahl, die der halben Frequenz des Erregerstromes des Magneten 25 entspricht. Hierbei muß das aus der Masse 21 und der Feder 22 bestehende mechanische Schwingungssystem auf die halbe Frequenz des Erregerstromes für den Magneten 25 abgestimmt werden, um die günstigsten Verhältnisse zu erzielen und ein Stehenbleiben des Hebelsystems in der Totpunktlage zu verhindern.

Um ein größeres oder kleineres Übersetzungsverhältnis zu erhalten, kann man auch mehrere Hebelsysteme hintereinanderschalten, wie dies Fig. 4 beispielsweise zeigt. Das erste Hebelsystem besteht aus den Hebern 31 und 32, von denen der Hebel 31 um einen festen Zapfen schwenkbar ist, während an dem gemeinsamen Gelenkpunkt 33 die Antriebskraft über das Kurbelgetriebe 34 angreift. An dem Ende des Hebels 32 greift ein weiterer um einen festen Punkt schwenkbarer Hebel 35 an, so daß der gemeinsame Gelenkpunkt 36, der Hebel 32 und 35 die doppelte Frequenz der Gelenkpunkt 33 erhält. Man kann an

Claims (7)

1. dem Punkt 36 noch ein weiteres Hebclsystcm. 37-38 angreifen lassen, so daß man an deren gemeinsamem Gelenkpunkt 39 die · doppelte Frequenz des Gelenkpunktes 36 und somit die vierfache Frequenz des Gelenkpunktcs 33 erhält.
2. Auch hier greifen an den mittleren· Gclcnkpunktcn 36 und 39 mit dem einen Ende fest gelagerte Federn an, und es sind an diesen Gelenkpunkten zusätzliche Massen vorgesehen, so daß hierdurch die oben angegebene Abstimmung der mechanischen Schwingungssysteme erzielt wird.
3. Das neue Getriebe eignet sich besonders für die Umwandlung hin und her gehender BeAvegungen, beispielsweise in Verbindung mit den bekannten Schwingankermotoren, deren Anker eine hin und her gehende Bewegung ausführt.
4. So kann man mittels eines solchen Getriebes in einfacher Weise eine elektrische
5. a ο Schere bauen, deren Schneidmesser eine erheblich niedrigere Frequenz als die des Schwingankermotors erhalten können.
6. Bei der Verwendung eines drehbaren Antriebes kann bei solchen Untersetzungsge-
7. ₇.5 trieben immerhin dann eine Totpunktlagc auftreten, wenn die beiden gelenkig miteinander verbundenen Hebel eine gerade Linie miteinander bilden. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, sind gemäß der Erfindung zwei Hebelsysteme parallel geschaltet, von denen das eine an gegen das andere versetzten Punkten an den treibenden und getriebenen Kurbelscheiben unter Zwischenschaltung eines nachgiebigen Gliedes angreift. Eine Ausführungsform hierfür ist in Fig. 5 beispielsweise dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist das Getriebe so wie in Fig. 2 ausgebildet, aber mit je zwei Hebelsystemen versehen, deren eines mit 11, 12, 19 und 20 und deren anderes mit 11', 12', 19' und 20' bezeichnet ist. Die Endhebel 19, 20 bzw. 19', 20' greifen dabei an zwei gegeneinander versetzten Punkten der Kurbelscheibe 40 und 41 an. Die beiden Hebeln, 11' sind an dem gleichen festen Zapfen 15 drehbar gelagert. Die eine der Kurbelstangen, beispielsweise die Kurbelstange 20', ist, wie die Fig. 5 zeigt, als nachgiebiges Glied ausgeführt, so daß hierdurch ein Ausgleich zwischen dem versetzt angeordneten Kurbelgetriebe geschaffen wird. Durch die vorgesehene Hebelübersetzung erhält die Kürbclscheibc 40 die doppelte Drehzahl der Kurbelscheibc 41, wobei jedoch keine Totpunktlage auftritt.

   Die in den Fig. 2 und 5 angegebenen Ausführungsformen haben schließlich noch den besonderen Vorteil, daß die Drehrichtung der Kurbelscheibe 40 bei gleichbleibender Drehrichtung der Kurbelscheibe 41 beliebig geändert werden kann, da es für die Wirkungsweise des Hebelsystems gleichgültig ist, ob die Kurbel 19 Rechts- oder Linkslauf hat.

   J.' Λ T E N T Λ Ν SPRÜCHE:'

   τ. Kmcgelenkartiges Hebelgetriebe zur Hubzahluntersetzung, dadurch gekennzeichnet, daß am Kniegelenk eine mit ihrem einen Ende fest eingespannte Feder angreift. '

   2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere hintereinandergeschaltete Kniehebelsysteme an ihren Kniegelenken mit Federn versehen sind.

   3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Federn und die Massen der Hebel gebildeten mechanischen Schwingungssysteme so aufeinander abgestimmt sind, daß das System des mittleren Gelenkpunktes die halbe Eigenfrequenz' des äußeren Gelenkpunktes erhält.

   4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Totlage bei drehbarem Antrieb zwei Hebelsysteme parallel geschaltet sind, von denen das eine an gegen das andere versetzten Punkten an den treibenden und getriebenen Kurbelscheiben unter Zwischenschaltung eines nachgiebigen Gliedes angreift.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen