DE655821C - Schaltwerk - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 28. JANUAR 1938

REICHSPÄTENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 655821 KLASSE 47h GRUPPE

Dr. Josef Beier in,Mannheim-Feudenheim Schaltwerk

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. März 1935 ab

Die bisher üblichem. Klinkwerke haben den Nachteil, daß sich die Arbeitsflächen, an welchen sich Klinke und Sperrad berühren, bei größeren zu übertragenden Leistungen durch die Größe der Geschwindigkeit oder der Kraft stark abnutzen. Diese Flächen sind klein und gleiten z. B. bei den Reibungsklinken unter starkem Druck geringe Strecken aufeinander, bis sie zum vollständigen Kraftschluß gelangen, oder der Eingriff erfolgt bei Zahnklinken mit einem Stoß. Bei letzteren muß ferner der Klinkenhub ein ganzes Vielfaches der Zahnteilung des Sperrades sein, da sonst der Leerhub zu einem Stoß führt, der beim Auftreffen der Klinke auf die Zahnflanke eine außerordentliche Größe erreicht und die Lebensdauer des Getriebes stark herabsetzt. Gegenstand der Erfindung ist ein Klinkengetriebe, welches diese Nachteile dadurch vermeidet, daß der Kraftschluß durch eine Flüssigkeit herbeigeführt wird. Hierdurch kann die spezifische Belastung der gesperreartig wirkenden, den Kraftschluß herbeiführenden Teile klein gehalten werden.

Das Zahnrad α in Bild 1, das mit dem Zahnrad b in Eingriff steht, ist fest mit der abtreibenden Welle c verbunden, während das Gehäuse d, welches beide Zahnräder dicht umschließt, bei e lose drehbar auf der Welle c gelagert ist und den Zapfen/ trägt, auf welchem sich, das Zahnrad b dreht. Das Gehäuse besitzt nach Art der Zahnradpumpen in der Nähe der beiden Eingriffsstellen der Zahnräder zwei Kanalmündungen g und h, durch welche die Flüssigkeit, je nach der Drehrichtung der Zahnräder, ein- bzw. austritt. Dabei können diese Ein- und Austrittsöffnungen voneinander unabhängig oder, wie gestrichelt angedeutet, durch einen Kanal i im Gehäuse d unmittelbar miteinander verbunden sein. Vor einer der Öffnungen sitzt ein Ventil k, welches den Durchtritt der Flüssigkeit nur in einer Richtung erlaubt. Das Ventil kann ein freies Ventil sein oder von außen gesteuert werden.

Die Wirkung des Gesperres ist nun folgende:

Wird das Gehäuse im Sinne des ausgezogenen Pfeiles um c gedreht, so führen die Zahnräder die durch die beiden ausgezogenen Pfeile angegebenen Drehungen um c und / gegeneinander aus und saugen durch, die Öffnung g Flüssigkeit an (Leerhub des Klinkengesperres). Wird die Drehrichtung von d um c umgekehrt, so· verhindert die durch das sich schließende Ventil k abgesperrte Flüssigkeit / die Drehung der Zahnräder im Sinne der gestrichelten Pfeile, so· daß das Zahnrad α durch die Zähne des Rades & um den gleichen Winkel mitgenommen (gedreht) wird, den sich das Gehäuses? um c dreht. °o

Wie aus dem Vergleich des den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden hydraulischen Gesperres nach Bild 1 mit dem in Bild 2 dargestellten bekannten Zahnklin-

kengesperre, bei welchem die wirkungsgemäß gleichen Teile wie in Bild ι bezeichnet wurden, hervorgeht, entspricht dem Sperrad ß das Zahnrad Λ, dem Klinkenträger d das Gehäuse afc der Klinke b, k das Zahnrad b gemeinsam öiit-'dem Ventil k. Während aber beim Klinkend gesperre die kleine Oberfläche von Klinke und Sperrzahn den Kraftschluß übernimmt, erfolgt dies beim hydraulischen Gesperre

ίο durch die große Menge der Flüssigkeit I, in welcher sich Druckunterschiede ausgleichen.. Ebenso wie beim mechanischen Klinkengesperre können auch beim hydraulischen Gesperre Sperrad und Klinke ihre Rolle als treibender und getriebener Teil vertauschen, d.h. man könnte das Zahnradß mit hin und her gehender Bewegung antreiben und die gleichgerichtete, nach einer Richtung fortschreitende Drehung des Gehäuses d als Abtriebsbewegung verwenden.

Das hydraulische Gesperre kann weiter bei dauerndem Umlauf des treibenden und getriebenen Teiles ebenso wie ein mechanisches Klinkengesperre auch als Überholungskupplung verwendet werden. Im Gegensatz zu einem mechanischen Klinkengesperre kann aber das hydraulische auch als Rutschkupplung ausgebildet werden. Wird z. B. in Bild 3 das Giehäuse d im Sinne der gestrichelten Pfeile als treibender Teil um c gedreht, so kann durch Anheben des Ventils k von außen oder durch Steuerung eines Umgehiungshahnes m der abgesperrten Flüssigkeit ein beliebig gedrosselter Ablauf gewährt und damit die Schlupf drehzahl zwischen Gehäuse uf und Zahnradß geregelt werden. Dabei wird durch die Öffnung h dauernd neue Flüssigkeit angesaugt im gleichen Maße, wie diese bei g oder durch η austritt. Im Gegensatz zur mechanischen Rutschkupplung ist die durch in Wärme umgesetzte Verlustenergie auftretende Abnutzung und örtliche Erhitzung geringer. Bei schnell hin und her gehenden Bewegungen kann zur Verminderung des im Augenblick des Kraftschlusses auftretenden Massenstoßes nach Bild 3 vor dem Ventil k ein Kanal η abgezweigt werden, durch welchen die abgesperrte Flüssigkeit I unter einen federbelasteten Kolben ρ oder in einen kleinen Windkessel treten kann.

Bei großen Drehmomenten und kleinem Klinkenhub kann das hydraulische Gesperre zur Vervielfachung des pro· Winkeleinheit verdrängten Flüssigkeitsvolumens nach Bild 4 mit mehreren Förderrädern ausgestattet werden, welche in ihrer Wirkung einer Parallelschaltung mehrerer einfacher Gesperre 'entsprechen. In Bild 4 ist angenommen, daß das gemeinsame Zahnrad α als Klinke die hin und her gehende Bewegung, deren Leerhub durch vollausgezogene Pfeile und deren Arbeitshub durch gestrichelte Pfeile dargestellt ist, ausführt, während das Gehäuse ύ?, welches hier z.B. als Zahnrad mit äußerem Zahnkranz g ■-mm Abtrieb versehen ist, als Sperrad wirkt. -■^Sieht man auch in der !entgegengesetzten :i§analöffnung ein Ventil, einen Hahn oder Schieber vor, so kann man durch Steuerung der jeweils zu öffnenden oder zu schließenden dieser Absperrorgane die Drehrichtung, in welcher die Sperrwirkung eintritt, in beliebiger Folge wechseln.

Die leichte Steuerbarkeit der erwähnten Ventile, Hähne oder Schieber gestattet auch, die Sperr- oder Kuppelwirkung nur während einiger Umdrehungen oder eines· Teiles einer Umdrehung herzustellen und dann wieder vollständig zu lösen. ■

Anstatt Zahnradpumpen kann jede andere umlaufende Pumpe verwendet werden, was evtl. durch Hinzufügung eines Zahnradpaares erreicht werden kann. Vorzugsweise kommen jedoch solche Pumpenbauarten in Frage, die bei gleichmäßiger Drehung gleichmäßig fördern, was bei Schleuderpumpen z. B. nicht der Fall ist.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schaltwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung der Drehwechselbewegung durch eine umlaufende ventillose Pumpe der stetig fördernden Gattung dadurch erfolgt, daß der mit dem An- oder Abtrieb verbundene Förderkörper und das Pumpengehäuse als Schaltrad und Schaltschwinge verwendet werden und in der miteinander verbundenen Saug- und Druckleitung zur Bewegungssperrung ein einseitig wirkender Absperrkörper, z. B. ein Ventil, Schieber oder Hahn, oder zwei entgegengesetzt gerichtete und einseitig wirkende, je nach der gewünschten Drehrichtung wahlweise einschaltbare Absperrkörper, z. B. Ventile, Schieber oder Hähne, liegen.

2. Schaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe als Zahnradpumpe ausgebildet ist.

3. Schaltwerk nach Anspruch 1 und 2,

■ dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rad der Zahnradpumpe mit dem Schaltrad fest und das andere Rad mit der Schaltwerkschwinge lose drehbar verbunden ist.

4. Schaltwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem "5 An- oder Abtrieb verbundene Zahnrad mit einer Anzahl im Gehäuse lose gelagerter Räder zusammenarbeitet.

5. Schaltwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an seinem Außenumfang als abtreibendes Zahnrad ausgebildet ist.

6. Schaltwerk nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrkörper (Ventile, Schieber oder Hähne) mechanisch gesteuert werden.

7. Schaltwerk nach Anspruch. 1 bis 6., dadurch gekennzeichnet, daß der selbsttätige oder giestieuerte Absperrkörper durch eine leinstellbare Drossel zwecks Schlupferzeugung umgangen wird.

8. Schaltwerk nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf zwischen treibendem und getriebenem Teil durch Steuerung des Absperrkörpers verändert wird.

9. Schaltwerk nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stoßvermeidung in den Druckraum der gesperrten Flüssigkeit ein gefederter Kolben oder ein Windkessel angeordnet ist.

10. Verwendung des Schaltwerkes nach Anspruch 1 bis 9 als Bewegungssperre für eine Drehrichtung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen