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Gesperre Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei der die gegenseitige
Bewegung zweier Maschinenteile in einer bestimmten Richtung bereits unter dem Einfluß
einer kleinen Kraft möglich ist, während jede Bewegung in entgegengesetzter Richtung
unmöglich ist.
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Derartige Mechanismen sind bereits bekannt; jede Freilaufkonstruktion
kann als dazugehörig angesehen werden.
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Wenn auch mit den bestehenden Konstruktionen die gewünschte Wirkung
erreicht wird, so haben sie doch stets einen Nachteil, durch den sie nicht für jede
Anwendung vollkommen brauchbar sind. Dieser Nachteil ist u. a. darin zu erblicken,
daß die Bewegung, welche vom Mechanismus unmöglich gemacht werden muß, stets doch
noch einen kleinen, toten Gang hat, bevor die Sperrung in Betrieb tritt. Wenn z.
B. mit einer in ein Zahnrad oder eine Zahnstange greifenden Sperrklinke gearbeitet
wird, so wird die zu sperrende Bewegung stets noch den einen Maschinenteil über
die Länge eines Zahnes in bezug auf den anderen Teil zurückgehen lassen können.
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Auch wenn die Sperrung auf bessere Weise mit Hilfe einer oder mehrerer
Kugeln erzielt wird, die zwischen zwei in bezug aufeinander sich bewegenden und
einen kleinen Winkel miteinander bildenden Flächen rollen, auch dann noch ist vor
der Sperrung stets ein kleiner Rückgang der einen Fläche in bezug auf die andere
Fläche bemerkbar, bevor die Kugel sich festklemmt.
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Es bestehen nun Maschinen, bei denen es von größter Bedeutung ist,
daß ein solcher Sperrmechanismus sogar nicht das kleinste tote Spiel hat unter
dem
Einfluß von der normalen Bewegung entgegengesetzten Kräften, während dennoch die
Bewegung in der gewünschten Richtung mit einer geringen Kraft ohne Auftreten von
Stößen erfolgen muß.
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Das Prinzip einer solchen bekannten Bauart ist in der Fig. i dargestellt.
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Darin stellt 4 einen stabförmigen Teil dar, der direkt oder indirekt
mit dem einen Maschinenteil verbunden ist, während 5 ein mit dem anderen Maschinenteil
verbundenes Glied ist. Dieses Glied 5 ist in irgendeiner Weise, z. B. durch das
Verbindungsglied 6, mit dem stabförmigen Glied 7 verbunden, in dem sich eine Öffnung
8 befindet. An dem oberen Rande i9 dieser Öffnung liegt ein zungenförmiges Glied
9 an, in dem sich eine Öffnung io befindet, deren Durchmesser, in der Längsrichtung
des Stabes 9 gesehen, größer als der Durchmesser des Stabes 4 ist, in der Richtung
des Zeichnungsblattes gesehen. Gegebenenfalls könnte der Teil 9 gelenkig um den
Teil 7 angeordnet sein, aber dann müßte der letztere Teil wiederum gelenkig mit
dem Teil 6 verbunden sein, wodurch eine verwickelte Bauart entstehen würde.
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Auf diesen Teil 5, 6, 7 wirkt fortwährend eine Kraft K, wodurch er
nach links gezogen wird. In der Figur ist das schematisch durch ein über eine Rolle
geführtes und an seinem Ende ein Gewicht tragendes. Seil dargestellt. Die Kraft
nach links kann jedoch auf jede andere Weise erzielt werden.
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Diese Kraft hat nun zur Folge, daß, wenn der Mechanismus.sich selbst
überlassen wird, das untere Ende der Zunge 9 nach links gezogen wird, bis die Zunge
an ihrem oberen Ende in schräger Lage auf das stabförmige Glied 4 sich festklemmt.
Dieses Festklemmen ist die Folge der in den Punkten 9a und 9b auftretenden Reaktionskräfte."
Die Richtung der nach links wirkenden Kraft K auf das Glied 7 ist zugleich die Richtung
der auszuschließenden Bewegung. Es ist klar, daß, da die Zunge 9 bereits vollkommen
festgeklemmt ist, jede Zunahme der erwähnten Kraft nur eine Erhöhung der Klemmung,
somit niemals irgendeine Bewegung nach links zur Folge haben kann.
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Für die Bewegung in dür entgegengesetzten und somit gewünschten Richtung
ist das Glied 5 mit einem federnden Kopf versehen, der hier mit Hilfe einer Bohrung
i i erzielt ist, in deren hinterem Ende eine Feder 12 mit einiger Spannung angeordnet
ist. Vor der Feder befindet sich der Kopf 13, der in der Bohrung i i sich frei bewegen
kann und der mit mehr oder weniger Druck an der Zunge 9 anliegt. Auf den Boden der
Bohrung wird dadurch eine Kraft h nach links ausgeübt, während der Kopf 13 .im Punkte
13a eine gleiche Kraft nach rechts auf die Zunge 9 ausübt. Diese auf die Zunge an
einem Punkte zwischen i9 und 9° angreifende Kraft h nach rechts ist ein wesentlicher
Teil der Erfindung. Diese Kraft kann auch durzh eine Rolle ausgeübt werden, wenn
ein Kabel an der Stelle 13a an der Zunge 9 befestigt ist und nach rechts gezogen
wird. Wenn z. B. der Stab 4 lotrecht gestellt wird, dadurch, daß man die ganze Figur
um 9o° im Sinne des Uhrzeigers dreht, ist es auch möglich, die Kraft V nach rechts
durch eine Kraft 1l nach unten zu ersetzen, welche lediglich dadurch entsteht, daß
die Zunge derart konstruiert ist, daß ihr Schwerpunkt ungefähr beim Punkte 13a liegt.
In diesem letzten Fall ist die Richtung nach unten die gewünschte und die Richtung
nach oben, in welcher Richtung K dann wirkt, die unerwünschte.
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Auf den Teil 5, 6, 7 wirken somit die Kräfte K und h nach links, woraus
folgt, daß die Zunge 9 auf den Rand i9 des Teiles 7 eine Kraft K + V nach rechts
ausübt, wobei ein Moment auftritt, das in den Führungen 5a aufgenommen wird.
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Auf die Zunge wirken somit eine Kraft K + h nach links in i9 und eine
Kraft l' nach rechts im Punkte 13a.
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Es wurde nun gefunden, daß eine Bewegung in der gewünschten Richtung
erfolgen kann, ohne daß die Zunge 9 in bezug auf den Stab 4 ihre Lage verändert.
Die Zunge bleibt somit bei der Bewegung in Sperrlage stehen.
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Dazu wird auf den Teil 5, 6, 7 eine Kraft P nach rechts ausgeübt,
und diese Kraft nimmt allmählich zu. Diese Kraft ist links von 5 gezeichnet, kann
jedoch auch an jedem anderen Punkte, z. B. rechts von 7, angreifen. Die Reaktionskraft,
die der Teil 5, 6, 7 bei i9 dann auf die Zunge ausübt, wird somit K + h-P
und nimmt somit ab, je nachdem P zunimmt. Bevor nun diese Kraft null wird, somit
bevor P= h+ K, werden die Reaktionskräfte in 9Qundgb jedoch bereits
so viel kleiner, daß die Zunge über den Stab zu gleiten anfängt. Dabei verändert
sich die Lage somit im Prinzip nicht; sowohl im Punkte 13a als auch im Punkte i9
wirkt fortwährend eine Kraft.
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Die einzige Lagenänderung der Zunge könnte entstehen, wenn der Stab
nicht vollkommen glatt wäre. Eine kleine Unebenheit in .4 wird zur Folge haben,
daß die Zunge sich etwas bewegt, weshalb die Zunge lose in der Öffnung 8 an dem
Glied 7 anliegt und der Kopf 13 federnd angeordnet ist. Auch die obenerwähnten gelenkigen
Bewegungen würden die Bewegungen der Zunge zulassen.
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Wird die Kraft P kleiner, so ist die Zunge wieder festgeklemmt, und
wenn P null wird und K und V allein auftreten, so ist die alte Lage erreicht. Es
ist klar, daß bei der Bewegung der Zunge 9 über den Stab 4 gar kein toter Gang entstehen
kann, da die Bewegung, die aus einem reinen Gleiten besteht, ohne irgendeine Lagenänderung
auftritt, und zwar nur, wenn bestimmte Kräfte auf die Zunge kleiner werden, ohne
jedoch null zu werden.
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Nehmen die obenerwähnten Kräfte wiederum zu, so wird das Gleiten zum
Stillstehen gebremst, eine Bewegung in der ungewünschten Richtung kann jedoch gar
nicht auftreten.
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Wenn die Zunge 9, nachdem diese am Ende ihres Weges 4 angekommen ist,
zurückgehen soll, so braucht man nur bei i4 einen Druck nach links gegen den Kopf
der Zunge 9 auszuüben, wodurch gegen die Wirkung der Feder 12 die Zunge 9 lose und
in dieser Lage leicht an dem Stab 4 entlang nach links zurückgeschoben werden kann.
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Es hat sich nun erwiesen, daß die obenerwähnte
bekannte
Bauart doch noch einen geringen Spielraum aufweist zum Nachteil des Erzeugnisses,
z. B. einer Kreuzspule, die auf der mit einer derartigen einseitigen Bremsvorrichtung
versehenen Maschine hergestellt wird.
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Genaue Untersuchungen haben gelehrt, daß dieser Spielraum u. a. dadurch
verursacht wird, daß in dieser bekannten Konstruktion der Stab .4 gelenkig mit dem
Gestell der Maschine verbunden ist.
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Das Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist nun, daß bei einer
solchen Bauart der Stab .4 mit einem von zwei in bezug zueinander sich bewegenden
Maschinenteilen ein Ganzes bildet. Erst dadurch wird tatsächlich aller Spielraum
ausgeschaltet.
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Die neue Vorrichtung kann mit Erfolg bei Maschinen zur Herstellung
von Kreuzspulen angewendet werden, die dadurch von sehr guter Beschaffenheit werden,
welche Anwendung in Fig. 2 schematisch und in Fig. 3 perspektivisch dargestellt
ist. Der Deutlichkeit halber ist die Lage einiger Einzelteile in Fig. 2 etwas anders
als in Fig. 3 gezeichnet.
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Bei dieser Anwendung ist die Bewegung nicht geradlinig, sondern an
einem Kreisbogen entlang, dessen Mittelpunkt in der Welle 15 liegt. Das stabförmige
Glied ist wiederum .4, das erfindungsgemäß mit dem Gestell 16 der Maschine ein Ganzes
bildet, in dem die Welle 17, sich dreht, auf welche die Spule 18 gewickelt wird.
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Das zungenförmige Glied wird wiederum durch g dargestellt, dessen
unteres Ende durch den Rand ig des Teiles 7 abgestützt ist. Dieser Teil 7 bildet
ein Ganzes mit dem Rahmen 2o, auf dem die Führungsöse 21 fortwährend hin und her
geht in Berührung mit der Spule 18. Zugleich bildet der Teil 7 ein Ganzes mit dem
Gegengewicht 22, welches, um die Welle 15 sich drehend, fortwährend auf den Teil
7 eine Kraft ausübt, die der gewünschten Bewegung entgegengesetzt ist. Das ist somit
die bei der Besprechung von Fig. i erwähnte Kraft K.
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Im 'Feil 7, 20, 22 kann die Welle 23 sich drehen, an deren nach oben
gehendem Teil 24 der Finger 25 befestigt ist, dessen Wirkung der des Teiles 13 in
Fig. i entspricht. Der federnde Druck, mit dem der Finger 25 gegen die Zunge g drückt,
wird mit Hilfe einer Feder 26 erzielt, die einerseits mit der Welle 23 verbunden
ist und andererseits gegen den Teil 7, 20, 22 abgestützt ist.
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Die Vorrichtung kann noch weiter dadurch verbessert werden, daß mit
dem stabförmigen Teil 24 ein Finger 14 verbunden ist, der beim Betrieb der Vorrichtung
frei von der Zungeg liegt. Wenn jedoch mit Hilfe des Armes 27, der fest an der Welle
23 sitzt, diese Welle gegen die Wirkung der Feder 26 bewegt wird, so kommt der Finger
25 von der Zunge los, während der Finger 14 die Zunge g nach der entkuppelten Lage
drückt, wodurch es möglich wird, unterstützt durch das Gegengewicht 22, den Mechanismus
nach der Anfangslage zurückzubringen.
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Schließlich kann noch dadurch eine Verbesserung angebracht werden,
daß die Ränder der Öffnungen io und 8 abgerundet werden. Dadurch wird jede Möglichkeit
von Beschädigung oder Eindrückung durch scharfe Ränder vermieden, wobei man selbstverständlich
die aufeinandergleitenden Teile aus sehr hartem Stoff herstellen wird.
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Im obenstehenden sind der Stab stets mit dem stillstehenden Maschinenteil
und die Zunge mit dem bewegten verbunden. Es ist jedoch ebenfalls möglich, daß der
Stab mit dem bewegten Teil ein Ganzes bildet und die Zunge in einer Öffnung des
stillstehenden Maschinenteiles abgestützt ist.
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Schließlich ist es auch möglich, die Wirkung der Feder 12 (Fig. i)
dadurch durch die Schwerkraft zu ersetzen, daß der Stab 4 (Fig. i) oder das Segment
4 (Fig. 2 und 3) derart gestellt werden, daß die Zunge g sich möglichst lotrecht
bewegt. In beiden Fällen muß dann die Schwerkraft zwischen ig und g° angreifen an
Stelle der Kraft L'.
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Unter den vielen anderen Anwendungen, die die erfindungsgemäße Vorrichtung
finden kann, können z. B. alle Maschinen erwähnt werden, welche zum Bestimmen von
Bruchfestigkeit und Bruchdehnung dienen, wobei im Augenblick des Bruchs eine Sperrung
notwendig ist.