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Kurbeltriebwerk Die Erfindung betrifft ein Kurbeltriebwerk zur Erzielung
einer periodisch veränderlichen Bewegung der Schubstange in dem Sinn, daß die Schubstange
auf einem wahlweise zu bestimmenden Teil ihres hin und her gehenden Weges stillsteht
oder sich auf Grund eines Gesetzes bewegt, welches von dem des gewöhnlichen Kurbeltriebes
abweicht. Solche Triebwerke werden z. B. benötigt beim selbsttätigen Einfüllen,
Einwickeln und Verschließen von Gegenständen in Schachteln oder ähnlichen Behältern.
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1)as Kurbeltriebwerk gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Kurbelzapfen und der Schubstange ein am .einen Ende tnit der Kurbel
verbundener Schwinghebel eingeschaltet ist, der am anderen Ende einen Zapfen besitzt,
der gelenkig mit der den Arbeitsvorgang ausführenden Schubstange verbunden ist und
eine zwangsläufige Führung durch eine Kurve von solcher Gestaltung erhält, daß die
hin und her gehende Bewegung der Schubstange während einer zu bestimmenden Zeitdauer
geändert wird.
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Die Kurve zur zwangsläufigen Führung erhält eine entsprechende Ausgestaltung.
Sie besteht z. B., wenn Hemmungsvorgänge vorzugsweise im Bereich der Totpunkte herbeizuführen
sind, aus einem größeren Kreisbogen mit einem Halbmesser gleich dem halben Hub der
Schubstange, in den ein oder mehrere kleinere Kfeisbogen eingeschaltet sind, deren
Mittelpunkt im Gelenkpunkt der Schubstange
liegt und deren Halbmesser
gleich der Entfernung zwischen diesem Gelenkpunkt und dem Zapfen am Ende des Schwinghebels
ist. Die kleineren Bogen können in der einen oder anderen Totlage oder auch in beiden
Totlagen des Kurbeltriebwerkes oder auch an zwischenliegenden Stellen angeordnet
sein. Man hat durch geeignete Wahl der Länge dieser kleinen Bogen die 11Iöglichkeit,
die Zeitdauer des Stillstehens der Schubstange zu bestimmen. Die kleineren Bogen
in der Kurvenführung werden konkav oder konvex je nach der Anordnung der Schubstange
in bezug auf das Kurbeltriebwerk.
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Die Zeichnung stellt einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar. Fig. i zeigt ein Diagramm einer gebräuchlichen Kurbel, also ohne Anwendung
der Erfindung, wobei die von der Kurbel beschriebenen Winkel als Abscissen und die
Hublängen der Schubstange bei den verschiedenen Drehwinkeln als Ordinaten aufgetragen
sind; Fig. 2 zeigt die gleichen Verhältnisse bei einem Kurbeltrieb gemäß der Erfindung;
Fig.3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in schaubildlicher Darstellung; Fig.4
ist ein senkrechter 'Mittellängsschnitt zu Fig. 3, und Fig. 5 zeigt den Kurbeltrieb
in Vorderansicht. In entsprechenden Darstellungen dev# Fig. 6, 7 und 8 ist eine
zweite Ausführungsforen der Erfindung veranschaulicht.
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«'eitere Ausführungsformen der Erfindung sind je in einem axialen
Längsschnitt in Fig.9 und 14 sowie in einem Mittelschnitt und in Vorderansicht in
Fig. 12 und 13 gezeigt.
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Die Fig. io und ii zeigen Einzelheiten.
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'uf dem freien Ende einer in einer Büchse 2 gelagerten Antriebswelle
i ist ein Kurbelarm 3 befestigt, auf dessen Zapfen 4 ein Arm oder Hebel 5 schwingbar
gelagert ist. Am anderen Ende des Sch-#i-inghebels 5 befindet sich ein Zapfen 6,
der durch einen Hebel io auf die Schubstange ii einwirkt, die in einem Lager 12
des Gehäuseteiles des Triebwerkes geführt ist und mit ihrem freien Ende 13 die gewünschten
Arbeitsgänge mittel-oder unmittelbar ausführt. Das über den Schwinghebel ,5 verlängerte
Ende 7 des Zapfens 6 trägt eine Rolle 8, die in einer Kurvennut 9 geführt ist.
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Die Kurvennut 9 hat, wie aus Fig. 3 und 5 zu ersehen ist, auf dem
größten Teil ihrer Länge die Form eines Kreisbogens um die Achse der Antriebswelle
i, dessen Enden durch ein kurzes Bogenstück verbunden sind, dessen Halbmesser R
gleich dein Abstand zwischen dem Zapfen 6 und einem Zapfen 14 am oberen Ende des
Hebels io ist. Die Achse dieses Zapfens 14 ist gleichzeitig Mittelpunkt des Bogens
mit dem Halbmesser R, und der Bogenwinkel hat die Größe a°.
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Solange die Rolle 8 in dem größeren Kreisbogen der Kurvennut 9 geführt
wird, macht die Schubstange i i bzw. deren Arbeitsende 13 eine Auf- und Abwärtsbewegung.
Wenn sich aber die Rolle 8 in dem kleinen Kreisbogen mit dem Halbmesser R bewegt,
führt das Ende 13 der Schubstange i i keine Bewegung aus (vgl. Diagramm der Fig.
2).
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Wenn das Stillstehen des Arbeitsendes 13 der Schubstange i i in der
Nähe der oberen Totlage des Kurbeltriebes eintreten soll, muß der kleine Kreisbogen
der Kurvennut konkav (Fig.3, 5 und io) sein, während er für die untere Totlage entsprechend
konvex gestaltet sein muß (Fig. i i). In einer vorzugsweisen Ausführungsform ist
zur Erreichung der gewünschten Vorgänge der Schwinghebel s so anzuordnen, daß in
der Mittellage des Verbindungshebels io (Fig. 5) die Verbindungslinie der Punkte
4 und 6 senkrecht zur Verbindungslinie der Punkte i und 6 steht; alsdann bewegt
sich der Zapfen 6 mit genügender Genauigkeit in der Bahn des kleinen Kreisbogens.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 bis 8 erfolgt die Verbindung
zwischen der Antriebswelle 15 und dem Kurbelzapfen 2o am Schwinghebel 5 durch ein
Rädergetriebe mit dem Zahnrad 16 auf der Welle 15, das in ein auf der losen Welle
18 befestigtes Stirnrad 17 eingreift, an dem der Kurbelzapfen 2o angebracht ist.
Das Rad 17 könnte aber auch, wie in Fig.9 gezeigt, lose auf einem feststehenden
Wellenzapfen i9 gelagert sein. In der Scheibe des Rades 17 ist eine Lücke 21 vorgesehen,
durch die das verlängerte Ende 7 des Zapfens 6 hindurchgeführt ist. Bei einem Zahnrade
mit Speichen könnte man das Zapfenende 7 zwischen zwei benachbarten Speichen hindurchführen.
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Die Fig. 12 und 13 zeigen im Vergleich mit den anderen Darstellungen
eine umgekehrte Anordnung des Kurbeltriebes, das heißt, das Ende der Schubstange
i i befindet sich nicht oben, sondern unten. Es ergibt sich dann auch in der Nähe
der oberen Totlage eine konvex gestaltete Kurvenbahn (Feg. 13) für die Ruhelage.
Die Schubstange i i ist bei dieser Ausführung nach oben 'hin noch durch eine Stange
22 mit Geradführung 23 geführt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 dient zur Verbindung der
Antriebswelle 24 mit dem Zapfen 6 ein in einer Führung 26 gleitender Schlitten 25.
Die Führung 26 ist am einen Ende der Welle 24 vorgesehen und radial oder in anderer
Richtung angeordnet. Die sonstigen Teile entsprechen denen der anderen Ausführungsformen.
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Statt der beschriebenen Antriebsarten für das Kurbeltriebwerk können
auch andere Mittel verwendet werden, z. B. ein Riemenantrieb od. dgl. Immer ist
aber die Bewegung der Kurbel in Einklang zu bringen mit den Bewegungen der übrigen
Teile. Die ungleichen Massen der Hebel und sonstigen Teile können durch Federn oder
Gegengewichte ausgeglichen werden.
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Die Achse des Zapfens am Schwinghebel braucht nicht mit der Achse
der Rolle in der Führungsnut zusammenzufallen, sondern 'kann in bezug auf diese
Achse nach innen oder nach außen versetzt sein. Statt der Führung durch eine beiderseits
begrenzte Rinne oder Kurvennut könnte auch eine Führung auf einer unrunden Scheibe
od. dgl. vorgesehen werden, wobei die dauernde Berührung der
Rolle
mit dem Umfang der unrunden Scheibe durch eine Feder oder ein anderes nachgiebiges
Mittel gesichert werden müßte. Statt der Führungsrolle könnte auch ein anderes geeignetes
Mittel vorgesehen «erden.