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Verklinkung Für Bewegungen von Maschinenelementen, die zu einem bestimmten
Zeitpunkt plötzlich einsetzen sollen, ist es üblich, die Maschinenelemente schon
vorher unter die Wirkung der entsprechenden Kräfte zu stellen, beispielsweise unter
die Wirkung von Federn, und außerdem eine Verklinkung vorzusehen, die die Maschinenelemente
in ihrer Ausgangsstellung hält, bis die Verklinkung zu dem gegebenen Zeitpunkt gelöst
wird. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Verklinkungen dieser Art
die Zeit, die für die Lösung der Verklinkung erforderlich ist, möglichst klein zu
machen. Bei dem Regelfall der bekannten Verklinkungen steht die Bewegungsrichtung
der Klinke zur Bewegungsrichtung des Maschinenelementes senkrecht. Die beiden Teile
stehen über eine mehr oder weniger große Fläche miteinander im Eingriff. Bei der
Auseinanderbewegung muß die Klinke wenigstens um das der Überdeckung entsprechende
Maß bewegt werden, bis die Bewegung des Maschinenteils selbst beginnen kann. Für
die entsprechende Bewegung der Klinke, die zusätzlich unter einem Reibungsdruck
steht, ist eine bestimmte Zeit erforderlich, die um so größer ist, je größer die
Überdeckung ist. Aus diesem Grunde wäre es günstig, die Überdeckung möglichst klein
zu machen. Dem ist jedoch mit Rücksicht auf den zulässigen Flächendruck eine Grenze
gesetzt. Als Verbesserung in diesem Zusammenhang ist bereits vorgeschlagen worden,
die für die Aufnahme des Flächendruckes erforderliche Fläche so zu bemessen, daß
die Ausdehnung in Bewegungsrichtung der
Klinke "lriöglichst klein
w ird,-.wobei die- erforderliche Fläche der Vergrößerung in der senkrechten Richtung
gewonnen wird.
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Nach der vorliegenden Frfindungl-.ann_eine.Ver-. Besserung dadurch
erreicht- -werden, daß die erforderliche Fläche in mehrere voneinander abgetrennte
Teilflächen zerlegt wird, indem Klinke und-Maschinenteil an der Eingriffsstelle
treppenartig ausgeführt werden. Eine sehr günstige Anordnung erhält man hierbei,
wenn die Höhe und Breite dieser Treppen so abgestuft wird, daß bei der gegebenen
Beschleunigung der beiden Teile gerade ein Wiederineingriffkommen an einer späteren
Treppe nicht mehr möglich ist. Dies setzt voraus, daß das Verhältnis von Höhe zii
Breite 'solcher Treppe wenigstens gleich dem Verhältnis der Beschleunigungen der
beiden Teile ist. Es ist- ohne weiteres einzusehen, daß, wenn die Fläche durch eine
derartige Abtreppung - in -zwei -Teile geteilt wird, die Zeit zur Aufhebung der
Überdeckung beim Ausrücken der Klinke unter der gleichen 'Voraussetzung fast halb
so groß wird. Wenn die Zahl der Abdeckungen entsprechend größer gewählt wird, kann
die Zeit noch weiter herabgesetzt werden. Ein Grenzwert ergibt sich, wenn die Zahl
der Treppen praktisch unendjicli- gewählt wird, d. h. also, wenn der Eingriff längs
einer schiefen Ebene erfolgt, wobei besonders günstige Voraussetzungen wieder dann
erreicht 'werden, wenn der Winkel wenigstens gleich dem Verhältnis der. Beschleunigungen
ist. Soweit bei der Abtreppung die Form der einzelnen. Teile der Treppen so gewählt
ist, daß lediglich zur Bewegungsrichtung der Klinke parallele Flächen miteinander
im Eingriff stehen, tritt keinerlei Kraftkomponente in der Bewegungsrichtung der
Klinke auf, so daß eine besondere Festhaltung der Klinke nicht erforderlich ist.
Beim Übergang in die schiefe Ebene (Stufenzahl unendlich) - kann ein äquivalenter
Zustand dann erreicht werden, wenn der Reibungswinkel zwischen den beiden Teilen
gleich dem Winkel der schiefen Ebene gewählt ist. In diesem Fall ist eine besondere
Haltekraft nicht erforderlich, da die Verklinkung selbstsperrend ist. Für eine praktische
Anwendung ist eine derartige Ausführung aus dem Grunde weniger günstig,- als die
Reibungsverhältnisse nicht immer konstant auf demselben -Wert -gehalten werden können.
Insbesondere wenn mehrere Klinken hintereinandergeschaltet sind, ist es wichtig,
bei der Bemessung der Reibung dafür zu sorgen, daß nicht etwa durch Selbstsperrung
eine Auslösung überhaupt unmöglich gemacht wird. Es ist daher zweckmäßig, den Winkel
der Schienen größer als den Reibungswinkel zti wählen und seine zusätzliche Festhaltekraft
zur Abstützung der auf die schiefe Ebene übertragenen Kraftkomponente vorzusehen.
Eine derartige Festhaltekraft kann beispielsweise durch Federkraft oder durch die
Anzugskraft eines Elektromagneten erreicht werden, wobei die Auslösung durch Entregung
des Magneten bzw. Unterschreitung eines bestimmten Flusses erfolgen kann. Die Festhaltekraft
kann gegebenenfalls auch durch eine zusätzliche Klinke aufgenommen werden. Eine
solche muß zwar ihrerseits gleichfalls ausgerückt werden, wofür auch ein bestimmter
Zeitaufwand erforderlich ist, jedoch kann dieser Zeitaufwand im Hinblick-auf die
durch das Übersetzungsverhältnis gewonnenen günstigen Bedingungen sehr gering gehalten
werden. Diese Restverklinkung kann nun entweder gleichfalls nach Form einer schiefen
Ebene ausgeführt werden, wobei ein zusätzlicher Beschleunigungsdruck auch auf diese
Klinke ausgeführt wird, durch den eine weitere Untersetzung möglich ist. Die Restkraft
selbst kann hierbei entweder durch Reibung abgestützt werden oder aber durch eine
Klinke in einer solchen Form, daß keine in -deren Bewegungsrichtung entfallende
Kraftkomponente entsteht. In diesem Fall muß jedoch beim Ausrücken dieser Klinke
zunächst ein bestimmter Weg zurückgelegt werden, wobei einerseits ein bestimmter
Zeitaufwand erforderlich ist, andererseits vorübergehend ein erhöhter Flächendruck
auftritt, was jedoch im Hinblick auf die durch die Kraftübersetzung gewonnene Verbesserung
verhältnismäßig leicht zu beherrschen ist. Wenn der Eingriff zwischen dem zu beschleunigenden
Element und der Klinke Tiber eine schiefe Ebene dieser Art erfolgt, kann die Teilkomponente
der Beschleunigungskraft, die auf den zu bewegenden- Maschinenteil einwirkt, zur
Bewegung dieser Klinke bei der Auslösung benutzt werden. In vielen Fällen wird es
jedoch zweckmäßig sein, die Klinke noch unter den Einfluß einer besonderen Auslösekraft
zu stellen, wie dies ja auch bei zur Bewegungsrichtung parallelen Berührungsflächen
erforderlich ist. In solchen Fällen-ist es möglich, diese zusätzliche Beschleunigungskraft
im Hinblick auf den Gewinn des Untersetzungsverhältnisses sowie auf die Möglichkeit,
die Massen günstiger zu lagern und sehr klein zu bemessen, verhältnismäßig klein
auszulegen. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, die auf die Klinke einwirkende
Beschleunigungskraft so groß zu bemessen, daß die Klinke sofort außer Eingriff mit
dem Maschinenelement kommt, also von diesem keine Beschleunigung erfährt.
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EinAusführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Mit i ist der zu bewegende Teil bezeichnet, der um eine Welle 2 unter der Wirkung
einer -symbolisch angedeuteten Auslösekraft 3 vierdrehbar ist. Mit q. ist eine Klinke
bezeichnet, die um eine Welle 5 drehbar ist und auf die über eine Nase 6 eine besondere
Auslösekraft in Form einer Feder 7 einwirkt. Mit 8 ist ein zusätzlicher Anschlag
bezeichnet, der die Klinke entgegen der vereinigten Wirkung der Kräfte 3 und 7 festhält.
Bei der Auslösung der Klinke muß der Teil 8 so lange bewegt werden, bis er mit der
zugeordneten Kante der Drehklinke 4 außer Eingriff kommt. Nach Ablauf dieser Zeit
können sich die beiden Teile .I und i verzögerungslos beschleunigen,wobei, sofern
die Beschleunigung auf den Teil .I größer ist, sich die Beiden Klinken voneinander
ablösen, die Beschleunigung= des Teils r also völlig unverzögei-t eintreten kann.
Durch die
Ausführung der Klinke 4. als Drehklinke, wobei die steuernden
Kanten nur sehr geringen Abstand von der Drehachse haben, ist hierbei erreicht,
daß die Kraft, die zur Beschleunigung .dieser Drehklinke erforderlich ist, verhältnismäßig
sehr klein ist.
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An Stelle der Halteklinke 8 ist es möglich, ein weiteres den Teilen
.l. bis 7 entsprechendes System anzuordnen, das unter denselben Bedingungen mit
einer weiteren Untersetzung der Kräfte eine Verriegelung bewirkt. Bei diesen Ausführungen
ist es wichtig, daß der Reibungswinkel nicht zu groß wird, da sonst eine Selbstsperrung
eintreten kann, die ein Auslösen der Klinke verhindert. Um sicher zu erreichen,
daß die vorauseilende Klinke durch die nachfolgende Klinkenkante nicht mehr getroffen
wird, ist es zweckmäßig, der zugehörigen Beschleunigungskraft ein Übergewicht zu
geben, etwa mit einem Sicherheitsfaktor von 5 %. Dieser Faktor läßt sich rechnerisch
genau bestimmen.
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In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die Klinke als massearme
Klinke in Form einer Drehklinke verkörpert. Da die Zeit, die für die Auslösung der
Klinke erforderlich ist, von Masse und Beschleunigungskraft abhängt, bringt die
Ausbildung einer solchen massearmen Klinke mit geringem Träglieitsmoment eine wesentliche
Verbesserung. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, die Klinke selbst als
Feder auszuführen, wobei die Kraft der Feder gleichzeitig als Beschleunigungskraft
für die Klinke ausgenutzt werden kann. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, die Feder
als trapezförmige Blattfeder auszuführen, wobei sich wieder eine große Auslösegeschwindigkeit
ergibt. Derartige Ausführungen sind besonders dann zweckmäßig, wenn die Restkraft
verhältnismäßig gering ist, da in diesen Fällen einDurchknickenderFeder nicht zufürchten
ist. Die Feder kann hierbei eine Ausuehmung .erhalten, in die der zu verriegelnde
Teil eingreift und die durch seitliche Verschiebung der Feder freigegeben wird.
Die Berührungsflächen können geschliffen sein und einen gewünschten Winkel zur Bewegungsrichtung
erhalten.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf das dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt. Auf dieser Grundlage können auch beliebige Maschinenelemente
verriegelt werden. Besonders zweckmäßig ist die Anwendung der angegebenen Verklinkung
für Auslöser und Relais für die Auslösung von Schalteinrichtungen, und zwar sowohl
für synchronisiert betätigte Einzelschaltungen wie auch für periodisch arbeitende
Schalteinrichtungen. Auch für Schalteinrichtungen, bei denen unabhängig von der
Phasenlage nach bestimmten Zustandsänderungen möglichst schnell ein Vorgang ausgelöst
werden soll, bietet die neue Verklinkung wertvolle Vorteile. Auch bedeuten die angegebenen
Vorschläge nicht nur in der erwähnten Vereinigung, sondern auch für sich wertvolle
Verbesserungen.