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Antrieb für Förderbänder oder -ketten mittels Mitnehmerscheiben oder
-ketten
Es ist bekannt, als Zwischenantriebe für Förderbänder oder ketten mehrere
hintereinander oder nebeneinander angeordnete, in ein oder beide Trume eingreifende
Mitnehmerscheiben oder -ketten zu verwenden. Dabei können die zusammenwirkendien
Mitnehmerscheiben oder ketten einzeln, gruppenweise oder gemeinsam angetrieben werden.
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Bei Endantrieben kämmen die in einer kreisförmigen Bewegung befindlichen
Mitnehmer mit gleichfalls in ei;ner kreisförmigen Bewegung befindlichen Glieder
des anzutreibenden Förderers. Bei Zwisehenantrieben sind jedoch die gestreckt gefülhrten
Glieder der anzutreibenden Förderbänder oder -ketten im Eingriff mit Mitnehmern,
die eine kreisförmige Bewegung ausführen oder mindestens vor dem Eingreifen eine
kreisförmige Bewegung ausgeführt haben. Dies bewirkt ein Zwängen bzw. eine Reibung
der zum Eingriff kommenden undXoder der sich aus dem Eingriff lösenden Mitnehmer.
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Schon geringe Differenzen in der Teilung der zu treibenden Kette führen
unter diesen Umständen zu Verschleiß der ineinandergreifenden Teile, somit zu verstärkten
Differenzen in der Kettenteilung, zu Störungen des Eingriffs und sodann zu erhöhtem
Verschleiß. Um diesen Schwierigkeiten zu begegen, sind bereits zahlreiche Vorschläge
gemacht worden, die das gestellte Problem von den verschiiedensten Seiten zu lösen
versuchen, z. B. durch die Verwendung kippbarer oder absenkbarer Mitnehmer. Zur
Lösung des auch bei Endantrieben
auftretenden Problems der selbsttätigen
Anpassung des Antriebs an eine veränderte Teilung ist bei Greifierschei.ben für
mit Mitnehmerscheiben versehene Schleppseile schon der grundsätzliche Gedanke offenbart
worden, ein einwandfreies und --reibungsfreies Eingreifen und Lösen der Mit-. nehmer
durch ein kurzzeitiges Beschleunigen bzw.
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Verzögern der von Nocken gesteuerten Mitnehmer daumen vor dem Eingreifen
bzw. Loslösen zu bewirken. Bei hin und her gehenden Mitnehmern ist schon vorgeschlagen
worden, die Mitnehmer an zwei verschiedenen Antriebsvorrichtungen anzuordnen, wobei
der Mitnehmer der einen Antriebsvornehtung - gleichfalls unter Ausnutzung von Geschwindigkeitsdifferenzen
- von dem der anderen Antriebsvorrichtung abgelöst wird. Beide Vorsdhläge weisen
eine Fülle von störungsanfälligen kleinen Einzelteilen auf, da jeder Mitnehmer einzeln
gesteuert werden muß. Alle auf die Stenerung der einzelnen Mitnehmer abzielenden
Vorschläge weisen zudem den Nachteil auf, diaß die Steuerung auf die unter Last
stehenden oder gerade die Last aufnehmenden Mitnehmer wirken muß. Sie sind ferner
in ihrem Funktiomeren voneiner bestimmten Bewegungsrichtung des gesteuerten Mechanismus
abhängig, so daß Antriebe dieser Art für die umgekehrte Förderrichtung und für einen
Wechsel zwischen treibender und bremsender Wirkung in der Regel unbrauchbar sind.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile vermieten, indem zwei hintereinander
oder nebeneinander angeordnete Mitnehmer scheiben (oder Mitnehmerketten, Scheibengruppen,
Kettengruppen) abwechselnd derart zum Antreiben gebracht werden, daß mindesten.s
eine der beiden mit gleicher Durchschnittsgeschwindigkeit umlaufenden -Scheiben
(oder Mitnehmerketten, Scheibengruppen, Kettengruppen) gegenüber der anderen periodisch
beschleunigt und verzögert wird. Statt jeden Mit- -nehmer einzeln zu steuern, werden
also sämtliche an einer Scheibe oder Kette angeordneten Mitnehmer gemeinsam gesteuert.
Dies allein bedeutet die Reduzierung des für die Zwecke der Steuerung benötigten
technischen Aufwandes d. h., bei gleichem Aufwand kann die Gesamteinrichtung ungleich
robuster, stabiler und genauer ausgeführt werden, außerdem aber ist es möglich den
gesamten Steuermechanismus in das ohnehin vorhandele, allseitig geschützte und zuverlässig
geschmierte Getriebe der Mitnehmerscheiben bzw.
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Kettenräder zu verlegen, während bei einer Steuerung jedes einzelnen
Mitnehmers allein schon die Schmierung des Steuermechanismus und seine Abdeckung
gegen Verschmutzung eine kaum lösbare Aufgabe darstellt.
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Die Erfindung verfolgt weiter den Zweck, einen Antrieb zu schaffen,
der auch bei erheblicher Differenz in der Teilung des angetriebenen Förderbandes
bzw. der angetriebenen Förderkette einwandfrei arbeiten kann. Solche Differenzen
treten z. B. auf, wenn eine Kette od. dgl. abwechselnd gezogen und geschoben wird,
denn die Teilung der gezogenen Kette ist in der Regel größer als die Teilung der
geschobenen Kette Dies Dies ist besonders wichtig für das Antreiben nicht gespannter
Förderbänder sowie um selbständige Abschnitte von Förderbändern, Ketten od. dgl.
über längere Strecken zu treiben oder um Züge auf für Lokomotivbetrieb ungeeigneten
Streckenabschnitten zu bewegen. Dabei lassen sich mit Vorteil Zwischenantriebe verwenden,
die derart angeordnet werden, daß ihre Entfernung voneinander etwa der Länge der
zu treibenden Abschnitte bzw. Züge entsprechen, so daß die abwechselnd gezogenen
und geschobenen Abschnitte jeweils von einem Antrieb zum folgenden übergeben werden.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Antriebs,
der ohne Beeinträchltigung seiner Wirkungsweise und ohne besondere Einrichtung auf
die jeweilige Aufgabe sämtliche Funktionen erfüllen kann, die bei wechselnden Förderverhältnissen
einem auf beide Trume eines Förderers wirkenden Antrieb zugewiesen werden können.
Dies i.st bei vorzugsweisen Ausführungsformen der Erfindung erreicht worden. Es
handelt sich dabei um folgende Funktionen: 1. auf das Obertrum und auf das Untertrum
eines Förderers treibend zu wirken, 2. auf beide Trume bremsend zu wirken, 3. auf
das Obertrum treibend und gleichzeitig auf das Untertrum bremsend zu wirken, 4.
auf das Obertrum bremsend und gleichzeitig auf das Untertrum treibend zu wirken,
5. bis 8. nach bloßer Umsteuerung der Motoren für die Leistungen nach 1. bis 4.
auch in der umgekehrten Förderrichtung eingesetzt zu werden.
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Die nacheinander zum Eingriff kommenden Mitnehmer sind erfindungsgemäß
derart auf zwei oder auch mehrere Scheiben oder Ketten oder Gruppen von Scheiben
oder Ketten verteilt, daß die auf der einen Scheibe angeordneten Mitnehmer im Eingriff
stets von Mitnehmern abgelöst werden, die auf einer anderen Scheibe angeordnet sind,
wobei die Geschwindigkeitskurven der mit gleicher Durchschnittsgeschwindigkeit umlaufenden
Scheiben sinusähnlich und gegeneinander versetzt sind oder auch eine der Scheiben
mit gleichbleibender Geschwindigkeit umläuft, während die andere eine sinusähnliche
Geschwindigkeitskurve hat.
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Statt die Bewegung der Mitnehmer derart zu steuern, daß der Eingriff
eines neuen Mitnehmers in das Förderband jeweils den Ausgriff eines anderen Mitnehmers
ermöglicht, der auf der gleichen Scheibe angebracht ist, wird also der Eingriff
und Ausgriff der Mitnehmer in einfachster Weise durch Geschwindigkeitsdifferenzen
der Scheiben gesteuert, wobei der Eingriff der auf einer Scheibe angebrachten Mitnehmer
jeweils den Ausgriff der auf einer anderen Scheibe angebrachten Mitnehmer ermöglicht.
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Soll der Antrieb treibend wirken, so wird die mit dem oder den neu
zum Eingriff kommenden Mitnehmern versehene Scheibe oder Kette sich im Vergleich
schneller bewegen müssen als die andere Scheibe oder Kette, die mit einem oder mehreren
Mitnehmern noch im Eingriff ist, der (die) nunmehr entlastet wird (werden) und der
(deren vor-
derster) zum störungsfreien Ausgriff kommt. Bei einem
bremsend auf das Förderband wirkenden Antrieb muß umgekehrt die mit dem neu zum
Eingriff kommenden Mitnehmer versehene Scheibe sich im Vergleich zu der anderen
Scheibe langsamer bewegen.
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Die derart jeweils eine störungsfreie Lösung der Mitnehmer aus dem
Eingriff ermöglichenden periodischen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Mitnehlmerscheiben
können durch die verschiedensten an sich belannten Mittel, wie z. B. Kurbeltriebe,
Taumelscheiben oder elliptische Zahnräder erzeugt werden, aber auch durch alle Mittel,
die zur Regelung der Tourenzahl angetriebener Wellen dienen.
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Durch die periodischen Geschwindigkeitsdifferenzen der zusammenwirkenden
Mitnehmerscheiben wird in jedem Falle erreicht, daß der zum Eingriff kommende Mitnehmer
sich allmählich an den ihm vorausgehenden zu treibenden Anschlag anlegt bzw. allmählich.
von dem ihm folgenden zu bremsenden Anschlag eingeholt wird, während der sich aus
dem Eingriff lösende Mitnehmer winter dem zugehörigen Anschlag automatisch zurücl<-bleibt
(treibender Antrieb) oder ihm automatisch vorauseilt (bremsender Antrieb). Somit
werden durch einen Antrieb gemäß der Erfindung auch alle jene Schwierigkeiten beseitigt,
die sich häufig daraus ergeben, daß die Glieder der zu treibenden Kette durch Fehler
in der Bearbeitung oder durch unterschiedliche Beanspruchung im Betrieb ungleich
lang geworden sind und unterschiedliche Abstände voneinander haben, was das richtige
»Kämmer« der Antriebe mit den Ketten vielfach beeinträchtigt.
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Die gleichen Vorteile lassen sieh auch dann erreichen, wenn die Glieder
der getriebenen oder gebremsten Kette des Bandes sich um ein gewisses Maß ineinander
verschieben lassen, wenn nur der durch den periodischen Wechsel in der Geschwindigkeit
der aufeinanderfolgenden Mitnehmer bedingte, in Höhe der Anschläge der Kette gemessene
größte Abstand der Mitnehmer voneinander größer (und ihr geringster Abstand voneinander
kleiner) ist als der durch die gegenseitige Verschieblichkeit der Ketten- oder Bandglieder
bedingte größte (bzw. kleinste) Abstand der Anschläge des Bandes oder der Kette
voneinander.
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Antriebe nach der Erfindung lassen sich nicht nur als Zwischenantriebe,
sondern auch in der Umkehr der zu treibenden Kette oder dies Bandes verwenden, vorausgesetzt,
daß die Mitnehmer zwischien den aufeinanderfolgenden Angriffsflächen der Kette oder
des Bandes so viel Spiel haben, wie es der Differenz zwischen dem gegenseitigen
größten und geringsten Abstand der Mitnehmer entspricht, oder daß sich auf den beiden
Mitnehmerscheiben nur je ein Mitnehmer befindet. In letzterem Falle muß dieser Mitnehmer,
nachdem er durch Beschleunigung (treibender Antrieb) oder Verlangsamung (bremsender
Antrieb) mit dem Band in wirksamen Eingriff gekommen ist, mit gleich bleibender
Geschwindigkeit um die Umkehr gehen und sich sodann durch Verlangsamung (treibender
Antrieb) oder Beschleunigung (bremsender Antrieb) au.s dem Eingriff losen, während
gleichzeitig der sich beschleunigende bzw. verlangsamende auf der anderen Mitnehmerscheibe
(zweckmäßig einer koaxialen Scheibe) angeordnete Mitnehmer in Eingriff mit dem Band
kommt. Bei treibendem Antrieb haben also die Mitnehmer jeweils innerhalb des Eingriffsbereichs,
bei bremsenden Antrieb haben sie jeweils außerhalb des Eingriffsbereichs den größeren
Teil ihres Umlaufs zurückzulegen.
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Entsprechend ist die Führung des Bandes um den Antrieb anzuordnen
und die Geschwindigkeit der Mitnehmerscheiben zu steuern.
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In den Zeichnungen sind verschiedene als Zwischenantriebe geeignete
Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 und 2 zwei
Mitnehmerscheiben mit runden Mitnehmern in Seitenansicht und im Schnitt, Fig. 3
und 4 zwei Mitnehmerscheiben mit konkaven Mitnehmern in Seitenansicht und im Schnitt,
Fig. 5 bi.s 8 Teilansichten von verschiedenen Stellungen der zwei Mitnehmerscheiben
nach Fig. 3 und 3, Fig. g zwei koaxiale Mitnehmerscheibenpaare mit Getriebe im Schnitt,
Fig. 10 eine Vorderansicht der in dem Getriebe nach Fig. g eingebauten Ellipsenräder,
Fig. 11 eine Teilansicht der nach Fig. 9 verwendeten Mitnehmerscheiben, Fig. 12
da.s Getriebe für zwei hintereinander angeordnete Mitnehmerscheibenpaare in Seitenr
ansicht, Fig. I3 eine Teilansicht eines Mitnehmerscheibenpaares mit kippbaren Mitnehmern,
Fig. I4 und 15 zwei Mitnehmerstellungen gegenüber der Förderkette, Fig. I6 und I7
verschiedene Geschwindigkeitsdiagramme für je zwei zusammenwirkende Mitnehmerscheibenpaare.
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Nach Fig. I und 2 weist der Zwischenantrieb zwei koaxiale Mitnehmerscheiben
M, N auf, deren Mitnehmer I bis I2 in das Obertrum K und das Untertrum K' der Förderkette
eingreifen. Die Mitnehmer 1, 3, 5, 7, 9, II sind an der Scheibe M, die Mitnehmer
2, 4, 6, 8, 10, 12 an der Scheibe N befestigt, und zwar sind die auf dem Umfang
der Scheiben gegeneinander versetzten Mitnehmer an den einander zugekehrten Flächen
der aebeneinander angeordneten Scheiben befestigt, so daß die Mitnehmer beider Scheiben
in derselben Ebene umlaufen.
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Legt man das Geschwindigkeitsdiagramm der Fig. I6 zugrunde, so zeigt
Fig. I eine Stellung, in der sich die ScheibeN auf dem Höhepunkt und die Scheibe
auf dem tiefsten Punkt ihrer Geschwindigkeitskurve befindet. Legt man das Geschwindigkeitsdiagramm
der Fig. I7 zugrunde, so entspricht die Stellung der Fig.1 einem Augenblick, wo
die eine Scheibe im Treiben durch die andere Scheibe abgelöst wird. Die Mitnehmer
2 und 8 haben somit eine größere Geschwindigkeit als die Mitnehmer I und 7. Sie
sind. infolgedessen mit den Ketten-
bolzen2' (im Obertrum) und 8'
(im Untertrum), denen sie nachgeeilt sind, in Eingriff gekommen, wodurch sie das
Treiben der Kette übernehmen und dabei die zur Zeit langsamer laufenden Mitnehmer
I und 7 der Scheibe M außer Eingriff mit den Kettenbolzen I' und 7' bringen, d.h.
also ablösen. Da jede Scheibe sechs Mitnehmer hat, so muß s ich dieser Vorgang während
einer Umdrehung der Scheiben sechsmal wiederholen. Das heißt, das Geschwindigkeitsdiagramm
der Scheibe weist während dieser einen Umdrehung sechs Scheitelpunkte und sechs
Tiefpurkte der Sinuskurve auf, während das Ges'chwindigkeitsdiagramm der anderen
Scheibe dieselben Scheitelpunkte und Tiefpunkte nur in anderer Zeitfolge aufweist
oder aber nach Fig. I7 geradlinig verläuft.
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Sollen die Mitnehmerscheiben M, N bremsend wirken, so läuft der Kettenbolzen
2' auf den Mitnehmer 1 auf, während der Mitnehmer 2 den Kettenbolzen 3' abbremsen
muß. In diesem Falle wird also die Verzögerung der Scheibe ausgenutzt, damit der
Mitnehmer 2 mit dem Kettenbolzen 3' zum Eingriff kommen kann, während die Beschleunigung
dazu benutzt wird, daß der Mitnehmer außer Eingriff mit dem Bolzen 2' kommen kann.
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So11 sidhj beim Übergang vom Treiben zum Bremsen der Umlaufbereich,
in dem sich das Eingreifen der Mitnehmer und ihr Lösen aus dem Eingriff vollzieht,
nicht auf jeder Scheibe um etwa den halben Abstand der auf ihr angeordneten Mitnehmer
(z. B. 2 und 4) verschieben, so müssen Möglichkeiten vorgesehen werden, den Antrieb
entsprechend umzusteuern. Dies wird später besprochen.
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Die entsprechenden Vorgänge sind auch vorhanden, wenn die Förderrichtung
umgekehrt wird.
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Sollen die Mitnehmerscheiben im Obertrum treiben und gleichzeitig
im Untertrum bremsen (oder umgekehrt), so muß entweder bei paralleler Führung von
Obertrum und Untertrum auf jeder der beiden zus-ammenwirkenden Scheiben eine ungerade
Zahl von Mitnehmern angeordnet sein sodann beginnt nämlich beim Eingreifen eines
Mitnehmers der Scheibe M in das Obertrum ein Mitnehmer der Scheibe N in das Untertrum
einzugreifen und umgekehrt), oder es muß bei gerader Zahl von Mitnehmern das Obertrum
im Bereich des Antriebs in einem Winkel zum Untertrum geführt sein, der dem Winkel
der Radien zweier aufeinanderfolgender Mitnehmer (z. B. 1 und 2) entspricht.
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Um das Umsteuern der Mitnehmerscheiben zu vermeiden und beide Trume
der Förderkette auch bei gleichzeitigem Treiben und Bremsen stets parallel zueinander
führen zu können, ist eine Anordnung gemäß Fig. 3 und 4 vorzuziehen. Dabei i.st
auf jeder Scheibe eine gerade Zahl von Mitnehmern vorgesehen, die jeweils nur in
der einen Richtung wirken, während gleichsam die andere jeweils nur in der Gegenrichtung
wirksam werdende Hälfte dieser Mitnehmer auf die Gegenscheibe verlegt ist. Die wirksame
Fläche der Mitnehmer ist als eine konkave Rundung, die nicht wirksam werdende Fläche
als Gerade dargestellt. Die dargestellte Lösung ist jedoch keineswegs an diese Form
der Mitnehmer gebunden, wie auch umgekehrt die Lösung nach Fig. I und 2 keineswegs
die Verwendung kreisrungder Mitnehmer bedingt.
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Auch nach Fig. 3 und 4 sind zwei koaxiale Greiferscheiben O und P
vorgesehen, die den Scheiben M und N nach Fig. 1 und 2 entsprechen.
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Um in der Pfeilrichtung wirksam zu werden, befinden sich auf der Scheibe
0 die Mitnehmer Ia, 3a, sa, 7a, 9a, IIa, entsprechend den Mitnehmern I, 3, 5 . .
. auf Scheibe M, und auf der Scheibe P die Mitnehmer 2a, 4a, 6a, 8a, IOa, I2a, entsprechend
den Mitnehmern 2, 4, 6 .... auf Scheibe N.
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Der an Stelle des Mitnehmers I in Gegenrichtung wirksam werdende
Mitnehmer 1b befindet sich jedoch nicht gemeinsam mit dem Mitnehmer Ia auf der Scheibe
sondern auf der Scheibe P. Ebenso befinden sich die übrigen in Gegenrichtung wirksam
werdenden Mitnehmer jeweils auf der Gegenscheibe. Auf der Scheibe 0 sind also die
entgegen der Pfeilrichtung wirksam werdenden Mitnehmer 2b, 4b, 6b, 8b, 10b, I2b
befestigt, auf der Scheibe P die Mitnehmer Ib, 3b, 5b, 7b, 9b, IIb.
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Muß nun der in Pfeilrichtung in den Antrieb einlaufende Abschnitt
L der Förderkette durch den Antrieb gezogen werden, so wirken die Miltnehmer 1a,
2a, 3a usw., muß er gebremst werden, so wirken die Mitnehmer 1b, 29, 3b usw. auf
die Bolzen des Bandes oder der Kette. Vermöge der Befestigung an jeweils der gleichen
Scheibe ist aber der Mitnehmer Ib beschleunigt, wenn der Mitnehmer 2a beschleunigt
islt, und der Mitnehmer 2b ist verzögert, wenn der Mitnehmer Ia verzögert ist.
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Sind al-so die Mitnehmer Ia und 2a in der richtigen Stellung, um die
Förderkette zu treiben, so sind gleichzeitig die Mitnehmer 1b und 2b in der richtigen
Stellung, um die Förderkette zu bremsen.
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Die durch die wechselseitige Beschleunigung und Verzögerung der beiden
Scheiben gegeneinander bedingten Stellungen der zugehörigen Mitnehmer zueinander
in aufeinanderfolgenden Phasen eines Umlaufs in Pfeilrichtung zeigen Fig. 5 bis
8.
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Die auf Fig. 8 folgende Phase zeigt wieder dasselbe Bild wie Fig.
5, nur unter anderer Bezifferung der Mitnehmer (4a und qb an Stelle von 2a und 2b
usw.).
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Fiag. 6 und 8 zeigen eine Phase, in der beide Scheiben die gleiche
Geschwindigkeit haben. Dabei ist die Scheibe P mit den schraffierten Mitnehmern
Ib, 2a, 3b usw. gegenüber der Scheibe 0 mit -den weißen Mitnehmern 1a, 29, 3a usw.
entweder nach vorwärts (Fig. 6) oder nach rückwärts (Fig. 8) verstellt. Diese Verstellung
der Scheiben gegeneinander ist dadurch bewirkt, daß jeweils in der vorhergehenden
Phase die Scheibe P gegenüber der Scheibe 0 beschleunigt (Fig. 5) oder verlangsamt
worden ist (Fig. 7). Durch die in Fig. 7 dargestellte Verlangsamung der Scheibe
P kann der Mitnehmer 2b den Mitneh.mer 2a einholen, während der Mitnehmer 3b von
dem Mitnehmer 3a überholt wird.
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Bis die Scheibe P wieder ihre durchschnittliche Geschwindigkeit erreicht
hat, ist sife immer noch
langsamer als die Scheibe 0, die entweder
stets mit durchschnittlicher Geschwindigkeit läuft oder in der in Fig. 7 gezeigten
Phase ihrerseits beschleunigt war. Wenn beide Scheiben wieder mit gleidher Geschwindigkeit
laufen (Fig. 8), i.st also der Mitnehmer 3b hinter dem Mitnehmer 3a zurückgeblieben,
während der Mitnehmer 2b den Mitnehmer 2a überholt hat. In der nächsten Phase wird
die Scheibe P gegenüber der Scheibe O beschleunigt, woraus sich ein Bild gemäß Fig.
5 ergibt. Bits die Scheibe zu ihrer durchschnittlichen Geschwindigkeit zurückkehrt,
hat sie gemäß Fig. 6 wieder einen Vorsprung vor der Scheibe O erreicht.
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Aus Fig. 5 und 6 ist deutlich zu sehen, wie der Mitnehmer I jeweils
durch den Mitnehmer 2 entlastet wird, gleichgültig ob der Antrieb treibend wirkt
(Entlastung des Mitnehmers 1a durch den beschleunigten Mitnehmer 2a) oder ob er
bremsend wirkt (Entlastung des Mitnehmers 1b durch den verzögerten Mitnehmer 2b).
Fig. 7 und 8 zeigen in gleicher Weise die Entlastung des nunmehr zum Eingriff kommenden
Mitnehmers 2 durch den neu eingreifenden Mitnehmer 3. Drehen sich beide Scheiben
in der Gegenrichtung (also entgegen dem Uhrzeigersinn), so werden die aufeinanderfolgenden
Stellungen der Mitnehmer zueinander durch die gleichen Figuren dargestellt, nur
schreitet -die Bewegung nicht von Fig. 5 zu Fig. 6, 7 und 8 fort, sondern von Fig.
8 zu Fig. 7, 6 und 5.
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Da im Gegensatz zu der in Fig. I und 2 dargestellten Lösung die an
den beiden Scheiben angebrachten Mitnehmer wechselweise aneinander vorbeigehen,
müssen sie in parallelen Ebenen umlaufen wie es Fig. 4 (im Gegensatz zu Fig. 2)
zur Anschauung bringt.
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Nach Fig.g bis 11 weist das Getriebe drei gleich große miteinander
kämmende elliptische Zahnräder auf. Auf der Welle des Motors I3 sitzt ein Ritzel
14, das auf ein durch das Zahnrad 15 dargestelltes Vorgelege wirkt. Auf die Vorgelegewelle
15' ist ein elliptisches Zahnrad 16 aufgekeilt, das sich um einen exzentrisch auf
der Längsachse der Ellipse liegenden Punkt dreht. Das elliptische Zahnrad I6 kämmt
in an sich bekannter Anordnung mit den gleich großen elliptischen Zahnrädern 17
und I8. Dadurch wird erreicht, daß sich die Ellipsenräder 17 und I8 mit variabler,
aber im Durchschnitt gleicher Geschwindigkeit drehen, wobei der größten Geschwindigkeit
des Ellipsenrades I7 jeweils die geringste Geschwindigkeit des Ellipsenrades I8
entspricht und umgekehrt. Da eine Mitnehmerscheibe, die »n« zum wirksamen Eingriff
kommende Mitnehmer bat, gegenüber der anderen Scheibe »n-mal« beschleunigt und »n-mal«
verzögert werden muß, ist nunmehr nur noch durch eine Übersetzung zu bewirken, daß
einer Umdrehung eines Ellipeenrades » « Umdrehungen einer Mitnehmerscheibe entsprechen.
Im vorliegenden Falle sind sechs wirksam Mitnehmer auf jeder Scheibe angenommen.
Die auf den Drehachsen 17', I8' der Ellipsenräder I7, I8 aufgekeil-ten Ritzel 19,
20 kämmen deshalb mit Zahnrädern 21, 22, zu denen sie im Verhältnii-s 1 : 6 stehen.
Die (gedachte) Achse der Zahnräder 21, 22 ist zugleich die Achse der Mitnehmerscheiben,
die sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Zahnräder 21 bzw. 22 drehen.
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Die erforderlichen Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Mitnehmerscheiben
lassen sich auch durch ein Getriebe erzielen, das nur zwei elliptische Zahnräder
enthält. Dabei würde unter Fortiassung des Ellipsenrades I7 und entsprechend veränderter
Ausbildung des Getriebes das, Ritzel 19 unmittelbar auf der verlängerten Vorlegewelle
15 aufgekeilt sein und mit dem Zahnrad 2I ebenfalls im Verhältnis 1 : 6, aber unter
Anwendung von Innenverzahnung kämmen. Es würde sich also ebenso wie das Ellipsenrad
16 mit stets gleichr bleibender Geschwindigkeit drehen; dagegen würde das Ritzel
20 sich abwechselnd mit erhöhter und verminderter Geschwindigkeit drehen. Um die
gleichen Geschwindigkeitsdifferenzen wie bei dem gezeichneten Getriebe zu erreichen,
müßte die Exzentrizität der Drehpunkte der beiden miteinander kämmenden Ellipsenräder
verstärkt werden. Die Ausbildung der Mitnehmerscheiben kann gemäß Fig. I und 2 oder
gemäß Fig. 3 und' 4 erfolgen. In der Zeichnung sind Scheiben gemäß Fig. I und 2
angenommen, die aber auf beiderseits der Mitte des Förderbandes befindliche Angriffsflächen
wirken sollen. Es greifen also sowohl auf der rechten wie auf der linken Seite des
Förderbandes je ein Paar von mit Differenzgeschwindigkeiten getri-ebenen Mitnehmerscheiben
an. Dabei sitzen die äußeren Scheiben 23 und 24 jedes Paares von Scheiben auf der
durchgehenden Welle 21' des Zahnrades 21.
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Das Zahnrad 22 und die sich mit ihm gemeinsam drehenden inneren Scheiben
25, 26 sind in der Mitte durchbohrt und auf der Welle 21' gelagert, wobei für die
Scheiben 25, 26 die ihnen gemeinsame Hohlwelle 27 als Lager dient. Es ist möglich.
unter entsprechend veränderter Ausbildung des Getriebes das Zahnrad 22 auf derselben
Hohlwelle 27 zwischen den Scheiben 25 und 26 anzuordinen, wobei die Welle 18' sich
außerhalb des Umfangs der Scheiben und: ihrer Mitnehmer befinden muß. Da aber die
Scheiben 25 und 26 infolge der auftretenden Differenzgeschwindigkeiten den Scheiben
23 und 24 stets- nur um ein bestimmtes Maß vorauseilen, um danach wieder um ein
gleiches Maß hinter ihnen zurückzubleiben, ist es auch möglich, gemäß Fig. 9 und
II an dem Zahnrad 22 Klauen 28,28', 28" anzubringen, durch die es fest mit einer
der inneren Scheiben 25 verbunden ist, wobei diese Klauen sich um ein bestimmtes
Maß in Drehrichtung der Scheiben vorwärts und' rückwärts in bogenförmigen Langlöchern
29 verschieben können, die in der Scheibe 23 angebracht sind.
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Sind die Scheiben des mit einem Getriebe gemäß Fig versehenen Antriebs
mit jeweils nur einseitig wirksamen Mitnehmern gemäß Fig. 3, 4 oder I3 ausgestattet,
so können sie in beide Trume eines Förderbandes eingreifen und ohne jedle Umsteuerung
des Antriebes auf das Obertrum treibend
oder bremsend und gleichzeitig
in Gegenrichtung auf das Untertrum treibend oder bremsend einwi-rken. Wird, z. B.
bei einer ansteigenden Förderstrecke das Obertrum bergauf getrieben, während das
abwärts laufende Untertrum gebremst werden muß, so würde in der Stellung gemäß Fig.
3 der Mitnehmer 2a (beschleunigt) das Treiben des Obertrums übernehmen und dadurch
den zum Eingriff kommenden Mitnehmer 1a (verzögert) entlasten, während gleichzeitig
im Untertrum' der Mitnehmer 8b (verzögert) die Bremsung des einlaufenden Bandes
übernehmen und dadurch den zum Ausgriff kommenden Mitnehmer 7b entlasten würde.
Die durch die Bremsung aufgefangene Bewegungsenergie des Untertrums wird dabei nicht
vernichtet, sondern über den Antrieb dem anzutreibenden Obertrum des Bandes zugeführt.
Tritt nun im Untertrum des Bandes oberhalb des Antriebes eine Störung auf, so daß
das Band niclht mehr durch sein eigenes Gewicht auf den Antrieb aufläuft, sondern
heruntergezogen werden muß, so ergreift der Mitnehmer 8a (beschleunigt) den ursprünglich
von dem Mitnehmer 7b abgebremsten und nunmehr zum Halten gekommenen Anschlagbolzen
des BanF des und zieht ihn weiter, so daß der Mitnehmer 7a (verzögert) rechtzeitig
Platz zum Ausgreifen bekommt und der Mitnehmer ga hinter dem folgenden Anschlagbolzen
zum richtigen Eingriff kommen kann. Sol-l die Bewegungsrichtung des Förderbandes
umgekehrt werden, so braucht lediglich der Motor umgesteuert zu werden, und der
Antrieb treibt ohne weitere Steuermaßnahmen das Untertrum bergauf, während er das
nunmehr abwärts laufende Obertrum bremsen oder abwärts treiben kann.
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Ein derartiger Antrieb kann also ohne Beeinträchtigung seiner Wirkungsweise
und ohne besondere Einrichtung auf die jeweilige Aufgabe.sämtlichte oben (Seite
3) genannten acht Funktionen erfüllen, die bei wechselnden Förderverhältnissen einem
Antrieb zugewiesen werden können. Trotzdem soll auch noch für bestimmte Spezialzwecke
die Verwendung von Scheiben mit doppelseitig wirksamen Mitnehmern gemäß Fig. 1,
2 und 11 beschrieben werden, wobei besondere Vorrichtungen notwendig werden, um
einen treibend wirkenden Antrieb auf Bremsen umzusteuern und um bei umgekehrter
Drehrichtung des Motors ein Treiben in der Gegenrichtung zu ermöglichen. Nach der
oben angegebenen Darstellung wirken die Zahnräder des Getriebes derart auf jedes
Paar von Scheiben gemäß Fig. I, daß jeweils der bei I stehende Mitnehmer verzögert,
der bei 2 stehende Mitnehmer beschleuneigt, der bei 3 stehende Mitnehmer wieder
verzögert ist usw.
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In der Stellung nach Fig. 10 dreht sich. das Ellipsenrad 17 schnell,
während sich das Ellipsenrad I8 langsam dreht. Wenn die Ellipsenräder diese Stellung
zueinander haben, die dem Punkt B des Geschwindigkeitsdiagramms nach Fig. 16 entspricht,
so müssen also die Mitnehmer der mit dem Ellipsenrad I7 verbundenen schnell laufenden
Scheibe (n) bei I, 3, 5, 7, 9, 11 stehen. Nach einer vollen Umdrehung der Ellipsenräder
ist wieder die gleiche Stellung der Scheiben zueinander erreicht (Punkt F des Geschwindigkeitsdiagramms
nach Fig. I6), nur steht dann der Mitnehmer I an der Stelle des Mitnehmers II, der
Mitnehmer 2 an der Stelle des Mitnehmers 12, 3 an der Stelle von I usw. Nach einer
halben Umdrehung der Ellipsenräder dagegen (Punkt D des Geschwindigkeitsdiagramms)
steht der Mitnehmer I an Stelle des Mitnehmers 12, der Mitnehmer 2 an Stelle des
Mitnehmers I, 3 an Stelle von 2 usw. Wenn der Antrieb in der angenommenen Richtung
treibend wirkt, so stehlen also die Mitnehmer beider Scheibe ben in jedem Augenblick
der Bewegung richtig zueinander bzw. zu den Anschlägen des zu treibenden Bandes.
Soll der in der angenommenen Richtung laufende Antrieb aber bremsend wirken, so
müsste die Geschwindigkeitskurve der Scheibe(n), deren Mitnehmer bei 1 gerade in
den Eingriffsbereich gelangen, um 180° verschoben sein, also von B nach D auf dem
Geschwindigkeitsdiagramm nach Fig. 16. Dasselbe gilt für ein Treiben in der Gegenrichtung,
bei der jeweils bei I befindliche Mitnehmer sich aus dem Eingriff lösen soll. Eine
solche Umschaltung des Antriebs kann dadurch erreicht werden, daß das auf der Welle
I7' aufgekeilte Ritzel 19 und das auf der Welle 18' aufgekeilte Ritzel 20 je einen
Freilauf von 180° haben, der gegebenenfalls unter einer Bremswirkung steht. Der
Druak der Anschläge des gegetriebenen oder gebremsten Bandes auf die Mitnehmer der
Scheiben bewirkt dabei diese Umsteuerung ganz automatisch, denn, wenn der Freilauf
des Ritzels 19 eine entsprechende Verschiebung der Scheiben gestattet, so wird derjenige
Mitnehmer, der beim Treiben des Bandes in Pfeilrichtung (unter der Wirkung eines
Andrucks von rechts) bei 2 steht, sich jeweils unter dem von links wirkenden Andruck
eines durch den Antrieb abzubremsenden (gleichfalls in Pfeilrichtung laufenden)
Bandes bis nach 1 verschieben. Da gleichzeitig eine ebensolche Verschiebung der
Scheiben 25 und 26 durch den Freilauf des Ritzels 20 ermöglicht wird, läßt sich
der Antrieb in dieser Weise ohne weitere Steuereinrichtungen vom Treiben auf Bremsen
umsteuern und durch Umsteuern des Motors auch in der Gegenrichtung treibend oder
bremsend einsetzen. Ein gewisser Mangel dieser Einrichtung liegt allerdings darin,
daß die Gleichzeitigkeit der Einwirkung auf beide Scheiben bzw. beide Scheibenpaare
nicht gesichert ist, so daß während der Umsteuerung der einen Scheibe bzw. des einen
Scheibenpaares die noch nicht umgesteuerten Mitnehmer der. anderen Scheibe bzw.
des anderen Scheibenpaares unter Umständen falsoh einlaufen können. Dieser Mangel
läßt sich dadurch beheben, daß unter Verzicht auf einen Freilauf irgendweicher Zahnräder
der gesamte Antrieb an dem Gerüst des Förderers schwenkbar aufgehängt wird, so daß
ein in Förderrichtung auf die Mitnehmer der Scheiben durch die Anschläge des Bandes
oder der Kette ausgeübter Druck den Antrieb jeweils um die Mittelachse der Scheiben
um ein bestimmtes
Maß nach vorwärts, ein entgegen der Förderlich
tung auf die Mitnehmer ausgeübter Druck den Antrieb um ein bestimmtes Maß nach rückwärts
kippen läßt. Diese Schwenkbarkeit des Antriebs muß durch feste Anschläge auf ein
solches Maß begrenzt werden, daß die Beschleunigungsphase der Mitnehmer sich, jeweils
von der für das Treiben des Bandes geeigneten Stellung in die für das Bremsen des
Bandes geeignete Stellung verschiebt, die gleichzeitig die für das Treiben des Bandes
in Gegenrichtung geeignete Stellung ist.
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Die Umsteuerung vollzieht sich auch in diesem Falle automatisch durch
den Andruck der Bolzen des getriebenen oder gebremsten Bandes auf die Mitnehmer,
und zwar für beide Scheiben (Scheibenpaare) gleichzeitig. Allerdings ist diese automatische
Umsteuerung in beiden Fällen nur dann durchführbar, wenn der Antrieb nur mit dem
Obertrum oder nur mit dem Untertrum des Förderbandes im Eingriff steht oder wenn
in beiden durch den Antrieb gl-eichzeitig nur getriebenen oder nur gebremsten Trumen
lediglich eine Umsteuerung der Förderrichtung in Frage kommt. Son.st würden sich
die vom Obertrum und die vom Untertrum au.f die Mitnehmer ausgeübten Wirkungen glegenseitig
aufheben können, wodurch der Steuermechanismus außer Funktion gesetzt wäre.
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Um trotzdem für das Obertrum und das Untertrum nidht völlig getrennte
Antriebe zu benötigen, ist die Verwendung eines Antriebes gemäß Fig. 12 mögqiclh.
Dieser Antrieb hat einen Motor und ein Vorgelege. Auf der Vorgelegewelle 115 ist
das Elli,psenrad II6 aufgekeilt, das mit den gleich großen elliptischen Zahnrädern
117 und 118 kämmt (entsprechend der Darstellung in Fig. 9 und 10).
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Auf der Drehachse des Ellipsenrades 117 ist wiederum ein Ritzel 119,
auf der Drehachse des Ellipsenrades 118 ein Ritzel 120 aufgekeilt. Diese Ritzel
kämmen aber nicht (wie in Fig. g) mit nur je einem großen Zahnrad, sondern mit je
zwei großenZahnrädern, und zwar kämmt das Ritzel 119 mit den Zahurädern 121 und
121', das Ritzel 120 mit den Zahnrädern I22 und 122', die ebenso groß sind wie die
Zahnräder 121 und I2I' und durch diese verdeckt werden, so daß sie auf der Figur
ni.cht sichtbar sind. Auf der Welle der vier Zahnräder 121, I22, I2I', I22' ist
je eine auf der Zeichnung nicht dargestellte Scheibe aufgekeilt. Das Paar von Scheiben,
das sich z.B. zwischen den Zahnrädern 121 und I22 befindet, wirkt nur auf das Obertrum
des Förderers, das andere Paar von Scheiben wirkt nur auf das Untertrum des Förder-ers.
Wenn die Scheiben auf der Drehachse der zugehörigen Zahnräder einen Freilauf haben,
dessen Winkel I80° beträgt, so ist jede Scheibe in gleich-er Weise umsteuerbar wie
bei einem Freilauf des Ritzels von I80° nach der obigen Darstellung.
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Das auf das Obertrum wirkende Paar von Scheiben wird aber nicht durch
die Bewegungen des auf das Untertrum wirkenden Paares von Scheiben beeinflußt. Die
gleiche Wirkung ist erzielbar, wenn die an einer Scheibe angeor-dneten Mitnehmer
sich jeweils gemeinsam auf dem Umfang derselben um ein entsprechendes Maß in der
Umlaufrichtung verschieben lassen.
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Wirken die Antriebe nach der Erfindung nicht auf ein endloses Band
oder eine endlose Kette, sondern auf Abschnitte von Förderbändern od. dgl., die
von einem Antrieb zum nächsten übergehen werden, so ist es möglich, daß der erste
Anschlagbolzen des neu in den Antrieb einlaufenden Bandabschnitts und eine Anzahl
der ihm folgenden Anschläge nicht richtig in Eingriff mit den Mitnehmern der Scheiben
kommt, indem er nidht in eine Lücke zwischen zwei Mitnehmern einläuft, sondern sich
auf einen der Mitnehmer setzt (Fig. 13). Aucih bei Umsteuern von mit Freilauf versehenen
Scheiben ist es möglich, daß einzelne Anschläge des Bandes falsch. in den Antrieb
einlaufen. Damit dies nicht zu Störungen führt, können Vorrichtungen verschfedener
Art vorgesehen werden. Es ist z. B. möglich, die Mitnehmer in an sich bekannter
Weise in radialer Richtung absenkbar auszubilden. Sie können ferner ebenfalls in
an sich bekannter Weise kippbar ausgebildet werden.
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Sdhließllich.ist es aber auch möglich, das Förderband selbst durch
die sich weder absenkenden noch kippenden Mitnehmer der Scheiben anheben zu lassen.
In diesem Falle muß die z. B. aus Schienen bestehende Führung des Bandes i.m Bereich
des Antriebs elastisch und anhebbar bzw. absenkbar sein. Zu diesem Zweck ist etwa
oberhalb des Scheitelpunktes der Scheiben ein Gelenk innerhalb der Schienenführung
vorzusehen und vor und hinter diesem Punkt eine bewegliche Verbindung der beiden
Schenkel dieser Gelenkschienen mit den anschließenden festen Schienenführungen herzustellen.
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Ein Beispiel für die Ausführung kippbarer Mitnehmer zeigen Fig. I3
bis 15. Dabei ist die Anordnung der Mitnehmer nach Fig. 13 grundsätzlich die gleiche
wie nach den Fig. 3 und 5. Die Mitnehmer sind sämtlich in Arbeitsstellung gezeichnet,
die Mitnehmer IOIa und II2b auch in abgekippter Stellung. In Arbeitsstellung werden
die Mitnehmer durch den Druck einer leichten in der Zeichnung nidht dargestellten
Feder gehalten.
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Fig. 14 zeigt eine Stellung des einlaufenden Anschlagbolzens, durdh
die der Mitnehmer in Arbeitsstellung gehalten wird. Fig. 15 zeigt eine Stellung
des einlaufenden Anschlagbolzens, die den Mitnehmer zum Abkippen bringt.
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Der Bewegungsmechanilsmus der Antriebe ermöglichst im übrigen die
Verwendung von Mitneh,-merformen, wie sie für Antriebe mit anderem Bewegungsmechanismus
nicht anwendbar sind. Die in Fig. 3 und 5 bis 8 dargesteLlte konkave Mitnehmerform
verhindert ein Ausweichen der Anschläge der Kette oder des Bandes nach oben. Sie
ist nur anwendbar, da der Mitnehmer sich jeweils schon von dem zugehörigen Bolzen
der getriebenen Kette oder des Bandes gelöst hat, bevor er sich aus der Ebene dieser
Bolzen nach unten entfernt.
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Die in Fig. I, II und I3 -dargestell-te konvexe Mitnehmerform sichert
im Zusammenwirken mit Anschlägen des Förderbandes, der Kette od. dgl.,
die
eine gerade, senkrecht zur Förderrichtung stehende Fläche aufweisen, in besonders
vorteilhafter Weise, daß die durch den Mitnehmer auf das Band oder die Kette ausgeübten
Druckkräfte bei verschwindend geringem Druck nach oben oder unten in Förderrichtung
wirken.
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Fig. 16 und I7 zeigen die Geschwindigkeitsdiagramme von jeweils zwei
miteinander zusammenwirkenden Mitnehmerscheiben. In Fig. 16 ist die Geschwindigkeitskurve
der einen Scheibe ausgezogen, die der anderen Scheibe gestrichelt dargestellt. In
Fig. I7 verläuft nur die Geschwindigkeitskurve der einen Scheibe wellenförmig, während
die andere Scheibe mit gleichförmiger Geschwindigkeit umläuft. In Fig. I7 ist auch
die gegenseitige Ablösung der beiden Scheiben dargestellt. Wenn jede Scheibe ebenso
lange im Eingriff sein soll wie die andere Scheibe und während ibres Eingreifens
einen ebenso langen Weg zurücklegen soll wie die andere Scheibe während ihres Eingreifens,
so müssen die Punkte der gegenseitigen Ablösung beider Scheiben mit den" oberen
und unteren Scheitelpunkten der wellenförmigen Kurve zusammenfallen.
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In dem Geschwindigkeitsdiagramm nach Fig. I6 müssen sie das nicht.
Die Ablösung der Scheiben kann zwar unter den gleichen Voraussetzungen auch in Fig.
16 an den Scheitelpunkten der Geschwindigkeitskurven erfolgen und ist bei der Earläuterung
von Fig. 5 bis 8 tatsächlich dort angenormen worden. Die gegenseitige Ablösung der
beiden Scheiben kann aber auch an einem beliebigen anderen Punkt der ansteigenden
Sinuskurve zwischen sin 0° und sin 90° stattfinden, z.B. jeweils bei sin 40°. In
diesem Falle ergibt sich der Vorteil, daß die Ablösung der Mitnehmer jeweils in
einem Augenblick erfolgt, wo ihre Geschwindigkeitsdifferenzen nicht so groß sind,
zugleich ändert sich aber die Berechnungsrgundlage für das Verhältnis zwischen dem
Abstand der Mitnehmer auf den Scheiben und der normalen Teilung der getriebenen
Kette, und zwar ergibt sich bei gleichem Abstand der Mitnehmer eine größere Kettenteilung,
da die Mitnehmer sich in diesem Falle während ihres Eingreifens (z. B. von sin 400
bis sin 2200) hauptsächlich im oberen Teil der Geschwindigkeitskurve bewegen - die
Mitnehmer der zweiten Scheibe tun dies während ihres Eingreifens auch, gleichzeitig
bewegen sich aber die Mitnehmer der ersten Scheibe hauptsächlich im unteren Teil
der Geschwindigkeitskurve, so daß sie während dieser letzteren Zeitspanne (z. B.
von sind 2200 bis sin 400) entsprechend ihrer geringeren Durchschnittsges'chwindigkeit
einen kürzeren Weg zurücklegen. Diese Berechnung läßt übrigens die Möglichkeiten
der selbsttätigen Anpassung des Antriebes nicht nar an vorübergehende Unregelmäßigkeiten,
sondern auch an Änderungen der Kettenteilung erkennen.
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Bei treibendem Antrieb ist in Fig. I7 die Scheibe mit der wellenförmigen
Geschwindigkeitskurve und in Fig. I6 (falls die Ablösung der Scheiben in den Scheitelpunkten
der Kurven stattfindet) die Scheibe mit der ausgezogenen Geschwindigkeitskurve von
B bis D und von F bis H im Eingriff, die andere Scheibe von D bis F und von H bis
K. Bei bremsendem Antrieb greift umgekehrt von D bis F und von H bis K die er.stgenannte
Scheibe ein.