DE93640C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47: Maschinenelemente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 18. Dezember 1896 ab.

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf Wechselgetriebe und besteht in der Anwendung eines entweder aus Stirn- oder aus Kegelrädern gebildeten Umlaufrädergetriebes, das einerseits fortdauernd durch Zahnräder, 'andererseits veränderlich durch Vermittelung eines entweder selbsttätig oder von Hand verstellten Planrädergetriebes und eines durch letzteres in Umdrehung versetzten Schneckengetriebes von der Triebwelle aus angetrieben wird, wobei die Geschwindigkeitsregelung der Welle durch Verschiebung des Planrades entweder mittels eines von der Kraftmaschine, von der Welle oder von einem beliebigen Maschinentheil aus angetriebenen Regulators erfolgt.

In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand veranschaulicht, und zwar bildet die Trägerwelle B für das Umlaufrädergetriebe zugleich die Triebwelle.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform besteht das Umlaufrädergetriebe aus Kegelrädern und setzt sich zusammen aus zwei einander gegenüber auf die Welle B aufgesetzten Kegelrädern α α^λ , mit denen weitere Kegelräder η in beliebiger Zahl, z. B. zwei, drei, 'vier u. s. w., in Eingriff stehen, die frei drehbar auf Achsen n¹ aufgesetzt sind, die mit einer auf der Welle B aufgekeilten Hülse m unveränderlich verbunden sind. Die Welle B empfängt il^ren^Ajitrieb__von_ d^n beiden_ in entgegengesetztem Sinne sich d^ehenjen Rädern a jond^^^welche, da ihre Geschwindigkeit ve?™" schieden ist, die Getriebe η in Drehbewegung um die Welle B als Mittelpunkt und mit diesen Getrieben auch die Wellen n¹, die Hülse m und, da letztere auf der Welle B aufgekeilt ist, auch diese selbst mitnehmen.

Das Rad α erhält^ seine^Umdrehung von d^fTä1iiJrdh Vittlu^T'

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Zahnrädern b und c, von denen das erstere b mit dem Rad α auf einer Hülse aufgekeilt ist, die lose auf der Welle B sitzt, während das Zahnrad c auf der Triebwelle A aufgekeilt ist. Das R.ad α* empfängt seinen Antrid^giejchialls ,JEQrf_ der Kraftmaschine durcfi ein oder mehrere 'Zahnrä"d'ef~i>^rc^r und eine Schnecke^, die mit einem Schneckenrad d'² in Eingriff steht und durch ein Planrädergetriebe ef in Umdrehung versetzt wird. Die Planscheibe f ist auf einer Welle g aufgekeilt, die ein Zahnrad h trägt, das mit einem weiteren, auf der Triebwelle aufgekeilten Zahnrad i in Eingriff steht. Das Zahnrad b¹ ist auf derselben losen Hülse aufgekeilt wie das Rad d^l.

Das Rad e ist auf der Spindel d^l der Schnecke d längs verschieblich, jedoch durch Feder und Nuth an der selbstthätigen Drehung verhindert. Die Längsverschiebung des Rades e entlang der Schraubenspindel und gegen die Scheibe f wird durch einen Centrifugalregulator R bewirkt, der auf einen mit der Hülse e¹ des Rades, e verbundenen Ring r einwirkt und entweder auf die Triebwelle A oder auf die Welle B, oder schliefslich auch auf eine durch eine äufsere Kraft angetriebene Welle aufgesetzt ist, je nach der besonderen Verwendurigsweise für den Apparat, d. h. je n'achdem man entweder die Geschwindigkeit

der Kraftmaschine oder des von derselben angetriebenen Apparates, oder irgend eines anderen Maschinentheils constant erhalten will.

Bezeichnet man die bezw. Geschwindigkeiten der Räder α und a¹ mit ν und v^l und setzt man der Einfachheit wegen voraus, dafs die Räder des Umlaufrädergetriebes gleich und dafs V die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle B ist, so wird die Beziehung zwischen diesen Geschwindigkeiten der Gleichung entsprechen: V=v-v^l; drehen sich die Räder α und a¹ mit gleicher Geschwindigkeit, aber im umgekehrten Sinne, so wird V= Ό sein, und wenn das Rad a^l feststehend bleibt", wird V = v.

Da sich das Rad e vom Mittelpunkte der Scheibe/ gegen deren Umfang hin verschieben läfst und infolge dessen die Umdrehungen der Schnecke d innerhalb der Geschwindigkeiten von ρ bis zu einem Maximum sich verändern lassen, welches dadurch festgesetzt ist, dafs die Räder α und a¹ die gleichen Geschwindigkeiten haben, so ist leicht einzusehen, dafs die Welle B

alle zwischen ο und — liegenden Geschwindig-

keiten annehmen kann, und zwar werden diese Geschwindigkeiten selbstthätig derart wechseln, dafs die Geschwindigkeit des Regulators i? und infolge dessen auch die Geschwindigkeit der diesen Regulator antreibenden Welle, constant erhalten wird

Wie aus Vorstehendem ersichtlich, kann man in dem beschriebenen Wechselgetriebe das Kegelräderumlaufgetriebe durch ein Stirnräderumlaufgetriebe ersetzen.

In Fig. 3 ist eine derartige Anordnung veranschaulicht, und zwar sind dabei auf der Welle B die Stirnräder aa^l lose aufgesetzt, von denen jedes mit Rädern η in Eingriff steht, die auf einer gemeinschaftlichen Welle aufgekeilt sind. Letztere wird von einem Träger ri² getragen, der mit der auf der Welle B festgekeilten Hülse m aus einem Stück besteht. Die Räder ad¹ werden in der gleichen Weise angetrieben wie die entsprechenden Kegelräder α a^l der vorbeschriebenen Anordnung und dienen dem gleichen Zwecke.

Das beschriebene Wechselgetriebe mit selbstthätigem Geschwindigkeitswechsel ist für zahlreiche Zwecke verwendber, so z. B.:

i. Für Motorwagen.

In diesem Falle wird die Welle A die den Wagen antreibende Triebwelle, die Welle B die die Treibräder in Umdrehung versetzende Welle und der Regulator durch Kegelräder / Z¹ auf der Welle A aufgesetzt sein.

Im Zustande der Ruhe befindet sich das Rad e an der Peripherie der Planscheibe f. Aufser den in der obigen Beschreibung genannten Theilen kann diese Anordnung entweder einen Hebel q (Fig. i) enthalten, der sich gegen einen Bolzen ο anlegt, oder einen Hebel, der sich gegen den Regulator anlegt, derart, dafs man die Regulatorgeschwindigkeit mit der Hand regeln kann, indem man direct auf den Ring r an der Hülse e¹ einwirkt.

Die Wirkungsweise des Apparates wird dann die folgende sein:

Zu Beginn der Fahrt werden sich, da das Rad e sich im unteren Theile seiner Bahn befindet, die Räder α und a¹ mit gleicher Geschwindigkeit drehen, die Welle B bleibt daher in Ruhe. Bei seiner Umdrehung verschiebt der Regulator das Rad e, und die Welle B erhält eine wechselnde Geschwindigkeit, welche gleich ist dem halben Unterschiede der Geschwindigkeiten y und v¹. Diese Geschwindigkeit, auf die Treibräder übertragen, wird stetig weiter wechseln, bis das Rad e im mittleren Theile angelangt ist bezw. der obere Theil der Hülse das Widerlager für den Handhebel erreicht hat. Wenn sich derselben ein Widerstand entgegensetzt, wenn z. B. die Widerstands-

v kraft die Triebkraft um die Geschwindigkeit —

überschreitet, so wird die Kraftmaschine ihren Gang zu verringern bestrebt sein, der Regulator wird das Rad e senken, und das Rad a^l wird sich derart drehen, dafs die Geschwindigkeit der Welle B sich vermindert, bis die Kraftmaschine ihre normale Geschwindigkeit wieder aufgenommen hat, d. h. also bis — wenn η die Anzahl der Umdrehungen der Welle B, R die Widerstandskraft und F die Triebkraft bezeichnet ■— stets F=KnR ist. Das Product aus der Anzahl der Triebwellenutndrehungen in die Widerstandskraft wird stets constant sein, und die Geschwindigkeit wird stets umgekehrt proportional der Widerstandskraft. Die Kraft der Kraftmaschine und ihre Geschwindigkeit bleiben dabei constant und unabhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges.

2. Für den Antrieb dynamo-elektrischer Maschinen durch Kraftmaschinen mit veränderlicher Geschwindigkeit.

Im allgemeinen mufs sich eine Dynamomaschine mit einer constanten Geschwindigkeit drehen, um eine constante Stromspannung bezw. eine gleichmäfsige Lichtstärke zu liefern. Häufig dreht sich die Kraftmaschine, deren man sich bedient, mit wechselnden Geschwindigkeiten, und in diesem Falle kann man das vbrbeschriebene Wechselgetriebe anwenden. Man wird dann den Regulator auf die Welle B aufsetzen und das Rad e wird im Ruhezustand in der Mitte der Planscheibe/ eingestellt. Unter diesen Voraussetzungen wird, welches auch immer die Veränderung in der Antriebsgeschwindigkeit sein möge, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle B augenscheinlich constant bleiben, ebenso wie diejenige der

Claims (2)

Dynamomaschine, welche durch diese Welle angetrieben wird. 3. Für die Regelung der elektromotorischen Kraft. Da die Anzahl der auf dem Netz einer Dynamomaschine brennenden Lampen eine wechselnde ist, so wird in gleicher Weise auch die Stromspannung wechseln und wird durch Regulirung der Geschwindigkeit der die Dynamomaschine antreibenden Welle eine constante Stromspannung erzielt. In diesem Falle wird man gleichfalls das vorbeschriebene Wechselgetriebe anwenden, jedoch unter WTeglassung des Regulators, und man wird das Rad e mittels einer von der Dynamomaschine abgezweigten Spule mit feiner Wicklung bezw. durch ein Relais oder durch einen kleinen, durch eine Spule mit feiner Wicklung in Thätigkeit gesetzten Elektromotor in Umdrehung versetzen. Die die jeweilige Lage des Rades e bestimmende Stromspannung wird infolge dessen die Geschwindigkeit der Dynamomaschine regeln, welche stets so sein wird, dafs die elektromotorische Kraft constant bleibt. 4. Für Hebemaschinen. Das vorliegende Wechselgetriebe kann auch für den Antrieb von Hebemaschinen angewendet werden, besonders für durch Elektricität, und zwar durch Wechselstrom angetriebene. Bei dieser Verwendung gestattet das vorliegende Wechselgetriebe die auf einander folgende Ingangsetzung und Unterbrechung des Wagens, sowie auch die Ingangsetzung unter Belastung. In Fig. 4 ist diese Art der Verwendung veranschaulicht, und zwar bezeichnet A die Triebwelle, mit der, wenn der Antrieb ein elektrischer ist, eine Dynamomaschine M verbunden ist. Die Welle B treibt die Seilscheibe bezw. Seilscheiben an, über die die Seile C hinweggeführt sind, 'die einerseits mit dem Wagen des Hebezeuges, andererseits mit einem Gegengewicht verbunden sind, und zwar erfolgt dieser Antrieb mittels. Schrauben ohne Ende V, die in auf der gleichen Achse wie die Seilscheiben aufgekeilte Schneckenräder eingreifen. Der Regulator schliefslich wird von der Welle A angetrieben. Im Ruhezustande befindet sich dann, wie in Fig. 4 gezeigt, das Rad e an der Peripherie der Planscheibe f. Zur Zeit der Ingangsetzung der Dynamomaschine M bleibt die Welle B unbeweglich, da sich die Räder α und a1 mit der gleichen Geschwindigkeit drehen. Unter der Wirkung der Welle A wirkt. jedoch der Regulator R dann auf den Ring r ein und verschiebt das Rad e gegen die Mitte der Planscheibe / hin. Infolge dieser Verschiebung dreht sich das Rad a1 mit geringerer Geschwindigkeit und infolge dessen wird wieder, die Welle B mit steigender Geschwindigkeit mitgenommen, bis sie ihre Maximalgeschwindigkeit erreicht hat, d. h.' bis zu dem Augenblick, in welchem das Rad a1, da das Rad e sich im Mittelpunkt der Planscheibe f befindet, unbeweglich bleibt. Zur Aufsergangsetzung läfst man eine geeignete Vorrichtung derart auf den Ring einwirken, dafs dieser das Rad e von der Mitte der Planscheibe f entfernt und so das Rad al in eine stetig zunehmende Umdrehung versetzt wird, bis zu dem Augenblick,-in welchem das Rad e seine Ausgangsstellung an der Peripherie der Planscheibe f wieder einnimmt. In diesem Augenblick wird die Welle B, deren Umdrehungsgeschwindigkeit sich vom Beginn der Verschiebung der Rades e vermindert,, vollständig still stehen. Selbstverständlich werden, je nach der Anwendung des Wechselgetriebes und je nach den zu übertragenden Kräften und zu erzielenden Geschwindigkeiten, die Gröfsenverhältnisse der Räder und Getriebe, sowie die Beziehungen derselben zu einander verschieden sein. PatenT-AνSprüche:

1. Wechselgetriebe mit selbsttätigem Geschwindigkeitswechsel, gekennzeichnet durch ein auf der getriebenen Welle -B angeordnetes, aus Stirn- oder Kegelrädern gebildetes Umlaufrädergetriebe α α¹ η, das einerseits fortdauernd durch Zahnräder b c, andererseits veränderlich unter Vermittelung eines entweder selbstthätig oder von Hand verstellten Planrädergetriebes ef und eines durch letzteres in Umdrehung versetzten Schneckengetriebes dd^l von der Triebwelle A aus angetrieben wird.

2. Eine Ausführungsform des durch Anspruch 1 gekennzeichneten Wechselgetriebes, bei der die Geschwindigkeit der Welle -B durch Verschiebung des Planrades e mittels eines von der Kraftmaschine, von der Welle B oder von einem beliebigen Maschinenteil aus angetriebenen Regulators geregelt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.