DE939602C - Vorrichtung zur kontinuierlichen Regelung von Geschwindigkeiten - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur kontinuierlichen Regelung von Geschwindigkeiten Die üblichen, kontinuierlich wirkenden Geschwindigkeitsregler oder Übertragungseinrichtungen, in denen die Übertragung der Geschwindigkeit einer treibenden Welle oder eines Rades auf eine getriebene Welle durch in, ihrer Lage zu den Triebscheiben veränderliche Reibungsglieder erfolgt, die eine Änderung des Verhältnisses der treibenden zur getriebenen Welle ermöglichen, benötigen zur Erzeugung der für die Übertragung erforderlichen Reibung einen verhältnismäßig sehr hohen Kraftverbrauch.
• Diesen Nachteil vermeidet die den Gegenstand der Erfindung bildende Vorrichtung, die gleichzeitig die Möglichkeit bietet, mit geringem Kraftbedarf einen raschen und zuverlässigen Wechsel des Verhältnisses von einer maximalen auf eine minimale Geschwindigkeit und umgekehrt herbeizuführen und in der die Normallage (Gleichgewichtslage) der die Kraftübertragung bewirkenden Teile ebenfalls mit geringem Kraftaufwand nach der einen oder der anderen Richtung hin verändert werden kann.
• Die neue Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei voneinander unabhängigen, aber einander gegenüberliegenden Scheiben mit im Querschnitt segmentförmigen Laufbahnen, deren eine auf der treibenden und die andere auf der zu dieser koaxialen, getriebenen Welle so befestigt ist, daß die Laufbahnen beider Scheiben in der Mittelstellung der Vorrichtung gemeinsam einen nur durch ihre gegenseitige Entfernung unterbrochenen Kreis bilden. Innerhalb dieses so gebildeten Kreises befindet sich als Übertragungsglied eine Laufscheibe, deren Winkellage innerhalb des Kreises veränderlich ist. Diese Laufscheibe ist an dem freien Arm eines bügelförmigen Trägers, der in einem festen Teil des Gestelles drehbar und längs verschieblich gelagert ist, derart schwingbar aufgehängt, daß ihre Schwingachse einen Winkel mit der durch den Drehzapfen des Bügels gehenden Achse bildet, und der ständig konstant gehalten wird, welche Winkellage die Laufscheibe zwischen den beiden Triebscheiben auch immer einnehmen mag. Durch eine Feder od. dgl. werden die beiden Triebscheiben bei jeder Winkellage der die Kraftübertragung bewirkenden Laufscheibe über diese Laufscheibe ständig im Eingriff miteinander gehalten.
• In den Zeichnungen ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es ist Abb. I ein Längsschnitt durch die Mitte der Vorrichtung; Abb. 2 veranschaulicht die die Übertragung bewirkende Laufscheibe im Schnitt und den dazugehörigen bügelförmigen Träger in Ansicht; Abb. 3 ist ein Schnitt nach Linie A-A der Abb. 2; Abb. 4 zeigt die Laufscheibe bei Stillstand der Vorrichtung; Abb. 5 ist der dazugehörige Längsschnitt nach Linie B-B der Abb. 4, während Abb. 6 einen Querschnitt nach Linie C-C der Abb. 5 darstellt; Abb. 7 veranschaulicht die Vorrichtung im Stillstand mit um seinen Lagerzapfen ausgeschwungenem bügelförmigem Träger; Abb. 8 zeigt den senkrechten Schnitt dazu .nach Linie D-D der Abb. 7; Abb. 9 ist ein Schnitt nach Linie E-E der Abb. 8; Abb. Io veranschaulicht die Vorrichtung in der Bewegung unter Veränderung der Lage der Laufscheibe; Abb. II stellt eine Seitenansicht des Übertragungskörpers in der Stellung nach Abb. Io dar; Abb. 12 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Linie G- G der Abb. II ; Abb. 13 ist die schaubildliche, teilweise geschnittene Darstellung der Laufscheibe und ihres bügelförmigen Trägers.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus der treibenden Scheibe I und der getriebenen Scheibe 2, von denen die erste mit der Welle 3 drehbar und die zweite auf der von dieser zwar unabhängigen, aber mit ihr koaxial gelagerten Welle 4 längs verschieblich aufgekeilt ist. Anstatt auf getrennten Wellen können die Scheiben auch auf derselben Welle, jedoch unabhängig voneinander, angeordnet sein.
• Die beiden Triebscheiben I und: 2 sind innerhalb ihres Umfanges mit im Querschnitt kreissegmentförmigen Laufbahnen 5 versehen, die zusammen einen durch den Abstand der Seheiben voneinander unterbrochenen Kreis bilden. -Die Laufbahn der getriebenen Scheibe 2 ist an ihrem äußeren Umfang bei 6 für den Durchtritt eines oder mehrerer bügelförmiger Arme oder Träger 7 abgesetzt. Dieser Träger 7 ist an seinem freien Ende mit einem als Halter für die Laufscheibe 8 dienenden Arm 13 ausgebildet, deren Mittelpunkt 9 mit dem des Kreises 5-5 zusammenfällt. (Abb. I).
• Die Laufscheibe 8 (Abb. 2, 3 und I3) besteht aus einem äußeren, konisch ausgebildeten Ring Io, dessen Durchmesser dem des Kreises 5-5 entspricht. Dieser Ring Io läuft auf einem Kugellager II, dessen innerer Laufring eine Kappe I2 umschließt, die mittels eines Stiftes 14 an dem Tragarm 13 des Bügels 7 angelenkt ist, und die einen rechtwinklig zu dem Stift 14 verlaufenden Schlitz I5 aufweist, in den der Arm 13 hineinragt.
• Der bügelförmige Träger 7 ist an seinem äußeren, abgekröpften Ende mit einem Lagerzapfen I6 versehen, der in einer Bohrung der ortsfesten Wandung I7 drehbar und längs verschieblich gelagert ist. Die Gesamtanordnung ist so getroffen, daß sich die durch den Bolzen 14 hindurchgehende Achse I8 mit der durch den Zapfen I6 gehenden Achse I9 in dem gemeinsamen Mittelpunkt 9 des Kreises 5-5 und der Laufrad-Mittelebene schneidet, wobei der von den Achsen I8 und I9 gebildete Winkel B erhalten wird (Abb. 5 und 13).
• Auf der Welle 4 befindet sich ein durch die Schraube 22 befestigter Bund 21, der als Widerlager für die zwischen ihm und der getriebenen Scheibe 2, vorgesehene Feder 2o dient, welche den Zweck hat, die Scheibe 2 gegen die Laufscheibe 8 und damit in Richtung der Scheibe I zu drücken, wobei sich die Achse I6 des Lagerbügels 7 in der Bohrung I7 zu verschieben vermag. Auf diese Weise wird der Reibungsschluß zwischen den Teilen I, 2 und 8 unter konstant bleibendem Druck aufrechterhalten: Die Übertragung der Drehung der Antriebsscheibe I, beispielsweise eines Motors, auf die getriebene Scheibe 2 erfolgt in folgender Weise: Von der sich drehenden Scheibe I wird die Laufscheibe 8 durch die infolge der Drehung entstehende Reibung gleichfalls in Umdrehung versetzt und überträgt diese, ebenfalls durch Reibung, auf die zu treibende Scheibe 2, und zwar in der dem Drehsinn -der Scheibe i entgegengesetzten Richtung. Es ist verständlich, @daß hierbei sich das Verhältnis. der Geschwindigkeit der Scheibe 2 -zu. dem der Antriebsgeschwindigkeit der Scheibe z in dem Maße ändert, als sich der von der Achse ig mit der Mittelebene ider Laufscheibe 8 gebildete Winkel a vergrößert oder verringert.
• Damit nun die Übertragung der Drehbewegungen richtig erfolgen kann, ist es erforderlich., daß die Laufscheibe 8 eine Lage einnimmt, in der ihre Mittelebene zu der um die geometrische Achse 23 der Scheiben i und 2 kreisförmigen Bahn:9' eine Tangente im Punkt 9 bildet (Abb. 1, 5 und 6).
• Unr die Lage der. Laufscheibe 8 und damit den Winkel a ändern zu können, muß der Tragbügel 7 um seinen Lagerzapfen 16 gedreht werden. Diese Verdrehung bewirkt, daß die Mittelebene der Laufscheibe 8 die Tangentenberührung mit dem Kreis 9' im Punkt 9 zunächst verliert und unter Einwirkung der rotierenden Scheibe I vorübergehend eine schiefe Lage einnimmt, bis sie, durch die Kappe 12 veranlaßt, um den Bolzen 14 schwingt und dadurch in eine neue Lagegelangt, in der ihre Mittelebene wiederum den Kreis 9' im Punkt 9 tangiert (Alb. I, 4, Io, 11 und I2). Dies ist die einzige Lage der Laufscheibe, in welcher die Übertragung der Geschwindigkeit im gleichen Verhältnis möglich ist (Gleichgewichtslage). Sie wird automatisch durch die Laufscheibe 8 erzielt, wenn eine äußere Beeinflussung den Tragbügel 7 um seinen Zapfen 16 zu drehen sucht.
• Das Verhältnis der Umdrehungsgeschwindigkeiten ergibt sich aus der Anordnung der verschiedenen Rotationskörper zueinander. Jeder Lage des Tragbügels 7 entspricht eine bestimmte Lage der Laufscheibe 8 für eine bestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebsscheibe I. Die Amplituden der die verschiedenen Werte des Übertragungsverhältnisses bestimmenden Schwingungen der Laufscheibe 8 sind abhängig von dem Maß der Verstellung des Bügels 7, und sie werden beeinflußt von dem Winkel ß, den die Verlängerung des Bolzens 14 mit der Achse I9 des Tragbügels bildet.
• Zur Verdrehung des Tragbügels 7 um seinen Zapfen 16 ist nur ein sehr geringer Kraftaufwand erforderlich. Dies trifft auch für die Außerbetriebslage der Vorrichtung zu, da in diesem Falle die Laufscheibe 8 ohne Widerstand zu finden sich nur um ihre beiden einander gegenüberliegenden Berührungspunkte mit den Scheiben I und 2 (Abb. 7, 8, 9) zu drehen braucht. Sobald dann die Antriebsscheibe zu laufen beginnt, stellt sich die Scheibe 8 sofort in ihre entsprechende Gleichgewichtslage ein (Alb. Io, II und 12).
• Es ist klar, daß, wenn die Maschine sich in Bewegung befindet und den Verstellbügel 7 dreht, die Laufscheibe 8 sich sofort in ihre Gleichgewichtslage einstellt.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur kontinuierlichen Regelung bzw. Übertragung von Geschwindigkeiten bei hohem Übersetzungsverhältnis unter geringem Kraftaufwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Bewegung von dem treibenden Teil (I) auf den getriebenen Teil (2) durch zwei Profilflächen erfolgt, die zusammen eine kreisförmige Laufbahn für einen den gleichen Durchmesser aufweisenden Übertragungskörper (8) bilden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Drehbewegung durch eine Laufscheibe (8) od. dgl. erfolgt, deren Mittelpunkt (9) eine ortsfeste _ Lage im Raum einnimmt, während die in Berührung mit den Triebscheiben (1, 2) stehende Mittelebene der Laufscheibe (8) um eine zur Drehachse (23) der Triebscheiben rechtwinklig gelagerte Achse (14) zu schwingen vermag, zum Zweck, das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der treibenden und der getriebenen Scheibe (I bzw. 2) verändern zu können.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingung der Mittelebene der Laufscheibe (8) durch einfaches Drehen des Laufscheiben-Tragkörpers (7) um eine parallel zur Drehachse (23) der Triebscheiben (1, 2) gelagerte Achse (I9) erfolgt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch I bis 3, insbesondere Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verbindung der Laufscheibe (8) mit ihrem Tragkörper (7) durch einen Bolzen od. dgl. (14), welcher zur Schwingachse (16) des Tragkörpers (7) derart geneigt ist, daß sich die Laufscheibe zwecks Übertragung der Drehbewegung in die erforderliche Gleichgewichtslage einzustellen vermag.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerung der Laufscheiben-Mittelebene aus einer Lage in die andere zum Zweck der Veränderung des Geschwindigkeitsverhältnisses ohne Reibungswiderstand an den Triebscheiben (I, 2) dadurch erzielt wird, daß diese die Verlagerung in eine neue Übertragungsebene durch Druck herbeiführen, sobald eine Verstellung des Tragkörpers (7) in eine neue Winkellage erfolgt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Übertragungsverhältnisses bei stillstehender als auch bei laufender Maschine ohne besonderen Kraftaufwand durch Drehen des Laufscheibenträgers (7) um die Berührungspunkte der Laufscheibe (8) mit dem kreisförmigen Querschnitt der in den Triebscheiben (1, 2) vorgesehenen Kurvenbahnen (5-5) erfolgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufscheibe (8) innerhalb der im Querschnitt kreisförmigen Kurvenbahn,, (5-5) der Triebscheiben (1, 2) an einem bügelförmigen. Tragkörper (7) gelagert ist, dessen einer Arm (13) durch einen Gelenkbolzen oder Stift (14) mit einer Kappe (12) der Laufscheibe (8) verbunden ist, und die Kappe (12) einen Schlitz (15) aufweist, welcher der Laufscheibe eine freie Schwingbewegung an dem Trägerarm (13) zwecks Einnahme ihrer jeweiligen Betriebslage ermöglicht. B. Vorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (16) des bügelförmigen Tragkörpers (7) der Laufscheibe (8) in seinem Lager sowohl drehbar als auch längs verschieblich angeordnet ist. g. Vorrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, d@aß die Laufscheibe (8) zur weiteren Herabsetzung der Reibung aus einem dli.e in den Triebscheiben vorgesehenen Kurvenbahnen (5-5) nur punktmäßig berührenden, konisch geformten Ring (io) besteht, der die Gelenkkappe (I2) für den Tragarm (I3) des Tragkörpers (7) unter Zwischenschaltung eines Kugellagers umschließt. Io. Vorrichtung nach Anspruch I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der rotierenden Teile eine derartige ist, daß ihre Mittelachsen oder deren Verlängerungen sich in einem gemeinsamen Punkt, nämlich dem Mittelpunkt (9) des durch die Kurvenbannen (5-5) im Querschnitt gebildeten Kreises, treffen.