DE941167C

DE941167C - Selbstregelndes Federgetriebe

Info

Publication number: DE941167C
Application number: DED6077A
Authority: DE
Inventors: Richard Deetjen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-09-24
Filing date: 1950-09-24
Publication date: 1956-04-05

Description

Selbstregelndes Federgetriebe Die Erfindung betrifft ein selbstregelndes Federgetriebe, bei dem die rotierende Bewegung der treibenden Welle in eine hin und her gehende Bewegung umgesetzt und unter Zwischenschaltung eines federnden Gliedes auf ein Klinken- oder Freilaufgesperre übertragen wird, welches die getriebene Welle antreibt. Derartige Getriebe sind bekannt. Sie dienen dazu, bei gleichbleibender Antriebsleistung und gleichbleibender Drehzahl der treibenden Welle die Drehzahl und das Drehmoment der getriebenen Welle so umzuformen, daß sie sich selbsttätig den jeweiligen Betriebsbedingungen anpassen. Bei fallender Drehzahl der getriebenen Welle steigt daher das Drehmoment derselben, und umgekehrt. Das Getriebe kann beispielsweise für Fahrzeuge mit Kraftantrieb, z. B. Automobile, Hebezeuge und andere Maschinen Anwendung finden.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß auf der treibenden Welle ein oder mehrere Nocken angeordnet sind, welche eine hin und her gehende Bewegung eines Gliedes steuern, das unter Zwischenschaltung einer Feder und eines Klinken- oder Freilaufgesperres die getriebene Welle antreibt. Das durch den Nocken gesteuerte, hin und her gehende Glied ist an einem festen Punkt angelenkt, um den es schwingen kann. Der Drehpunkt kann dabei gewählt werden, daß das Glied als einarmiger oder als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. Dieser Hebel kann entweder starr ausgebildet sein, wobei zwischen den Hebel und das Klinken- oder Freilaufgesperre eine Feder geschaltet wird, die beispielsweise als Spiralfeder ausgebildet werden kann, oder es kann der Hebel selbst als federndes Glied ausgebildet sein, beispielsweise die Form einer Blattfeder haben, in welchem Falle das freie Ende des Hebels durch ein starres Gestänge mit dem Klinken- oder Freilaufgesperre verbunden wird.
Fig. I zeigt das Prinzip der bekannten Anordnung. Die mit konstanter Drehzahl in Pfeilrichtung rotierende treibende Welle I trägt eine Kurbel 2, an deren Ende eine Zugfeder 3 befestigt ist. Das andere Ende der Feder 3 ist mit einem hin und her drehbaren Hebel 4 verbunden, der mittels einer Klinke 5 in ein Klinkenrad 6 eingreift, das auf der getriebenen Welle 7 befestigt ist. Durch den hin und her gehenden Hebel 4 wird die getriebene Welle 7 absatzweise in Pfeilrichtung gedreht.
Bewegt die Kurbel sich aus der Stellung α in die Stellung b, so bewegt der Klinkenhebel sich aus der Stellung A in die Stellung B unter der Voraussetzung, daß die getriebene Welle 7 unbelastet ist. Bewegt die Kurbelwelle sich von b nach a, so bewegt der Klinkenhebel sich von B nach A zurück. Der erstgenannte Teil der Bewegung sei als »Hingang«, der letztgenannte als »Rückgang« bezeichnet. Der Hingang ist der Arbeitshub, der Rückgang der Leerhub. Ist die getriebene Welle dagegen belastet, beispielsweise durch einen Bremszaum, so wird beim »Hingang« der Kurbelwelle zunächst die Feder gespannt, ohne daß der Klinkenhebel sich bewegt. Es sei angenommen, daß die Kurbelwelle sich hierbei aus der Stellung a in die Stellung a' bewegt. Bei weiterer Bewegung der Kurbelwelle aus der Stellung a' in die Stellung b wird der Klinkenhebel aus der Stellung A in die Stellung C bewegt. Beim Rückgang wird die Feder zunächst entspannt, ohne daß der Klinkenhebel sich bewegt. Die Kurbelwelle beschreibe hierbei den Weg aus der Stellung b in die Stellung b'. Bei weiterer Bewegung der Kurbelwelle (aus der Stellung b' in die Stellung a) wird der Klinkenhebel aus der Stellung C in die Stellung A zurückgebracht (Leerhub). Während des Spannens der Feder (Kurbelbewegung von a nach a') wird von der treibenden Welle Arbeit geleistet, die in der Feder gespeichert wird. Während des Entspannens der Feder (Kurbelhub von b nach b') wird die in der Feder gespeicherte Arbeit an die Kurbelwelle zurückgegeben und in deren Schwungmasse als lebendige Energie gespeichert. Da während des ganzen Hinganges der treibenden Welle Arbeit geleistet wird, von der der erste Teil in der Feder gespeichert und nur der letzte Teil zur Bewegung der getriebenen Welle verwendet wird, und da die in der Feder gespeicherte Arbeit beim Rückgang wieder an die Kurbelwelle bzw. deren Schwungmasse zurückgegeben wird, steht die beim »Federspannhub« (Kurbelbewegung von a nach a') gespeicherte und auf die Schwungmasse der Kurbelwelle übertragene Arbeit beim nächsten »Bewegungshub« (Kurbelbewegung von a ' nach b) zusätzlich zur Verfügung. Das auf die getriebene Welle ausgeübte Drehmoment wird daher bei gleichzeitiger Verringerung des Drehwinkels der getriebenen Welle vergrößert.
Die hierbei auftretende ruckweise Bewegung der getriebenen Welle kann durch Anordnung mehrerer Kurbeln verringert und durch Zwischenschaltung eines elastischen Gliedes zwischen die Welle 7 und eine Nutzwelle, an der die Kraft angreift, in eine gleichförmige Bewegung verwandelt werden.
In Fig. 2 und 3 der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines selbstregelnden Federgetriebes nach der Erfindung dargestellt, das mit Nocken arbeitet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist auf die treibende Welle I ein Nocken 8 aufgesetzt, der die Bewegung einer Rolle 9 steuert. Die Rolle 9 ist am einen Ende eines zweiarmigen Hebels Io angeordnet, der um den festen Punkt II drehbar ist. Der Hebel Io ist federnd ausgebildet, vorzugsweise in Form einer Blattfeder. Am Ende des Hebels Io befindet sich ein Gelenk I2, das mit einer starren Stange I3 verbunden ist, die mittels eines Gelenkes I4 mit einem Hebel I5 verbunden ist. Der Hebel I5 ist fest mit einem Freilaufring 16 verbunden, der auf die getriebene Welle 7 aufgesetzt und derart ausgebildet ist, daB er die getriebene Welle nur in einer Drehrichtung mitnimmt, sich in der anderen Drehrichtung dagegen leer in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist auf der treibenden Welle i ebenfalls ein Nocken oder Doppelnocken 8 angeordnet, der die Bewegung einer Rolle 9 steuert. Die Rolle 9 ist an einem starren Hebel 17 drehbar gelagert, der um den festen Punkt 18 schwenk bar ist. Im Gegensatz zu Fig. 2 ist hierbei derSchwenkhebel als einarmiger Hebel ausgebildet. Am freien Ende des Hebels 17 befindet sich ein Gelenk i9, das mittels einer starren Stange 2o mit einem Gelenk 21 verbunden ist, das an einem Hebel 22 angreift. Der Hebel 22 ist mit einem konzentrisch auf der getriebenen Welle 7 gelagerten Ring 23 fest verbunden, der das eine Ende einer Spiralfeder 24 trägt. Das andere Ende der Spiralfeder 24 ist mit einem Freilauf-, ring 25 verbunden, der in der gleichen Weise wie der Freilaufring 16 der Fig. 2 die getriebene Welle 7 nur in einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn mitnimmt.
Die Anordnung von Nocken, wie in Fig. 2 und. 3 dargestellt, bringt gegenüber der in Fig. i dargestellten bekannten Anordnung -erhebliche Vorteile mit sich. Bei der Anordnung nach Fig. i entspricht einem bestimmten Kurbelweg bei belasteter Welle 7 stets eine bestimmte Vorspannung der Feder; diese Vorspannung ist proportional der Ausdehnung oder Verlängerung der Feder, wobei die Verlängerung jedoch nicht proportional dem von der Stellung a aus zurückgelegten Kurbelweg ist. Kurz hinter der Stellung a und kurz vor der Stellung b beispielsweise wird die .Änderung der Vorspannung der Feder, bezogen auf die Änderung der Kurbelstellung, gleich Null, in der Nähe der Stellung a' dagegen wird sie am größten. Dies ergibt ungünstige Betriebsverhältnisse, die die praktische Verwendbarkeit dieser Anordnung beeinträchtigen bzw. in Frage stellen. Bei Anordnung eines Nockens dagegen, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, kann dieser Nachteil vermieden werden. Durch entsprechende Formgebung des Nockens läßt sich, wie ohne weiteres einzusehen, je nach Wunsch eine geradlinige oder annähernd geradlinige, oder auch eine beliebige andere Charakteristik erreichen, die im gegebenen Fall die günstigsten Betriebsbedingungen ergibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Selbstregelndes Federgetriebe, bei dem die rotierende Bewegung der treibenden Welle in eine hin und her gehende Bewegung umgesetzt und unter Zwischenschaltung eines federnden Gliedes auf ein Klinken- oder Freilaufgesperre übertragen wird, welches die getriebene Welle antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß auf der treibenden Welle (i) ein oder mehrere Nocken (8) angeordnet sind, welche eine hin und her gehende Bewegung eines Gliedes (io bzw.17) steuern, das unter Zwischenschaltung einer Feder (io bzw. 2q.) und eines Klinken- oder Freilaufgesperres (16 bzw. 25) die getriebene Welle (7) antreibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der treibenden Welle (i) angeordneten Nocken (8) die Bewegung einer Blattfeder (io) steuern, deren freies Ende unter Zwischenschaltung eines Gestänges (13) mit dem Klinken- oder Freilaufgesperre (16) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (io) als einarmiger (Anordnung der Fig. 3) oder zweiarmiger Hebel (Anordnung der Fig. 2) ausgebildet ist. q..
Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der treibenden Welle (i) angeordneten Nocken (8) die Bewegung eines um einen festen Punkt (18) schwenkbaren, starren Gliedes (17) steuern, dessen freies Ende (ig) unter Zwischenschaltung eines Gestänges (2ö) und einer Feder (2q.) mit dem Klinken- oder Freilaufgesperre (25) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß das um einen festen Punkt schwenkbare starre Glied (17) als einarmiger (Anordnung der Fig. 3) oder zweiarmiger Hebel (Anordnung der Fig. 2) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch q oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen das Gestänge (17 und 2o) und das Klinken- oder Freilaufgesperre (25) geschaltete Feder (2q.) als Spiralfeder ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der treibenden Welle (i) mehrere, um gleiche Winkelbeträge gegeneinander versetzte Nocken (8) angeordnet sind, deren zugeordnete Klinken- oder Freilaufgesperre (16 bzw.25) auf die ,gleiche getriebene Welle (7) einwirken. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 379 642, 392 832, 728 561; französische Patentschrift Nr. 573 552.