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Getriebe, insbesondere Hebelgetriebe, mit selbsttätigem Übersetzungswechsel.
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Hebelgetriebe, dessen Übersetzung beim Einsetzen oder Ändern des Arbeitsdrucks durch Lösen einer nachgiebigen Verbindung zwischen Über. setzungsgliedern selbsttätig wechselt, wobei die Übersetzungsglieder zuerst gekuppelt, dann getrennt sind. Bei bekannten Getrieben dieser Art, wie beispielsweise dem nach Patent Nr. 94060, hat die nachgiebige Verbindung eine durch Gewichts-oder Federbelastung hervorgebracht Vorspannung. Zu ihrem Lösen ist also eine gewisse Spannung im Getriebe erforderlich, unter der das Verbindungsglied seine Form ändert. Diese einem Zusammenknicken, Abreissen oder Zusammenbrechen gleichkommende Form- änderung geht ruckweise vor sich und kann wegen der hiebei im Getriebe vorhandenen Kräfte von stossartigen Erschütterungen begleitet sein.
Zum Unterschiede davon ist nach der Erfindung die beim Übersetzungswechsel nachgebende Verbindung zwischen den Übersetzungsgliedern von solcher Beschaffenheit, dass sie im wesentlichen beim Richtungswechsel der darauf einwirkenden Kraft, also bei deren Nullwerden, nachgibt. Die Verbindung ist beim Lösen im Gegensatze zu bekannten Anordnungen im wesentlichen spannungslos und der Übersetzungswechsel im Getriebe vollzieht sich praktisch stossfrei. Dieser Umstand ist besonders günstig, wenn das Getriebe eine stetig veränderliche Kraft übertragen soll, z. B. wenn es für eine regelbare Bremse dient.
Mit den bekannten Einrichtungen kann man entweder nur im Bereich der einen Übersetzung regeln (wobei die zweite Übersetzung etwa nur zur Sicherheitsbremsung dient und nur in besonderen Fällen ausgelöst wird), oder man hat beim Übersetzungswechsel einen Sprung in Regelvorgang, eine plötzliche Kraftänderung, in Kauf zu nehmen. Bei der Einrichtung nach der Erfindung dagegen kann der Regelvorgang lückenlos von einem Übersetzungsbereich in den andern erstreckt werden, was bei den bekannten Einrichtungen, auch bei jener nach Patent Nr. 94060, nicht möglich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht wiedergegeben. Als Übersetzungsgetriebe dient ein Hebelgetriebe, das hier die von einem Fallgewicht 2 ausgeübte Kraft auf eine Bremse 4 zu übertragen hat. Damit der Leergang der Bremse mit grösserer Geschwindigkeit vor sich geht, ist für diesen eine kleine Übersetzung von ungefähr 1 : 1 vorgesehen, wobei sich das ganze Getriebe um den im Raume feststehenden Drehpunkt 8 bewegt. Nach dem Anlegen der Bremsbacke soll die kleine Übersetzung durch eine grosse ersetzt werden.
Hierzu wird die vor dem Übersetzungswechsel aufrechte Verbindung zwischen den beiden das Getriebe bildenden Hebeln 3 und 7 gelöst und der Hebel 7 durch einen untergeschobenen Keil 11 festgestellt, während sich der Hebel 3 um einen neuen Drehpunkt 10 mit grosser Übersetzung weiterdreht, bis die dem vollen Bremsdrucke entsprechende elastische Formänderung des Bremswerkes erreicht ist. Die Einrichtung entspricht so, wie sie bisher beschrieben wurde, jener nach dem Patent Nr. 94060. Dort ist als nachgiebige Verbindung zwischen den Hebeln 3 und 7 ein Knickgelenk 5,6 eingeschaltet, das zu seiner Formänderung eine gewisse Kraft erfordert, deren Betrag durch das Belastungsgewicht 9 bestimmt ist. Es hat sich nun gezeigt, dass durch eine an geeigneter Stelle angreifende Hilfskraft 17 das Knickgelenk entlastet werden und auf kleinere Auslösekräfte eingestellt werden kann.
Nach der Erfindung kann das Knickgelenk als solches ganz entfallen und durch einen einfachen, nur einseitig wirkenden Anschlag ersetzt werden. Es ist daher in der Zeichnung nur gestrichelt dargestellt. Die nachgiebige Verbindung besteht somit bei dem Ausführungsbeispiel nicht aus dem Kniegelenk, sondern aus einer Zugstange 18, die mittels einer Nase 19 an einem Zapfen 20
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Anschlag 19 miteinander gekuppelt. Die Hilfskraft wird durch eine Feder 17 hervorgebracht, die an dem freien Ende des Hebels 7 angreift. Jeder der beiden Hebel hat somit einen besonderen Antrieb.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende : Beim Auslösen des Fallgewichtes 2 durch Freigabe des Hubkolbens 21 wird das Hebelgetriebe zunächst zur Drehung um den Punkt 8 frei- gegeben. Die Hebel 3 und 7 bleiben bis zum Übersetzungswechsel miteinander gekuppelt, da die Feder 17 so bemessen ist, dass der von ihr beschleunigte Hebel 7 dem vom Gewicht 2 angetriebenen Hebel 3 vor- zueilen trachtet und die Zugstange 18 unter Spannung erhält. Setzt nach vollendetem Leergang des
Getriebes der Arbeitsdruck an der Bremsfläche ein, so hindert die im Gelenk 10 entstehende Reaktion die Weiterbewegung des Hebels 7. Dieser stützt sich nunmehr auf den mittels des Gestänges 13, 14, 15 nachgeführten Keil 11 und scheidet aus dem weiteren Bewegungsvorgang aus.
Es bewegt sich hierauf der Hebel 3 unter dem Einfluss des Gewichtes 2 allein weiter. Der Anschlag 19 steht dieser Bewegung nicht entgegen und die Verbindung zwischen beiden Hebeln wird selbsttätig und ohne Stoss gelöst.
Der Zugstange 18 mit den Anschlägen 19, 20 ist in bezug auf die beschriebene Wirkung äquivalent ein mit den Enden an den Stellen 8 und 20 befestigtes Seil oder eine ebensolche Kette.
An Stelle der Zugstange 18 kann auch eine druckfeste Verbindung treten, wenn die Lage der
Hebel 3 und 7 gegeneinander umgekehrt wird, so dass sich der letztere oberhalb des Hebels 3 befindet.
In beiden Fällen handelt es sich nur darum, die gegenseitige Lage der Übersetzungsglieder 3 und 7 vor dem Übersetzungswechsel durch die äusseren Kräfte 2 und 17 im Verein mit den Trägheitskräften im
Getriebe aufrechtzuerhalten, so dass die Verbindung 18, 19, 20 unter Spannung steht. Da man als
Antrieb für die grosse Übersetzung eine Gewichtskraft bevorzugt, wird man für den Hilfsantrieb 17 am besten eine Kraft wählen, die grössere Beschleunigungen als die Schwerebeschleunigung hervorzubringen vermag, also nicht eine Massenkraft wie das Gewicht 2, sondern etwa eine Federkraft oder die Kraft eines Druekflüssigkeitsantriebes oder elektrischen Antriebes.
Grundsätzlich lässt sich allerdings auch mit einem entsprechend grossen Gewicht an Stelle der Feder 17 die erforderliche Drehbeschleunigung in bezug auf den Punkt 8 erreichen, doch wird die Einrichtung dadurch schwer.
Ein wichtiger Bestandteil der beschriebenen Einrichtung ist die Feststellvorrichtung 11 für den
Hebel 7 und den von ihm getragenen Drehpunkt 10 für die grosse Übersetzung. Der während des Leer- ganges vorgeschobene Keil 11 soll während des Öffnens der Bremse 4 wieder zurückgezogen werden.
Nun eignet sich für die Steuerung der Vorschubbewegung sehr gut der Punkt 10. Dieser bleibt aber, wenn die Bremse mittels des Hubkolbens 21 gelüftet wird, in Ruhe ; der Keil 11 ist durch den Reibung- schluss unter dem Hebel 7 festgeklemmt, es kann also unter ungünstigen Verhältnissen das Zurückziehen des Keils nicht ohne weiteres erfolgen. Es wird daher die Rüekbewegung von einem andern Punkte abgeleitet, u. zw. nach dem Ausführungsbeispiel von dem Endpunkt 23 des-Hebels 3. Die Druckstange 22 umgreift den Zapfen 23 mit einem Langloch und wird während der Schlussbewegung nicht beeinflusst.
Beim Öffnen dagegen wird die Bewegung des Zapfens 23 durch sie auf das Gestänge 14, 15 übertragen, wodurch der Keil 11 rasch aus seiner Sperrlage gezogen wird. Das hiedurch frei gewordene Getriebe wird durch-den Kolben 21 in seine Ausgangsstellung bewegt. Der Anschlag 19 wird durch den aufwärts bewegten Zapfen 20 erfasst und die Verbindung des Hebels 3 mit dem Drehpunkt 8 wieder hergestellt.
Beide Hebel drehen sich-nun um diesen Punkt, wobei die Feder 17 für den nächsten Arbeitsgang gespannt wird. Trotz der anscheinenden-Gelenkigkeit ist in dem beschriebenen Getriebe jede Bewegung genau bestimmt, da die Drehpunkte jeweils eindeutig festliegen. Es wirkt keiner der Hebel als Differentialhebel, sondern stets als einfacher zweiarmiger Hebel mit bestimmtem Drehpunkt. Das Getriebe muss übrigens nicht als Hebelgetriebe ausgeführt sein, sondern kann auch die Form eines mechanisch gleichwertigen
Umlaufgetriebes haben.
- PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Getriebe, insbesondere Hebelgetriebe, mit selbsttätigem Übersetzungswechsel bei Einsetzen oder Ändern des Arbeitsdruckes unter Lösen der Verbindung-zwischen zuerst gekuppelten, dann getrennten Übersetzungsgliedem, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen diesen Übersetzungsgliedern von solcher Beschaffenheit ist, dass sie im wesentlichen beim Richtungswechsel (also bei Nullwerden) der darauf einwirkenden Kraft nachgibt, indem sie z. B. aus einem nur einseitig wirkenden (nur druck- festen oder nur zugfesten) Kraftübertragungsorgan besteht, so dass sich der Übersetzungsweehsel im
Getriebe praktisch stossfrei vollzieht.