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Mechanischer Umformer. Die Erfindung betrifft sogenannte mechanische
Umformer, d. h. umlaufende Getriebe, für die Kraftübertragung bei wechselnden Geschwindigkeiten,
von der Art, bei welcher eine Trägheitsmasse so zwischen ein primäres und ein sekundäres
Kraftübertragungsglied zwischengeschaltet ist, daß sie mit konstanter Amplitude,
aber in einem Verhältnis schwingt, das der Differenz zwischen den Geschwindigkeiten
des primären und sekundären Gliedes proportional ist. Getriebe dieser Art sind in
den Patenten 328661 und 331204 des Erfinders beschrieben.
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Um größte Kraftübertragmxngsfähigkeit zu sichern, innere Verluste
zu vermeiden uni-1 Sanftheit und Gleichmäßigkeit des Ganges zu gewährleisten, ist
erfindungsgemäß das Zwischengetriebe zwischen den Einheiten des Trägheitsgliedes
und dem Primärgliede und Sekundärgliede so eingerichtet, daß die Hebelwirkung, die
durch das Primärglied gegen eine Einheitsmasse des Trägheitsgliedes während der
Beschleunigung dieser Einheitsmasse aus- . geübt wird, so nahe als möglich gleich
der Hebelwirkung ist, die durch die Einheitsmasse auf das Primärglied während der
Verzögerung der Masse ausgeübt wird.
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Diese Bedingung ist bei derartigen Umformern mit Zettkurbeln wesentlich
erfüllt, wenn die Zettkurbel unter einem Winkel von der Größenordnung 2o bis 30°
zur Drehungsebene liegt und wenn demgemäß die Masse durch einen Winkel von der Größenordnung
13o bis 1¢0° schwingt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.
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Abb. i ist ein Längsschnitt, Abb.2 ein Querschnitt.
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Es sind hier drei Einheitssätze in aufeinanderfolgender und überlappender
Phase verwendet. Die für ihren Antrieb nötige .dreihubige Zettkurbelwelle könnte
zwar in einem Stück hergestellt werden, es ist aber bequemer und besser, sie zusammenzubauen.
Demgemäß besteht hier jede Zettkurbel aus einem Kurbelzapfen i, der an seinen Enden
Hörner 2 hat, mittels deren er an Scheibenstücken 3 angebracht und angebolzt ist.
Das Scheibenstück am Krafteinleitungsendeist mit einer Primärwelle 4. gekuppelt,
während das Scheibenstück am Kraftableitungsende einen kurzen Wellenstumpf 5 aufweist.
Die zwischenliegenden j Paare von Scheibenstücken 3 bestehen jedes aus einem Stück
mit einer kurzen Verbindungswelle 6.
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Der Zapfen i jeder Kurbel wird von einem Zapfenträger 7 erfaßt, der
aus zwei Hälften zusammengesetzt ist und rechtwinklig zur Achse des Kurbelzapfens
Schildzapfen 8 aufweist, die in Brückenstücke 9 fassen, welche jedes Paar von Schwungrädern
io miteinander verbinden. Diese Teile sind nur bei einer Einheit dargestellt.
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Die Paare von Schwungrädern 1o fassen .die zusammengebaute Zettkurbelwelle
zwischen sich und tragen Schildzapfen i i (Abb. 2), die ihre Lagerung in einem drehbaren
längsgeteilten Gehäuse 12 finden, welches das Sekundärglied bildet. Gehäuse 12 hat
auch Lager für die Zettkurbelwellenteile 5, 6. Seine beiden Hälften sind aneinandergebolzt.
Gehäuse 12 ist am linken Ende mit einer Sekundärwelle 13 gekuppelt, und das Ganze
ist in einem feststehenden längsgeteilten Außengehäuse 14 gelagert. Zettwelle und
Drehgehäuse können sich bei Ausdehnung in der Längsrichtung einstellen; Druckscheiben
15 sind zwischen ihnen nur an einem Ende vorgesehen.
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Seichte Kanäle 16 sind um den inneren Unifang ,des feststehenden Gehäuses
14 angeordnet, und das in ihnen sich sammelnde 01 wird den bewegten Teilen durch
Schaufeln 17 zugeführt, die das 01 durch Öffnungen im Drehgehäuse gießen.
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Die drei Paare miteinander verbundener Schwungräder 1o, :die von .den
drei Kurbelzapfen i angetrieben werden, bilden die drei zur Erzielung des gleichförmigsten
Drehmoments erforderlichen Einheiten. In diesem besonderen Falle liegen die drei
Paare von Schwung
rädern in einer Ebene, und die drei Zapfen i sind
unter 6o° gegeneinander versetzt, um den drei Einheiten aneinander anschließende
und überlappende Wirkungsphasen zu geben. Ersichtlich wird das gleiche Ergebnis
erzielt, wenn die drei Kurbelzapfen in Linie liegen, d. h. in derselben Längsebene,
und wenn dafür die drei Schwungräder mit ihren Achsen um 6o° gegeneinander versetzt
sind. In jedem Falle aber stehen natürlich die Achsen der Schwungräder rechtwinklig
zur Hauptdrehachse und schneiden sie.
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Bei drei so in Aufeinanderfolge angeordneten Trägheitseinheiten ist
praktisch volle Regelmäßigkeit des eingeleiteten und abgeleiteten Drehmoments vorhanden.
In gewissen Fällen aber ('beispielsweise wenn die geringste Sekundärgeschwindigkeit
nicht kleiner ist als .die, bei welcher angemessener Gleichgang durch ein Schwungrad
gewährleistet werden kann) und bei genügender Schwungra@dwirkung auf der Primärseite
können auch bloß zwei oder sogar nur eine Einheit verwendet werden.
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Wie .erläutert, haben die Trägheitseinheiten hier, wie durch die punktierten
Linien i-a, b-b in Abb. i angedeutet, einen Schwingungswinkel von 135', damit die
festgesetzten Bedingungen erfüllt werden, nämlich, daß ider mittlere Keilwinkel
zwischen Odem Primärgliede und einer Trägheitseinheit während :der Beschleunigung
so sehr als möglich gleich dem mittleren Winkel zwischen dieser Einheit und dem
Primärgliede während der Verzögerung wird. Da der wirksame Hub einer Zettkurbel
die Schwingbewegung ider Drehungsebene des Zapfens und nicht der Achse des Zapfens
,ist, so liegen die Kurbelzapfen i unter dem Komplementärwink e1 von .2a1/;° zur
Drehungsebene der Kurbelwelle. Würde statt einer Zettkurbelvorrichtung eine Treibplattenvorrichtung
benutzt, so würde sich, .da der Auflagerpunkt in der Ebene der Treibplatte liegt,
ein Winkel von 771e° ;hinsichtlich der Drehungsebene der Haupt- oder Kurbelwelle
ergeben.
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Die Ausführung mit Zettkurbeln ist gedrängter, gibt günstiger liegende
Lager und vermeidet .den bei einem Treibblock auftretenden ziemlich stanken und
wechselnden Schub in Richtung der Achsen der Schwungräder, .,doch könnte auch ein
Treibblock oder sonstige Vorrichtung benutzt werden. Ein Treibblocktrieb stellt
im wesentlichen -ein kreisförmiges Geleise dar, das unter einem Winkel zur Drehachs.e
liegt. Unterstellt - man nun ein nicht kreisförmiges Geleise, ein Geleise, .das
von der Ebene, in welcher eine Treibplatte oder ehr Treibblock liegt, abweicht,
mit anderen Worten ein Kurvengeleise bzw. eine Kurvenführung; so kann die Bedingung
der gleichen und entgegengesetzten Keilwirkung mit einem von der Größenordnung i35°
abweichenden Schwingungswinkel erzielt werden; die Wirkung hängt hier einfach von
dem Winkel verschiedener Teile der Kurvenführung ab. Statt Zettkurbeln oder Treibblöcke
können auch andere Vorrichtungen, Kurbeln, Lenker, Hebel o. idgl. verwendet werden,
um die erstrebten Resultate mit anderen Anordnungen von Trägheitsgli.edern zu ,erreichen.
Die Erfindung ist also nicht auf die erwähnten Mittel beschränkt.