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Zwischen eine treibende und eine getriebene Welle geschalteter Energiespeicher.
Bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Energiespeicher, der zwischen eine treibende und eine getriebene Welle zu schalten ist, werden Sehwungmassen benutzt, die mit Hilfe von Hebelketten, Zahnradsätzen od. dgl. an den Wellen, exzentrisch zur Wellenachse, so gelagert werden, dass ihr Rotationsradius sich dem Drehmoment entsprechend einstellt ; die Einstellung der Schwungmassen erfolgt durch einzelne räumlich so voneinander getrennte Glieder, dass sie sich aneinander vorbeibewegen können, so dass also die getriebene der treibenden Welle vorzueilen vermag und dass der durch die Sehwungmassen gebildete Energiespeicher in beiden Richtungen wirksam sein kann. Der Wirkungsbereich kann dabei so begrenzt sein, dass beim Anlaufen die beiden Wellen fest oder schwach nachgiebig miteinander verbunden sind.
In dieser Weise lässt sieh dem Erfindungszweck entsprechend ungewöhnlich grosse Nachgiebigkeit und grosse Energiespeicherung betriebssicher und einfach erreichen, was bei den elastischen Kupplungen bekannter Art nicht der Fall ist.
Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes in den Fig. 1-12 in schematischer Weise dargestellt.
Fig. l zeigt die einfachste Ausführungsfoim. A ist die treibende, B die getriebene Welle. An beiden exzentrisch angeordnet befinden sich die Zapfen C und D, welche durch eine Gliederkette F-G-M' verbunden sind. Wenn für den betreffenden Anwendungsfall das Eigengewicht der Gliederkette nicht ausreicht, so erfolgt eine Beschwerung, wie sie durch das gestrichelt gezeichnete Gewicht M angedeutet ist. Bei sehr grossen Winkelgeschwindigkeiten wird jedoch häufig die natürliche eigene Masse der Verbindungsglieder ausreichen.
Die Wirkungsvorgänge müssen an Hand der zweigliedrigen Kette bzw. des Scharnierhebels nach den Fig. 2 und 3 noch näher dargelegt werden. In Fig. 3 ist schematisch die Stellung der Scharnierhebel F und G gezeichnet, wie sie bei geringer Geschwindigkeit bzw. beim Anfahren eingenommen werden. Dann wirken die Glieder F und G einfach wie eine feste Verbindung zwischen den Zapfen C und D. Wenn die Geschwindigkeit sich erhöht, so bilden F und G einen Winkel (Fig. 2) miteinander, der mit wachsender Geschwindigkeit um so spitzer wird.
Die Zentrifugalkraft K der in den Hebeln aufgespeicherten Masse zerlegt sich in die Peripheriekomponenten E ? und K2. Treten Kraftschwankungen im Antriebsmechanismus oder in der Arbeitsmaschine auf, so ändert sich die Stellung der Hebel F und G automatisch, und
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maschine oder plötzliche Vergrösserung der Antriebskraft bedingt, dass der Winkel zwischen den Hebeln F und G von selbst stumpfer wird und der mittlere Rotationsradius ihrer Massen verringert wird. Dieser Verringerung wirkt die Zentrifugalkraft entgegen. Umgekehrt erhält die Zentrifugalkraft das Übergewicht, sobald das Kräftegleichgewicht in dem Hebelsystem etwa durch Verringerung der Kräfte im Antriebsmechanismus oder in der Arbeitsmaschine gestört wird.
Bei reinem Leerlauf wird der Winkel zwischen F und ss gleich Null. Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der das Hebelsystem als Doppelpaar ausgeführt ist. Dadurch wird erreicht, dass die Zentrifugalkräfte sich nicht auf die Lager übertragen und die Peripheriekräfte als Kräftepaare auftreten.
In Fig. 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem statt der Hebel Zahnräder verwendet sind. Die eine Kupplungshälfte trägt die Zahnsegmente L, L, mit denen die Gewichtshebel M, M verbunden sind. In L, L greift das an der zweiten Kupplungshälfte befestigte Zahnrad N ein. Eine
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grössereAnzahl vonAbänderungen dieser Anordnung ist natürlich möglich. So kann z. B. statt der Aussenverzahnung Innenverzahnung verwendet werden.
Macht man bei der Zahnradkonstruktion den Radius des inneren Zahnrades N klein gegenüber dem Radius von L, so erreicht man damit eine sehr weiche Aufnahme von Stössen und Kraftschwankungen, da dann eine ganze oder mehrere Umdrehungen von N zur Verstellung von M um einen bestimmten Winkel erforderlich sind.
Legt man in dem betreffenden Fall hierauf keinen so grossen Wert, so kann man wiederum die Zahnräder durch einfachere Hebelkonstruktionen ersetzen, wie sie z. B. in Fig. 7 dargestellt ist. Der Schwunghebel M stellt sich auf einen solchen Winkel mit dem durch den Drehpunkt D gezogenen Radius ein, dass die Zentrifugalkraft J mit der Umfangkraft Q im Gleichgewicht ist. Aus der Fig. 7 ist besonders klar zu ersehen, wie die Zentrifugalkraft als federndes Zwischenglied in die Arbeitsvorgänge eingreift.
Fig. 8 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Fig. 7, wobei gleichzeitig ein Gelenk dadurch erspart wird, dass der Zapfen C in einem Längsschlitz gleiten kann.
Fig. 9 und 10 zeigen in Schnitt und Stirnansicht eine weitere Ausbildung. Auf der Welle B sitzen Radialarme mit Schlitzen Z ; auf der Welle A sitzen die Arme C, die durch Lenker C'mit den Gewichten M verbunden sind.
Zweckmässig wird diese Ausführung, um eckende Beanspruchungen zu verhindern, so durchgebildet, wie sie in Fig. 11 in einem Schnitt gezeigt ist. Die Arme auf der Welle B sind dabei zu einem Gehäuse Z'umgebildet, in dessen beiden Stirnseiten die radialen Schlitze Z angebracht sind. Auf der Welle A sitzen innerhalb des Gehäuses die in der Figur verkürzt ersichtlichen Arme C, die durch Lenker C' mit den Gewichten M verbunden sind ; die letzteren gleiten mit beiderseitigen Zapfen M'in den Schlitzen Z, so dass ein Ecken bei ihrer Bewegung verhindert ist.
Fig. 12 zeigt schematisch die Wirkung, die bei Einrichtungen gemäss Fig. 9-11 auftritt. Die Figur zeigt nur die obere Hälfte der Einrichtung gemäss Fig. 10.
Wie die letztere Figur erkennen lässt, ist jeder Schlitz Z so lang ausgebildet, dass bei der gezeichneten
Stellung der Fig. 10 der Zapfen M'des Gewichtes M weder aussen noch innen das Ende des Schlitzes Z erreicht, sondern eine Mittelstellung einnimmt. Gleichgültig in welcher Stellung die Teile beim Anfahren stehen, werden immer, da anfangs eine Schleuderkraft auf die Gewichte M noch nicht wirkt, die Teile in die Stellung nach Fig. 10 übergehen, in der die unmittelbar auf die Gewichte wirkenden Lenker C' senkrecht oder annähernd senkrecht zu den Schlitzen Z, also zu den Gleitbahnen der Gewichte M oder ihrer Zapfen M'stehen.
Beim Übergang aus irgendeiner Anfangsstellung in die Stellung der Fig. 10 wird von den Zapfen M'beim Entlanggleiten an den Walzen der Schlitze Z Reibungsarbeit geleistet, die darauf hinwirkt, dass dieser Stellungswechsel der Zapfen M'nicht plötzlich, sondern allmählich vor sich geht, so dass das Anfahren stosslos erfolgt.
Fig. 12 verdeutlicht schematisch den Vorgang, wenn angenommen wird, dass das Gewicht M in dem Schlitz Z von einer Stellung St'in die Stellung St"übergeht. Die durch den ursprünglich im
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ponente a und b, wovon die kleinere Komponente b auf die Verschiebung des Gewichtes M nach der Stelle St"hinwirkt. Je kleiner der Winkel cx dabei wird, um so grösser wird das Verhältnis a woraus sich die selbsttätige Abbremsung der Stösse beim Anfahren ohne weiteres erklärt.
Es ist naturgemäss nicht Bedingung, dass die als Gleitbahn dienenden Schlitze Z genau radial verlaufen, ebenso brauchen sie nicht unbedingt geradlinig zu verlaufen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Zwischen eine treibende und eine getriebene Welle geschalteter Energiespeicher, dadurch gekenn- zeichnet, dass sich der Rotationsradius der um die Wellenachse schwingbaren Schwungmassen (AI) dem Betriebsdrehmoment entsprechend mit Hilfe von Hebelketten, Zahnradsätzen od. dgl. einstellt, deren einzelne Glieder räumlich so voneinander getrennt sind, dass sie sich aneinander vorbeibewegen und in beiden Richtungen wirksam sein können.