Hubscheibe zur Überführung einer hin- und hergehenden in eine drehende Bewegung und herfahren zur Herstellung derselben. Die Erfindung betrifft eine Hubscheibe zur Überführung einer hin- und hergehenden in eine drehende Bewegung mittelst auf den Scheibenrändern laufender Rollenpaare, die unter Verschiebung parallel zu sich selbst die hin- und hergehende Bewegung ausführen, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Hubscheibe.
Zweck der Erfindung ist, die Laufflächen der Hubscheibe derart auszubilden, dass Klemmungen zwischen dieser und den Rollen vermieden werden und die Rollen ständig mit den Laufflächen in Berührung bleiben.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die beiderseitigen Laufflächen der Hubscheibe bei gegebenem Hub jene Flächen sind, welche bei feststehend gedachter Hub scheibe und falls die Rollenpaare an dersel ben laufen würden, die zwischen den Rollen liegenden Grenzflächen der Rollenbahnen bilden.
Solche Hubscheiben können gemäss der Erfindung derart hergestellt werden, dass die um ihre Laufachse in Drehung versetzte Hubscheibenrohform an den Laufflächentei len von einem bei einer vollen Umdrehung der Scheibe in Richtung des Hubes des fertigen Getriebes und mit dessen zur Scheibendre hung passenden Hubgeschwindigkeiten hin- und hergeführten rotierenden Werkzeuge be arbeitet wird, dessen Schneiden von der Werkzeugdrehachse einen Abstand gleich dem Rollenradius besitzen. In der Zeichnung ist der Erfindungs- gegenstand beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Hubscheibe mit einem Paar von Laufrollen in Seitenansicht; Fig. 2 zeigt die Scheibe in Ansicht parallel zu ihrer Lauf achse; Fig. 3 zeigt die Umfläche der Hub scheibe samt einzelnen Stellungen der Rollen in die Ebene ausgebreitet, wobei etwas mehr als der halbe Umfang .der Scheibe berücksich tigt ist; Fig. 4 zeigt in Ansicht eine Vorrich tung zur Herstellung dieser Hubscheibe. Die Hubscheibe 1 ist mittelst Nabe 2 auf der Welle 3 aufgekeilt und schliesst mit dieser im Mittel einen Winkel von 45 ein.
Die dem gemäss ovale Hubscheibe greift ohne Spiel mit ihrem Rand zwischen zwei bei unveränder lichem Abstand parallel zur Laufachse der Hubscheibe verschiebbar gelagerte Rollen 4, 5. Werden die Rollen zum Beispiel durch einen Kolben hin- und herbewegt, so drücken sie je nach ihrer Bewegungsrichtung auf eine der beiden Laufflächen 6, 6', die eingerollte schiefe Ebenen darstellen, und zwingen somit die Hubscheibe zum Ausweichen, also zu einer drehenden Bewegung. Die Laufflächen 6, 6' für die Rollen setzen sich wie weiter un ten näher ausgeführt wird, aus verzerrten Schraubenflächen zusammen, die Umfläche 7 der Hubscheibe ist zweckmässig zylindrisch geformt.
Die Ausgestaltung der Laufflächen kann am besten im Zusammenhang mit dem Grundgedanken des Herstellungsverfahrens erläutert werden. Hierzu wird die Annahme gemacht, dass die Hubscheibe feststeht und die Rollen an ihr laufen. In der aus Fig. 3 er sichtlichen Abwicklung der Umfläche der Hubscheibe bedeuten die Kurven 8, 9, die in die Ebene ausgebreiteten Kanten der Lauf flächen 6, 6'. Die Kurven 8, 9 werden von Kreisen berührt, welche Querschnitten der Rollen entsprechen. Zur Auffindung der Kur ven 8, 9 ist wie folgt vorzugehen.
Unter der Annahme, dass die Rollen an der festen Scheibe laufen, müssen die Rollen 4, 5 nach Zurücklegung ihres halben Um laufweges in: die Stellungen 4', 5' gelangen (Fig. 1 und 3), wodurch mit Rücksicht auf die Umkehr der Hubbewegung die zwei be- züglichen Endstellungen der Rollenpaare ge geben sind. Um für die Zwischenstellungen der Rollen die Mittelpunkte derselben in der Bahnabwicklung zu erhalten, ist der von einem Punkte der Achse jeder der beiden Rol len 4, 5 während des Umlaufes beschriebene Weg, der in der Richtung der Rollenachse gesehen als Kreis mit einem Durchmesser gleich dem Hube erscheint, in die Fig. 1 um gelegt (Kreise 10, 11).
Teilt man diese Kreis linien und,den Abstand der Verbindungsgera den 12, 13 der Rollenachsen in den beiden Endstellungen gemäss Fig. 3 in gleich viele Teile, so erhält man durch Projektion Zwi schenstellungen der Rollenachsen in der ab gewickelten Darstellung. Zeichnet man nun die die Kreise der Fig. 3 umhüllenden Kur- ven 8, 9, so bilden die diesen entsprechenden Raumkurven Leitlinien für verzerrte Schrau benflächen, deren Erzeugende die Laufachse der Hubscheibe rechtwinklig schneiden.
Die Erzeugenden vollführen hierbei entsprechend einem Umlauf der Rollen wie bei jeder Schraubenfläche eine Drehung um 860 , kehren jedoch im Verlaufe der zweiten halben Drehung bei sanftem Übergang in die Aus gangsstellung zurück, da die Leitlinie ja eine in sich geschlossene Bahn besitzt.
Diese ver- zerrten Schraubenflächen umhüllen den gan zen Umlaufsweg der Rollen, das heisst bilden die zwischen den Rollen liegenden Grenzflä- chen der Rollenbahnen und ergeben somit die für die Rollen erforderlichen Laufflächen, gleichgültig, ob, wie bei,der obigen Annahme, die Rollen an ,der festen Scheibe laufen oder die Scheibe zwischen den verschiebbar gela gerten Rollenpaaren hindurchgedreht wird.
Zur praktischen Herstellung solcher ge nau entsprechenden Laufflächen kann bei spielsweise eine nach Fig. 4 ausgestaltete Drehbank benützt werden. Die zu bearbei tende Hubscheibenrohform ist mit ihrer Welle 3 zwischen Reitstock und Spindelstock eingespannt. Auf d4er Zugspindel 14 ist ein Ke gelrad 15 fest angeordnet, das in ein mit einem Kurbelzapfen 16 versehenes, im Drehbankbett gelagertes Kegelrad 17 eingreift.
Der Zapfen 16 greift in einen Schlitz 19 des Supportes 18, auf dem der Werkzeugträger 20 mit einem gesondert angetriebenen, drehenden Werkzeug 21 befestigt ist, dessen Schneiden von ihrer Drehachse einen Abstand gleich dem Radius der Rollen besitzen, für welche die zu erzeugende Lauffläche bestimmt ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Welle 3 und dem Kegelrade 17 ist so gewählt, dass beide gleich viele Umdrehungen machen, also auf jede Umdrehung der Welle 3 ein Hin- und Hergang des Werkzeuges 21 er folgt.
Auf diese Weise wird die beim Laufen der Rolle auf der fertigen Hubscheibe erfol gende Relativbewegung zwischen beiden Tei len vollständig nachgeahmt, so .dass das Werk zeug die erforderlichen verzerrten Schrauben flächen am Rande der Scheibe anarbeitet. Die Anarbeitung der beiden Laufflächen der Hub scheibe kann zweckmässig getrennt erfolgen.
Wie aus Fig. 3 erkennbar, besitzt die Hubscheibe nach der Fertigstellung ungleiche Stärke am Rande. Die Kanten bezw. Kurven S, J sind in den Umkehrpunkten (Hubenden) am weitesten voneinander entfernt und rücken in der Hubmitte nahe aneinander.
Bei der Form der Laufflächen gemäss der Erfindung sind Klemmungen der Hubscheibe beim Durchgang durch die Rollen unbedingt ausgeschlossen. Überdies bleiben beide Rollen ausgeschlossen. Überdies bleiben beide Rollen mit den Lauflächen in ständiger Berührung, so dass Verschwenkungen der Achsen der Rol len nicht stattfinden können. Bei zweck Verwendung der Hubscheibe gemäss der Erfindung bei Verbrennungskraftmaschi- nen ist daher eine Sicherung der Kolben ge gen Verdrehung nicht erforderlich.