DE165370C - - Google Patents

Description

H' hat,

«Bin^e jfötjfc <W dam
fite- ^fcM

KAISERLICHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine im nachstehenden als »Differentialschwungrad« bezeichnete Einrichtung, welche die zyklischen Schwankungen der Geschwindigkeit einer Maschinen- oder anderen ungleichmäßig bewegten Welle auszugleichen sucht, ehe sie auf einen mit gleichförmiger oder doch so gleichmäßigen Geschwindigkeit als nur möglich anzutreibenden Teil übertragen wird.

ίο Mit dieser Einrichtung werden die Schwankungen in der Geschwindigkeit des getriebenen Teiles auf einen geringen Bruchteil jener der treibenden Maschinenwelle herabgemindert oder mit anderen Worten, die Wirkung des neuen Schwungrades ist eine größere, als sie mit einem gewöhnlichen, mit der gleichen Durchschnittsgeschwindigkeit umlaufenden Schwungrad gleichen Gewichtes erreichbar ist.

ao Die vervielfältigende Wirkung ist abhängig von der Masse oder, genauer gesagt, vom Trägheitsmoment der drei Hauptteile der Einrichtung.

Das Differentialschwungrad besteht im wesentlichen aus einem Epizykloidenrädersatz, einer Anzahl von Federn, welche zwei Teile dieses Epizykloidenrädersatzes verbinden, und erheblichen ■ Massen, welche an geeignete Stellen verteilt sind.

Der Epizykloidenrädersatz ist vorzugsweise so gebaut, daß ein oder mehrere Planetenräder auf Zapfen drehbar in einer Scheibe gelagert sind und mit einem mittleren und einem ringförmigen äußeren gezahnten Rad in Eingriff stehen.

Die beste Anordnung ist die, nach welcher die vorerwähnte Scheibe des Getriebes auf der Kurbelwelle der Maschine und das mittlere gezahnte Rad des Getriebes auf der Riemscheibe oder der gleichmäßig anzutreibenden Welle starr befestigt ist, während der äußere gezahnte Ring des Getriebes durch Federn mit Auslegern der treibenden Scheibe verbunden ist.

Fig. ι und 2 der Zeichnung veranschauliehen eine beispielsweise Ausführungsform des Schwungrades, wie es für eine mit einer Dynamomaschine unmittelbar zu kuppelnde Antriebsmaschine geeignet ist, während Fig. 3 eine vorzugsweise für Kraftfahrzeuge bestimmte Ausführungsform zur Darstellung bringt.

Nach der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist der eine wesentliche Teil, eine massige Scheibe A, auf der Kurbelwelle der Maschine in der üblichen Art befestigt und trägt die Zapfen p, auf welchen die Planetenräder η sich drehen. Der zweite wesentliche (in Fig. 1 nicht dargestellte), ebenfalls eine massige Scheibe bildende Teil B ist auf der Dynamomaschinenwelle befestigt und trägt das mittlere gezahnte Rad B¹ des Planetengetriebes. Den dritten Hauptteil bildet ein ringförmiges, innen verzahntes Rad C, innerhalb dessen die Planetenräder η sich abrollen können. Die beiden Teile A

und C sind miteinander durch eine Anzahl Zugfedern S verbunden.

Um die größte Schwungradwirkung zu erzielen, ist das Verhältnis der Teilkreisdurchmesser des inneren Rades und des äußeren Ringes so groß als möglich zu wählen; ebenso soll das Trägheitsmoment der Teile A und B möglichst groß sein, während das Trägheitsmoment des Teiles C so klein als

ίο möglich gewählt werden soll, übereinstimmend mit den allgemeinen Bedingungen hinsichtlich Abmessungen und Gewichtes des Differentialschwungrades.

Jeder der Zapfen ρ der Planetenräder η ist an beiden Enden gestützt; zu diesem Zwecke besitzt der Teil A einzelne vorspringende Brücken A₁ , welche ihn mit einem Ring A₂ verbinden. Die Teile A₁ A₁ und A₂ sind als einziges Gußstück hergestellt. Die Planetenräder η werden in den Zwischenräumen zwischen den Brücken gelagert.

Die Wirkungsweise des Differentialschwungrades läßt sich wie folgt erklären:

Wenn der Widerstand überwunden ist und dieser und das treibende Drehmoment der Maschine sind beide als gleichförmig vorausgesetzt, so wird keinerlei gegenseitige Bewegung der drei Hauptteile während des gleichmäßigen Ganges der Maschine eintreten.

Sobald aber dies nicht mehr der Fall ist, werden die Federn aus ihrer radialen, in Fig. ι der Zeichnung dargestellten Richtung gebracht; dieses Drehmoment wird vom Teile A auf die Zapfen ρ der Planetenräder η übertragen, und die letzteren drücken dementsprechend auf das mittlere Rad B₁ und das ringförmige Rad C. In Fig. I ist der Radius des Ringrades C 2,2 mal so groß als jener vom B₁ gewählt, infolgedessen wird das vorwärtstreibende Drehmoment An C 2,2 fach das Moment auf B₁ bezw. die getriebene Welle übertragen.

Das Ringrad C wird deshalb voreilen, bis der entgegenwirkende Zug der Federn das vortreibende Drehmoment ausgleicht.

Beim Arbeitshub, und zwar insbesondere beim Explosionshub bei einer Gas- oder Petroleummaschine mit einfachem Zylinder ist aber das durchschnittliche Drehmoment auf der Kurbelwelle wesentlich größer als der durchnittlich zu überwindende Widerstand an B₁ oder der anzutreibenden Welle und sie kann das zwei- bis -dreifache des durchschnittlichen Widerstandes betragen. Diese übermäßige Drehwirkung auf die Kurbelwelle beim Explosionshub ist hierdurch teilweise ausgenutzt, um die Geschwindigkeit des Teiles A zu erhöhen, während der verbleibende Teil die Erhöhung der Geschwindigkeit der Teile B und C bewirken soll, und zwar verteilt auf die Teile B und C im Verhältnis von 1 zu 2,2. Infolgedessen wird nur ein ganz kleiner Teil dieses verbleibenden überschüssigen Drehmomentes für die Erhöhung der Geschwindigkeit der anzutreibenden Welle zur Wirkung kommen.

Das Ringrad C wird daher etwas rascher angetrieben als der Teil A, wodurch die Federn eine weitere Streckung erleiden. Da bei raschlaufenden Maschinen aber die Zeit, während welcher diese Wirkungen eintreten, nur einen Bruchteil einer Sekunde ausmacht, wird die relative Verschiebung des Teiles C in bezug auf A sehr klein, und zwar kleiner als ein Grad sein, wenn die Maschine mit voller Geschwindigkeit läuft.

Während des Verdichtungshubes tritt die oben angeführte Wirkung in umgekehrtem Sinne ein.

Die Federn sind somit nur zu einem geringen Spiel gezwungen, und die gezahnten Räder des Getriebes werden daher nur über einen kleinen Winkel hin- und herschwingen.

Fig. 3 zeigt eine besonders für Kraftfahrzeuge bestimmte Ausführungsform des Schwungrades. In diesem Falle wird das Schwungrad gleichzeitig zur Bewegungsübertragung benutzt, weshalb der angetriebene Teil B mit der Bewegungsübertragungsscheibe P fest verbunden ist.' Letzteres sitzt samt dem Teil B auf einer Hülse B₁, welche lose den nabenförmigen Teil der Scheibe A umschließt.

Die Hauptteile A und B sind in diesem Falle aus Stahlscheiben d gebildet, die am äußeren Umfang einen von ihnen umschlossenen oder sonst geeignet befestigten schweren Ring r tragen. Diese Bauart erlaubt, die größten Massen nahe dem Umfange anzuordnen, und sie ist sicherer bei Anwendung hoher Geschwindigkeiten, als wenn sie bloß aus Gußeisen hergestellt wird.

Die Wirkungsweise des Schwungrades ist die gleiche wie vorbeschrieben, braucht daher nicht wiederholt zu werden.

Claims (2)

1. Pate nt-An Sprüche:

   i. Schwungrad, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei umlaufenden massigen Teilen (A und B) der eine (A) auf der treibenden, der andere (B) auf der angetriebenen Welle festsitzt, und daß beide durch einen Umlaufrädersatz gekuppelt sind, dessen die Zwischenräder umschließendes Ringrad mit dem auf der treibenden Welle sitzenden umlaufenden Teile (A) durch radial gestellte Zugfedern (S) verbunden ist, so daß nur ein ganz geringer Teil von den Schwankungen der

   Umdrehungsgeschwindigkeit der treibenden Welle auf die anzutreibende Welle übertragen wird.
2. 2. Ausführungsform des Schwungrades nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Teile. (A) die Umlaufsräder (n) und der andere Teil (B) das zugehörige mittlere Zahnrad (B₁) trägt, auf dem die Umlaufräder abrollen können, während ein dritter Teil (C), der mit dem ersten Teil (A) durch radial gestellte Zugfedern (S) elastisch verbunden ist, die Umlauf räder so umgibt, daß sie auch in ihm sich abwälzen können mit der Wirkung, die Schwankungen der Geschwindigkeit der treibenden Welle aufzunehmen, ehe sie die Bewegung der angetriebenen Welle beeinflussen können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.