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Einrichtung zur Begrenzung einer Zahl von Umdrehungen Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Begrenzung einer Zahl von Umdrehungen, insbesondere
für von Hand betätigte Wellen. Sie ist vorzugsweise für Einrichtungen gedacht, bei
denen eine größere Zahl vorn Umdrehungen der Einstellwelle erforderlich ist, um
die durch ein Übersetzungsgetriebe mit ihr verbundene einzustellende Welle um einen
bestimmten Betrag zu verstellen, vor allem,. wenn der durch sie zu verstellende
Gegenstand nur innerhalb bestimmter Grenzen verstellt werden darf. Zu diesem Zweck
ist die Einstellwelle mit einem Zahnrad versehen, das im übersetzungsverhältnisz:
(z+r) mit einem Gegenzahnrad in Eingriff steht, wobei die Zähnezahl groß zu wählen
ist, um einen großen Verstellbereich zu erhalten.
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Die Begrenzung der Drehbewegung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß Anschläge vorgesehen sind, die seitlich einer bestimmten Zahl von Zähnen bzw.
Zahnlücken auf jedem der Räder derart angebracht sind, daß sie eine Weiterdrehung
;nur dann hindern, wenn: beide Anschläge aufeinandertreffen. Um den hierbei entstehenden
Stoß zu dämpfen, ist beispielsweise zwischen Rad und Einstellwelle eine elastische
Kupplung angeordnet, die einen zwischen zwei Kupplungsscheiben .angebrachten zusammendrückbaren
Federring aufweist.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Anzahl der Umdrehungen,
nach denen der Anschlag erfolgen soll, durch überdekken einer bestimmten Anzahl
von Zähnen beider Räder beliebig einstellbar ist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung
des Erfindungsgegenstandes wird dadurch. erreicht, daß durch Überdecken mehrerer
Zähne die Anschläge eine so breite und kräftige Form erhalten, daß die durch den
Anschlag zu übertragenden Kräfte leicht aufgenommen werden. Durch die in besonderer
Weise angeordneten Anschläge ergibt sich ferner der Vorteil, daß im Augenblick des
Anschlages der Normaldruck durch die Achse des Gegenrades geht, wodurch die in Eingriff
stehenden Zähne entlastet werden und daher mit kleinem Modul ausführbar sind.
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Weitere Einzelheiten sollen an Hand der Zeichnung beschrieben werden,
die nur ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsg.e.genstandes darstellt.
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Abb. t zeigt eine allgemeine Anordnung des Erfindungsgegenstandes;
A'bb. 2 stellt :eine zweckmäßige Ausführungsform der Anschläge dar; Abb. 3 ist eine
Darstellung einer stoßdämpfenden Kupplung unter Auseinanderziehung ihrer Teile.
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Aufeine durch ein Handrad zu verstellende Welle r ist ein Zahnrad
2 aufgesetzt, das mit einem auf einer Welle 3 sitzenden Zahnrad 4. in Eingriff steht.
An dem Antriebsrad 2 sowie dem Gegenrad 4. sind Anschläge 5 angebracht und mit dem
betreffenden Zahnrad, beispielsweise durch Schrauben 6 und Paßstifte 7, fest verbunden.
Bezeichnet man bei dem auf der Antriebswelle sitzenden Zahnrad
2
die Zahl der Zähne mit z" und die Zähnezahl des Gegenrades 4 mit z, und macht man
z, = z" j-- i und denkt man sich, wie in Abb. i durch Schraffur angedeutet,
beim Zahnrad z einen Zahn und beim Gegenrad 4. eine durch zwei Zähne gebildete Zahnlücke
als seitlichen Anschlag ausgebildet, so wird bei Umdrehung der Zahnräder im Sinne
des Pfeiles und von einem Anschlag beginnend der andere Anschlag dieses Zahnes gegen
die abgedeckte Lücke nach z, Umdrehung stattfinden, die das Gegenrad 4 gegenüber
dem antreibenden Rad z bei jeder Umdrehung um einen Zahn zurückbleibt. Um für den
Zusammenstoß genügend kräftige Anschläge zu erhalten, sind Anschläge seitlich von
mehreren Zähnen bzw. Zahnlücken auf jedem der Räder angebracht. Durch diese Verbreite,
rung der Anschläge wird auch die Zahl der Umdrehungen verringert, die die Vorrichtung
zuläßt. Durch jede Verbreiterung eines Anschlages um einen Zahn und eine Zahnlücke
wird die Zahl der Umdrehungen um eine vermindert.
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Eine weitere Verminderung der Umdrehungszahl um den geringen Betrag
einer Teldreh-nng tritt ein bei einer Erhöhung der Anschläge über den äußeren Umfang
des Zahnrades hinaus. Durch die Veränderungen an den Anschlägen kann man eine Einstellung
der Drehzahl erreichen.
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Da der abgedeckte Zahn bei entsprechenden Rädern stets bestrebt ist,
wieder in. die zugehörige Lücke des Gegenrades zu gelangen, so wird bei einem Auftreffen
der Anschläge aufeinander stets der Anschlag 5 des treibenden Rades mit einer seiner
Ecken je nach dem Umdrehungssinn gegen die obere Querfläche des Anschlages 5' beim
Gegenrad auftreffen. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß der durch den Anschlag
entstehende Stoß in radialer Richtung, also von der Achse des Gegenrades aufgenommen
wird, wodurch eine Entlastung der beim Zusammentreffen in Eingriff stehenden Zähne
stattfindet und diese daher mit kleinem Modul ausführbar sind, woraus sich auch
bei großer Zähnezahl ein kleiner Durchmesser der Räder ergibt.
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Soll der Verwendungsbereich der Einrichtung bei Anwendung möglichst
gleicher Teile zwecks Verringerung der Lagerhaltung und Verbilligung der Fabrikation
ein großer sein, so lassen sich erfindungsgemäß die Anschläge nach der in Abb. z
dargestellten Weise herstellen und anordnen. In dem gezeichneten Beispiel hat das
antreibende Rad z" = 12,4 und das Gegenrad z, = 125 Zähne. Da es an sich
gleichgültig ist, auf welchem der Räder die Zähne abgedeckt werden, so ist es zweckmäßig,
den Anschlag 5 von einheitlicher Gestalt auszubilden und ihn so breit zu machen,
daß er bei den ebenfalls einheitlichen Rädern im allgemeinen sechs Zähne abdeckt.
Durch Abschleifen einer Ecke 8 entsprechend der Zahnform, was durch eine am Anschlag
vorgesehene Einkerbung oder einen Absatz e bei der Montage stets sauber und leicht
zu bewerkstelligen ist, läßt sich dann die Zahl der abgedeckten Zähne vermindern.
Um anderseits eine Vermehrung der abzudeckenden Zähne vornehmen zu können, wird
für solche Fälle auf dem Gegenrad, auf dem infolge seiner einfacheren und freieren
Lagerung dieses leicht ausführbar ist, außer dem Anschlag 5' ein weiterer Anschlag
5" angebracht. Die Anschläge sind durchweg so gestaltet und so anzuordnen, daß ihre
Kante 9 zum Rade radial verläuft. Hierdurch wird erreicht, daß zunächst beispielsweise
bei Abdeckung von neun Zähnen die Anschläge 5' und 5" unmittelbar nebeneinander
anzubringen sind und durch Abschleifen der Ecken 8 eine Verminderung der zwölf abgedeckten
Zähne auf neun herbeizuführen ist. Soll die Zahl der abgedeckten Zähne größer als
zwölf sein, so läßt sich das durch entsprechendes Auseinanderrücken der Anschläge
erreichen, wie es beispielsweise in der Abb. z dargestellt ist. Die zwischen den
Kanten 9 der beiden Anschläge liegenden Zähne sind ebenfalls als abgedeckt zu betrachten.
Ist eine so große Zähnezahl abzudecken, daß die Anschläge 5' und 5" mit ihren den
Kanten 9 gegenüberliegenden Kanten zusammenstoßen würden, so lassen sich die Anschläge
umdrehen, wie es strichpunktiert angedeutet ist. Die Befestigungslöcher für die
Schrauben 6 und Paßstifte 7 sind zweckmäßig erst bei der Montage zu bohren, doch
können statt dessen auch beliebige andere Befestigungsarten, die gegebenenfalls
auch während des Betriebes verstellbar sein können, Verwendung finden.
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Um den beim Zusammentreffen der Anschläge entstehenden harten Stoß,
der bei Verwendung großer Handräder sehr erheblich sein kann und eine starke Abnutzung
der Anschläge hervorruft, zu dämpfen, ist gemäß Abb: 3 zwischen dem antreibenden
Rad 2 und der Welle i eine elastische Kupplung angeordnet. Die Kupplung kann jedoch
auch an jeder beliebigen anderen Stelle angebracht sein. Das lose auf der Welle
i sitzende Rad a ist mit einem zylindrischen Rand io versehen, der an seinem Umfang
eine Aussparung i i aufweist. Fest mit der Welle i verbunden ist eine ebenfalls
mit einem über den Rand i o passenden Rand 12 versehene Scheibe, wobei der Rand
12 eine der Aussparung ii entsprechende Aussparung 14 besitzt. In dem durch den
Rand io und die Scheibe 13 kapselartig umschlossenen Hohlraum 15 ist eine Ringfeder
16 unterbringbar, die mit ihren
Enden 17 und 18 durch die Öffnungen
i i und 1 4. hindurchragt. Wird jetzt die Welle i in beliebiger Richtung gedreht,
bis beispielsweise der Anschlag 5 auf den Anschlag 5' auftrifft, so wird die Feder
16 an ihren Enden 17 und 18 einerseits durch den Rand io, anderseits durch den Rand
12 zusammengedrü@ckt. Die Feder ist so ausgebildet, daß sie bei vollständiger Zusammendrückungihrer
genau aneinanderpassenden Enden 17 und 18 die Elastizitätsgrenze noch. nicht überschritten
hat, so daß ein Brechen der Feder, wie es bei anderen Kupplungen häufig vorkommt,
ausgeschlossen ist. Der bei dem Begrenzungsanschlag entstehende Stoß wird durch
die Kupplung auf diese Weise vom Handrad ferngehalten. Bei leichter gebauten Verstelleinrichtungen
kann die Kupplung fortbleiben.