DE67557C - Federkraftmaschine - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Federkraftmaschine.

In den die Erfindung erläuterten Zeichnungen ist die Erfindung als mit einer Nähmaschine verbunden dargestellt. Fig. 1 stellt im Aufrifs die Rückseite einer 'Nähmaschine mit einem Theile des Tisches und die Maschine dar, welch letztere theilweise im senkrechten Schnitt durch die Mittelachse der Feder verbildlicht ist. Fig. 2 ist ein Querschnitt des Tisches und eine Ansicht der Maschine, von der linken Seite der Fig. 1 gesehen, und veranschaulicht die Art der Verbindung der Maschine mit der Nähmaschine, während Fig. 3 den zum beliebigen Regeln der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine dienenden Fufstritt in der Ansicht darstellt und Fig. 4 und 4 a vergröfserte: Ansichten der Vorrichtungen zum Verhindern der Bewegung der Maschine sind. Fig. 5 stellt die Maschine im Aufrifs von der in Bezug^ auf die Schnittansicht (Fig. 2) entgegengesetzten Seite gesehen dar, und zwar zum Theil im Schnitt nach 5, Fig. 6 und 8, wobei ein Theil der Maschine gebrochen gezeigt ist, um die im Innern des Maschinengehäuses angebrachten Getriebe zum Aufziehen der Feder und eine das zufällige Zurückschnellen der letzteren verhindernde Bremsvorrichtung ef-' sichtlich zumachen. Fig. 6 stellt einen Grundrifs der Äufziehgetriebe und der das Zurückschnellen verhindernden Bremsvorrichtung dar, wobei das Gehäuse im Schnitt nach 6", Fig. 5, gezeigt ist. Aufserdem sind hier der in Fig. 5 im senkrechten Schnitt gezeigte Theil im Grundrifs, ■ die Kurbel und der herabhängende Lagerarm dagegen im Schnitt nach 6 bezw..6', Fig. 5, verbildlicht. Fig. 7 ist eine! Schnittansicht des Gehäuses nach 7, Fig. 6, und zeigt in der Endansicht die Bremsvorrichtung zum Verhindern des zufälligen Zurückschnellens der Feder, sowie die seitliche Anordnung dieser Vorrichtung zu den Aufwindegetrieben, während Fig. 8 ein Schnitt nach 8, Fig. 5, ist. Fig. 9 ist eine schematisch gehaltene Schnittansicht nach 9, Fig. 1, und zeigt die Planetengetriebe, welche die Kraft der Feder zunächst übertragen. Der Trieb der Scheibe, welche das zweite Paar Planetengetriebe trägt, ist hier im Schnitt dargestellt. Ferner ist hier auch ein Theil der das Aufziehen und Nachlassen der Feder begrenzenden Vorrichtung verbildlicht. Fig. 10 ist ein ebenfalls schematisch gehaltener Schnitt nach 10, Fig. 1, und zeigt das zweite Paar Planetengetriebe, sowie im Schnitt den Trieb des den Antrieb für die Kurbelwelle bildenden Zahnräderwerkes. Fig. 11 stellt eine Ansicht des ersten Paares Planetengetriebe und der das Aufziehen und Nachlassen der Feder begrenzenden Vorrichtung dar. Fig. 12 ist eine Schnittansicht nach 12 und Fig. 13 eine Ansicht des durch den Pfeil 13, Fig. 11, angedeuteten Theiles, in der durch diesen Pfeil bezeichneten Richtung gesehen, während Fig. 14 eine .Schnittansicht eines Theils von Fig. 11 nach 14 darstellt und die Anbringung der Feder verbildlicht. Fig. 15 ist eine Seitenansicht des die Kurbelwelle treibenden Stirnrades und veranschaulicht die Rückseite des

daneben befindlichen konischen Getriebes zum Aufziehen der Feder, sowie die Vorrichtung, durch welche eine übermäfsige Schnelligkeit der Bewegung selbstthätig verhindert wird. Fig. 16 veranschaulicht das in Fig. 15 gezeigte Stirnrad von oben auf dessen Rand gesehen, sowie im waagrechten Schnitt nach 16, Fig. 15, das konische Getriebe und den Umrifs der Rückseite des letzteren, mit welchem der Regulator in reibende Berührung tritt.

Während in der beiliegenden Zeichnung die nachstehend zu beschreibende Vorrichtung als mit dem Schnurrade C der mit Kopf A und Tisch B in gewöhnlicher Weise ausgestatteten Nähmaschine verbunden dargestellt ist, beschränkt sich die Erfindung keineswegs auf diese Construction und Anordnung, ebensowenig wie auch im Besonderen nur auf den Antrieb von Nähmaschinen. Es können vielmehr viele andere Arten von Maschinen mit der Maschine betrieben werden, ebenso kann es in manchen Fällen zweckmäfsig erscheinen, die Federmaschine mit der Nähmaschine durch einen Treibriemen, statt durch eine Lenkstange, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, zu verbinden. Im vorliegenden Falle verbindet die Lenkstange C¹, Fig. ι und 2, die Kurbel c der Schnurradwelle mit der Kurbelscheibe D durch das einerseits mit der Lenkstange und andererseits mit der Kurbelscheibe beweglich verbundene Gelenk JD¹. Der einerseits an die Lenkstange C angelenkte Arm C² bietet letzterer einen Hebelpunkt und ermöglicht es der Kurbel c, ihre Todtpunktstellungen zu überwinden. Die Scheibe JD ist am einen Ende einer Welle D² befestigt, an deren anderem Ende der Trieb JD³ sitzt, welcher, ebenso wie auch das ganze übrige in Nachstehendem beschriebene Triebwerk am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, soweit nicht auf andere Figuren besonders Bezug genommen wird.

Das mit dem Triebe D³ in Eingriff befindliche Stirnrad E, sowie die die Drehzapfen f und g der Planetenräder F¹ bezw. G¹ tragenden Scheiben F und G sitzen lose auf der später zu beschreibenden Aufzieh welle ΖΛ Die auf den Zapfen g drehbaren Planetenräder G¹ befinden sich mit den zweckmäfsig an das Gehäuse if angeformten inneren Zähnen G² und mit dem Triebe F² der Scheibe F, Fig. 1 und 9, in Eingriff, während die auf den Zapfen f der Scheibe F sich drehenden Planetenräder F^ mit den inneren Zähnen F³ des Gehäuses und mit dem Triebe E^l des Stirnrades E, Fig. 1 und ι ο, in Eingriff treten. Demnach wird die Kurbelwelle durch ein Planeten- und Stirnräderwerk von der Scheibe G aus angetrieben.

Die Verbundschraubenfeder K ist mit ihrem einen Ende an der Scheibe G und mit dem anderen an der Scheibe L befestigt, und zwar zweckmäfsig in der in Fig. 11 und 14 veranschaulichten" Weise, derart, dafs die umgebogenen Federenden durch einen Schlitz in der betreffenden Scheibe hindurchtreten, um dessen Rand sie herumgebogen sind.

Die Feder K besteht aus mehreren Wickelungen K¹ K? K^z und K\ deren Anzahl den jeweiligen Erfordernissen angepafst ist und deren Zweck darin besteht, eine gröfsere Elasticität zu erzielen, als dies mit einer einfachen auf Torsionswirkung berechneten Feder von gegebener Länge und Stärke möglich ist. Die verschiedenen Wickelungen bestehen aus Draht, dessen Nummer zu seiner Länge in geeignetem Verhältnifs steht, so dafs die Grenze der Elasticität in Bezug auf Torsion bei jeder Wickelung dieselbe ist, wobei natürlich die Grenze der Elasticität der ganzen Feder derjenigen ihrer sämmtlichen Wickelungen und die Kraft der Feder der gesammten Kraft aller Wickelungen entspricht.

Die Scheibe G ist auf die Muffe G³, Fig. 1 und 12, aufgeschraubt, welch letztere lose auf der Welle L¹ sitzt und zweckmäfsig nur so lang ist, dafs sie der Scheibe einen ausreichenden Halt bietet. Es empfiehlt sich auch, auf der ganzen Länge der Welle zwischen den Scheiben G und L derartige lose sitzende Muffen G⁶ anzubringen, welche aus kurzen Rohrstücken bestehen können und den Zweck haben, der Feder als bewegliche Unterlagen zu dienen, von denen jede die Neigung hat, sich der verschiedenartigen Drehgeschwindigkeit der Feder an deren inneren Auflagestellen auf der ganzen Länge anzupassen. Im übrigen findet bei der Feder keine in Betracht kommende Reibung sonst statt. Ein auf der Welle L¹ angebrachter Ring G⁴ hält die Muffen zusammen und dient zugleich in Verbindung mit dem Rade G⁵ dazu, um das Aufdrehen und Nachlassen der Feder K zu begrenzen. Ein an dem Ringe G⁴ hervorstehender Zapfen g^l gelangt bei jeder Umdrehung mit einem der Zapfen g"² des Rades G⁵ in Eingriff, an dessen Rande sich mehrere runde Aussparungen g^B von gleichem Radius, wie der des Ringes G⁴, und von gleicher Anzahl, wie die der Zapfen g·², befinden. Der Ring C⁴ ist, wie in Fig. 11 und 13 gezeigt, an seinem Umfange mit einer Aussparung g·⁴ versehen, welche die zwischen den einzelnen Aussparungen g^% befindlichen spitzen Erhöhungen vorbeigehen läfst, Jedesmal vor Vollendung einer ganzen Umdrehung trifft der Arm g^b des Rades G⁵ gegen den Anschlag g⁶ des Ringes G⁴ und verhindert ein weiteres Aufziehen oder Nachlassen der Feder in der betreffenden Richtung.

Da die Feder K an den Scheiben G und L befestigt ist, so kommt ihre wirksame Kraft auf die Scheibe G zur Wirkung, während die Scheibe L, wie weiter unten beschrieben, zum

Aufziehen der Feder und dazu dient, um die angesammelte Spannung zu erhalten. Die Befestigung der Scheibe L an der Welle L¹ geschieht zweckmäfsig durch Aufschrauben und durch eine Keilsicherung, wie in Fig. ι gezeigt, während nahe am anderen Ende der Welle L¹ das konische Getriebe M auf dieselbe aufgekeilt ist und an der seitlichen Welle ''N¹, Fig. 5 bis 7, der Trieb N befestigt ist. Das andere Ende der Welle N¹ ist vorn am Maschinentische in dem herabhängenden Arme O gelagert, an dessen Vorderseite sich ein cylindrischer, zu der Welle excentrischer Theil O¹ befindet, welcher von der inneren cylindrischen Flächej?¹ der auf der Welle sitzenden Scheibe P umschlossen wird.

. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, wird beim Drehen der Scheibe P in der Richtung des Pfeiles ρ die Feder aufgezogen. Wird das Aufziehen unterbrochen, so wird die Scheibe P dadurch in ihrer Lage gehalten und ein Zurückdrehen derselben verhindert, dafs der bogenförmige Keil Q. zwischen der excentrischen cylindrischen Fläche des Theiles O * und der inneren cylindrischen Fläche ρ¹ eine Reibung ausübt, indem die Feder Q.¹ den Keil nach derjenigen Richtung drückt, wo der Zwischenraum zwischen dem Theile O¹ und der Fläche p¹ sich verengt. Um den Folgen eines etwaigen zufälligen Versagens der auf diese Weise eingerichteten Frictionskuppelung vorzubeugen, ist an den zum Aufziehen der Feder dienenden Getrieben MN eine Sicherheitsbremse R, Fig. 5 und 7, vorgesehen. Dieselbe besteht aus einem an der Nabe des Zahnrades M drehbar angebrachten Arme, welcher durch die Schraubenfeder R^l gegen die mittelst Zapfens r, Fig. 5, an der Nabe befestigte und sich mit dieser drehende Scheibe i?² gedrückt wird. Indem sich das Zahnrad vorwärts oder nach oben bewegt, nimmt es die Bremse R infolge der durch ihre Berührung mit der Scheibe R² verursachten Reibung so weit mit, bis die Bremse durch ihre Berührung mit dem Gehäusedeckel H¹ angehalten wird. Bewegt sich das Zahnrad dagegen nach unten oder zurück, so wird die Bremse R mit ihrer unteren Kante durch die reibende Berührung in die Zähne des Triebes N hineingeführt, welcher durch' seine Rückwärtsdrehung der Bremse eine seitliche Bewegung ertheilt und ihre obere Kante, wie in Fig. 7 punktirt angedeutet ist, in die Zähne des Zahnrades M hineinbringt und dadurch diese Räder feststellt, so dafs die Feder nicht weiter zurückschnellen kann. Durch eine Vorwärtsbewegung der Getriebe wird die Bremse dann wieder freigegeben und unter der Einwirkung der Feder R ^! und der reibenden Berührung der Bremse R mit der Scheibe i?² wieder in ihre gewöhnliche Lage zurückgebracht.

Auf der Nabe der Scheibe P sitzt eine mit flantschartiger Erweiterung versehene Muffe S, an welcher ein excentrischer cylindrischer Theil S von der inneren cylindrischen Fläche p³ der Scheibe P umschlossen wird, wobei diese letztere Fläche und der excentrische cylindrische Theil mit einem dieselben berührenden curvenförmigen Keile nebst Feder ζ)², beide ihrer Anordnung und Wirkung nach dem vorbeschriebenen Keile Q nebst Feder Q ^l entsprechend, versehen sind. Seitlich zu dem. Flantsch der Muffe S ist an letzterer ein rechtwinklig zu ihrer Achse vorlaufendes Loch t vorgesehen, durch welches die Kurbel T hindurchgesteckt ist, die darin mittelst der Stellschraube T¹ in jeder beliebigen Länge eingestellt werden kann. Die die Muffe und die Aufziehwelle verbindende Reibungskuppelung ermöglicht es, die Kurbel entweder als solche oder als vor- und rückwärts zu bewegenden Hebel zum Aufziehen der Feder zu benutzen.

Die Bewegungsgeschwindigkeit der Kurbelscheibe D und der angetriebenen Maschine wird durch den Druck des Reibungsbremshebels V, Fig. ι und 2, gegen die Kurbelscheibe geregelt, indem der betreffende Druck durch den nahe am Boden beweglich gelagerten Fufstritt W, Fig. 3, ausgeübt wird, welch letzterer mit dem Hebel V durch die lose durch ein Loch im freien Ende dieses Hebels und durch ein Loch im Ansatz d der Lagerbüchse D ⁵ hindurchtretende Stange VF¹ verbunden ist. Die Stange W¹ und der Hebel V sind durch eine ziemlich starke Feder W'², Fig. 1 und 2, mit einander verbunden, während der Bremshebel V, so lange er nicht gebraucht wird, durch die einerseits gegen die untere Seite des Bremshebels Fandrückende schwächereFederF¹ in einiger Entfernung von der Scheibe D gehalten wird. Nachdem man den Bremshebel so fest gegen die Scheibe gedrückt hat, dafs die Maschine zum Stillstand kommt, kann er dadurch in dieser Lage festgestellt werden, dafs man die Feder W'² so weit zusammendrückt, bis die Vertiefung n>, Fig. 4 und 4 a, Stange W¹ in senkrechtem Sinne mit dem Hebel W³ zusammenfällt. Etwas oberhalb der Vertiefung n> ist die Stange W¹ mit einer Abflachung jj/¹, Fig. 4 und 4 a, versehen, während am Hebel W³ zwischen den Vorsprüngen w"² und w³ eine Einkerbung vorgesehen ist, die der Stange gestattet, ein wenig herabzufallen und sich an dem durch die Abflachung w¹ gebildeten Absatze zu halten. Nunmehr kann der Hebel W³ nicht mehr zurückgedreht werden, ehe nicht zuvor die Stange W³ ein wenig gehoben worden ist. Es ist auf diese Weise ein zufälliges Auslösen des Reibungshebels unmöglich gemacht.

Um einer übermäfsig grofsen Bewegungs-,geschwindigkeit vorzubeugen, wie solche etwa

durch zufälliges Entfernen der der Feder entgegenwirkenden Widerstände hervorgerufen werden könnte, ist an der Seite des Rades E ein Arm Z, Fig. ι 5 und 16, drehbar angebracht; derselbe ist seiner Form und Anordnung nach so eingerichtet, dafs er unten dem Einflufs der Centrifugalkraft nach aufsen geschleudert und so mit der abgeschrägten hinteren Seite des Getriebes M in Berührung gebracht werden kann, welch letzteres immer entweder stillsteht oder sich zu dem Getriebe E in entgegengesetzter Richtung dreht. Das Gewicht des Armes Z und die Stärke der Feder Z¹ sind zu einander derart bemessen, dafs letztere den Arm bei gewöhnlicher Geschwindigkeit der Bewegung in der durch die punktirten Linien Z^ angedeuteten Stellung hält, denselben aber bei einer Drehbewegung von gröfserer Geschwindigkeit unter dem Einflufs der Centrifugalkraft in die in Fig. 15 gezeigte Stellung gehen läfst, bei welcher die Fläche Ζ^Ά mit der Abschrägung Zⁱ auf der Rückseite des Zahnrades M in Berührung gebracht und, da der Drehpunkt des Hebels dem Drehungsmittelpunkte näher liegt als der Berührungspunkt auf der Fläche Z⁴, gegen die schräge Fläche Z* mit einer Kraft angedrückt wird, die zu dem einem Gleiten entgegenwirkenden Widerstände der Fläche und zu dem Winkel des Armes in einem bestimmten Verhältnifs steht, so dafs die Geschwindigkeit der Bewegung mit der nöthigen Genauigkeit geregelt werden kann. Die Drehungsrichtung des Rades E ist in Fig. 15 durch den Pfeil Z angedeutet. Selbstredend ist es nicht nöthig, dafs das mit der Fläche Z* versehene Organ ein Zahnrad ist.

Als die zweckmäfsigste Ausführungsform für das Gestell zur Aufnahme der nicht in dem Gehäuse HH¹ untergebrachten Theile der Vorrichtung ist ein Rohr L², Fig. 1, anzusehen, welches das Hängelager L³ für die Welle L¹ mit dem Gehäuse H verbindet, ferner ein Rohr D, Fig. 1, welches die Lagerbüchse D⁵ der Kurbelwelle D² mit dem Gehäuse H verbindet, und das den Lagerarm O der Welle N¹ mit dem Gehäusedeckel //verbindende Rohr O², Fig. 2, 5 und 6, welches in die betreifenden Theile eingeschraubt ist. Das Gehäuse sowie die Hängearme können an der angetriebenen Maschine in jeder beliebigen zweckentsprechenden Weise angebracht sein, statt, wie im vorliegenden Falle, an den hölzernen Tisch einer Nähmaschine angeschraubt zu sein.

Claims (5)

Patent-Anspruch: Eine Federkraftmaschine, bei welcher folgende Einrichtungen gleichzeitig vorhanden sind:

1. eine bewegliche Unterlage für die in graduirter Anordnung auf einer Welle (L¹) sitzenden Federn, bestehend aus einer Anzahl kurzer, lose auf der Welle (L¹) sitzender Muffen (G⁶), welche die Abnutzung der Federn verhindern;

2. eine selbstthätige Bremsvorrichtung, um ein Zurückschnellen der Federn und Räder zu verhindern, bestehend aus einem unter Federdruck gegen eine Scheibe (R-) eines Rades (M) sich anlegenden Arme (R), welcher bei einer Drehung des Rades in der einen Richtung aus seiner wirksamen Lage gehalten, bei einer Drehung desselben in der anderen Richtung dagegen zwischen die Zähne der Getriebe (M N) bewegt wird und diese feststellt;

3. eine selbstthätige Bremsvorrichtung zum Verhindern einer übermäisig grofsen Drehungsgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch einen am Rade (E) drehbaren Arm (Z), der für gewöhnlich in federnder Weise von einer konischen Fläche (Z⁴) auf der Rückseite des Zahnrades (M) entfernt gehalten wird, sich aber bei einer übergrofsen Geschwindigkeit der Drehung des Rades (E) unter dem Einflufs der Centrifugalkraft mit Reibung gegen die Fläche (Z^A) anlegt;

4. eine Bremsvorrichtung zum beliebigen Regeln der Bewegungsgeschwindigkeit der Maschine, gekennzeichnet durch einen Hebel (V), der mit einer von einem Fufstritt aus bewegten Stange (W¹) elastisch verbunden ist, so dafs er mit gröfserer oder geringerer Reibung gegen die Kurbelscheibe (D) angedrückt und in einer bestimmten Lage festgestellt werden kann;

5. eine Einrichtung zum Uebertragen der Drehbewegung von einer Kurbel auf die andere, gekennzeichnet durch eine an einem beweglich herabhängenden Arm (C²·) nach ihrer Mitte zu angelenkte Stange (C¹), die einerseits durch ein Gelenk (D¹) mit.dem Zapfen der Kurbelscheibe (D) und andererseits unmittelbar mit der Kurbel (e) beweglich verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.