Titel: Die Kettenschaltgetriebe am mechanischen Webstuhle.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319 (S. 473–476)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/ar319133

Die Kettenschaltgetriebe am mechanischen Webstuhle.

Von Prof. Siegm. Edelstein.

(Fortsetzung von S. 407 d. Bd.)

Bei dem Schaltwerke des Kettenbaumregulators wird aus praktischen Gründen nicht eine Zahnstange mit parallel geführter Klinke, sondern ein Schaltrad angewendet, dessen zugehörige Schaltklinke in zu ihm konzentrischen Bogen oder angenähert an diesen bewegt wird. Die eben ermittelten Beziehungen lassen sich aber sofort auch auf diese Anordnung übertragen, wenn man statt des Längenmaasses für die Teilung, den Klinkenhub und den Schalthub des Rades die entsprechenden Bogenmaasse, ausgedrückt in Bogengraden, einführt.

Wird daher statt der Schaltstange ein Schaltrad angewendet, so ist die Grosse des Schallwinkels für das Ausmaass der Schaltung maassgebend. Ist d der Durchmesser des Schaltrades, so ist, wenn t wieder die Zahnteilung vorstellt, die kleinste Abstufung, die der Radschaltung erteilt werden kann, und da

ist wenn z die Zähnezahl des Schaltrades bedeutet, so erkennt man, dass die Abstufung von der Zähnezahl des Schaltrades abhängt, dass mithin die Abstufung in der erzielten Schaltgrösse desto kleiner ausfällt, je grösser die Zähnezahl des Schaltrades gewählt wird.

Um die Schaltung empfindlich zu machen, müssen daher grosse Schalträder mit vielen Zähnen angewendet erden und da die Grösse der Zahnteilung infolge der Notwendigen Festigkeitsdimensionen des Zahnes nicht unter einen gewissen Minimalbetrag sinken kann, andererseits auch der Raddurchmesser nicht zu gross ausfallen soll, so ist es zweckmässig, die Abstufung in der Schaltung in anderer Weise herabzusetzen.

Man hat in der Praxis zwei Wege hierzu eingeschlagen,die Anwendung von mehreren Klinken oder die Ersetzung des Klinkenschaltwerkes durch ein Klemmbackenschaltgetriebe.

Bei der Anwendung von mehreren gleichzeitig von derselben Schaltstange betätigten Klinken erreicht man eine Herabsetzung der Schaltabstufung auf den sovielten Teil der Zahnteilung, als Klinken angewendet werden.

Textabbildung Bd. 319, S. 473

Es sei in Fig. 41 die Hubstange H, deren Bewegung auf die zur möglichsten Herabsetzung des toten Ganges mit entsprechend nach Fig. 40 geformten Zähnen ausgestatteten Schaltstange S zu übertragen sei, wobei wieder wie früher vorausgesetzt werde, dass die Festhaltung der Stange S bei der Rückbewegung von H durch irgend eine besondere Vorrichtung gesichert ist. Die Teilung der Schaltstange betrage t, während auf der Hubstange drei gleich lange Klinken so angeordnet werden, dass sie entweder in den Abständen wie die Klinken k, |474| k1, k2 oder in den Abständen , bezw. entfernt liegen, wie k, k' und k''.

Es ist ersichtlich, dass bei einem Verschube der Hubstange aus der Stellung I in die Stellung II bereits Klinke k2 bezw. k'' zum Einspielen gelangt, wenn dieser Verschub den Betrag erreicht und ebenso wird bei einem Verschube um , Stellung III, die Klinke k1 bezw. k' und bei einem Verschube um eine ganze Teilung die Klinke k zum neuerlichen Eingreifen gelangen.

Da ferner auch die Hubgrössen

usw.

von der Schaltstange aufgenommen werden, so ergibt sich, dass diese Anordnung eine Abstufung um der Zahnteilung gestattet und wenn man allgemein x um den Betrag

versetzter Klinken anwendet, wobei n eine ganze, positive Zahl bezw. Null bedeutet, dass die Abstufungs- grösse der Schaltung auf der angewendeten Zahnteilung heruntergesetzt wird.

Textabbildung Bd. 319, S. 474

Das gleiche Resultat erzielt man, wenn man Fig. 42 statt einer Schaltstange ein Schaltrad R durch eine Anzahl von x im Umkreise disponierter Klinken k1, k2, k3 antreibt. Die eben entwickelten Beziehungen lassen sich wieder ohne weiteres auf diesen Fall anwenden, wenn man die Teilung t nicht im Längenmaasse, sondern durch Bogengrade ausdrückt.

Angenähert erreicht man dieselbe Wirkung, wenn man die Klinken auf einen gemeinsamen Bolzen aufsetzt, Fig. 43, und sie von verschiedener Länge derart ausführt, dass sie nacheinander ähnlich zum Einfallen kommen, wie bei der Anordnung Fig. 42.

Textabbildung Bd. 319, S. 474

Die für diesen Zweck benötigten Klinkenlängen lassen sich Fig. 43. leicht graphisch ermitteln. Wird der Bolzen, auf dem die Klinken gemeinsam aufgesteckt sind, um nach O', bezw. nach O'' verlegt, so gibt O''o die Länge der Klinke k2 und O'o jene der Klinke k3 an, wenn t die in Bogengraden gemessene Zahnteilung vorstellt. Es mag bemerkt werden, dass die nach dem gemeinsamen Bolzen wieder zurückverlegten Klinken den gemeinsam berührten Zahnrücken po nicht in gleichen Entfernungen treffen und dass es durch die Verschiedenheit der Zahnlängen nicht möglich ist, den durch die Zahnform bedingten Leergang fü alle Klinken zu vermeidend. Die drei durch die Zahnspitze o von denMittelpunkten O' O'' und O''' gelegten Kreisbögen bestimmen bekanntlich die jeweilig anzuwendende Zahnform und man erkennt, dass, wenn dieselbe der einen Klinke angepasst ausgeführt wird, für die anderen ein entsprechender Betrag dieses Leerganges resultiert. Sein Einfluss wird sich dahin äussern, dass der Klinkenhub für sämtliche Klinken um dessen Grösse vermehrt werden muss, und da dieser Leergang für jede Klinke ein anderer ist, so muss der Hubzuschlag zumindest dem grössten vorkommenden Werte in der Figur jenem der Klinke k3 entsprechen. Insolange die Anzahl der Klinken eine kleine ist und die Zahnteilung genügend gross gewählt wird, verursacht dieser Umstand wohl eine Erhöhung der Hubgrösse der Klinken, aber keine Störung in der Uebertragung des Klinkenhubes. Wird dagegen die Teilung klein gewählt, sind viele und kurze Klinken angelegt, so kann sehr leicht der Fall eintreten, dass dieses Fehlerglied in der Fig. 39) den Betrag der reduzierten Klinkenteilung übersteigt und die Folge dieser Erscheinung wäre, dass, bevor noch die an die Reihe gelangende mit dem Fehlerglied p q arbeitende Klinke einfällt, schon jene Klinke zum Einspielen kommt, die ohne Fehlerglied nach Weg einfallen kann, und hierdurch würde, da die letztere Klinke den Vorschub übernimmt, die Schaltung des Rades grösser als beabsichtigt ausfallen.

Ohne auf diese Verhältnisse des Näheren einzugehen lässt sich doch feststellen, das für eine enge Teilung und grosse Klinkenzahl – Umstände, die bei einer sehr weitgehenden Abstufung unvermeidlich sind, – die Anwendung auf einem gemeinsamen Bolzen sitzender Klinken leicht zu Fehlerquellen Anlass bieten wird und es daher zweckmässiger ist, in solchen Fällen das Schaltwerk nach Fig. 42 einzurichten.

Wohl kann man mit Hilfe der eben besprochenen Hilfsmittel praktisch mit genügender Annäherung jene Abstufungen hervorrufen, die für die Variation in der Kettenlieferung benötigt werden; eine beliebig kleine Abstufung, d.h. eine stetige Aenderung des Schalthubes, hervorgebracht durch eine vollkommene Uebertragung des gesamten Klinkenhubes auf das Schaltrad, ist aber auch in dieser Art ausgeschlossen und kann nur durch Anordnung eines Klemmgetriebes erreicht werden.

Textabbildung Bd. 319, S. 474

Wiewohl diese letztere Anordnung bei Kettenbaumregulatoren nicht üblich ist, möge sie doch an dieser Stelle erwähnt werden; ihre Einrichtung ergibt sich aus Fig. 44.

Die an ihrem Umfange glatte ev. zur Erhöhung der Wirkung mit Keilrillen versehene Schaltscheibe S sei wieder in der Pfeilrichtung verschiebbar, nach der entgegengesetzten Richtung aber nicht frei beweglich angeordnet; auf ihrer Achse sitzt lose der Schaltwinkelhebel H, dessen wagerechter Arm durch das Gestänge p hin und her bewegt werde, der andere Arm trägt eine entsprechend glatte oder mit Gegenrillen versehene unrunde Klemmbacke B. Wird H im Sinne des Uhrzeigers bewegt, so wird S durch die eintretende Verklemmung der Backe B gegen die Scheibe S an der Bewegung teilnehmen, bei entgegengesetzter Bewegung des Schalthebels aber die Backe bis zum Losewerden abrollen und das Schaltrad nicht beeinflussen.

|475|

Bezeichnen

l die Entfernung von Scheibenmitte zum Drehpunkte der Klemmbacke,

R den Radius der Schaltscheibe,

r1, r, r2, die aufeinanderfolgenden Radien der Klemmbacke wobei

r1 < r < r2,

R + r1 < l und

R + r2 > l

ausgeführt sind, so tritt die Verklemmung ein, wenn die Backe mit dem Radius rx anliegt, und

rxlR

und sie hört auf, wenn durch die Abrollung

rxlR

wird.

Es ist unschwer zu erkennen, dass auch hier der tote Gang nicht mathematisch genau 0 werden kann, indem es eines gewissen Auf- oder Abrollens der Backe bedarf, bis die Verklemmung in dem genügenden Grade eingetreten oder geschwunden ist, immerhin liegt aber dieses Fehlerglied bei entsprechender Ausführung unterhalb praktisch in Betracht kommender Grenzen.

Es ist bereits erwähnt worden, dass die ruckweise Vorwärtsbewegung des Schaltrades nur dann gesichert erscheint, wenn dieses an einer etwaigen Rückbewegung gehindert ist; bei ihrer Anwendung für die üblichen Kettenbaumregulatoren entfällt die Notwendigkeit hierfür eine eigene Anordnung vorzusehen, mit Rücksicht auf das eingeschaltete selbsthemmende Wurmradgetriebe, da dieses die Kettenspannung aufnimmt und sonach das Schaltrad nicht die Tendenz besitzt, sich zu drehen, es reicht bei diesen Apparaten vollständig hin, das Schaltrad gegen ein Vorlaufen, hervorgerufen durch den Stoss der Schaltklinke, zu sichern, wozu eine geringe Backen- oder Bandbremsung, die passend dem Schaltrade erteilt wird, angeordnet wird. Bei ihrer Anwendung für Warenbaumregulatoren müssen aber diese Schaltwerke infolge der Tendenz des Schaltrades, mit der Schaltklinke zurückzugehen, besondere Sperrwerke erhalten, die das Schaltrad in jener Zeit festhalten, während welcher der Schalthebel zu einem neuen Vorgange ausholt; ihre besondere Einrichtung soll an der entsprechenden Stelle behandelt werden.

b) Einrichtungen zur Konstanterhaltung der Kettenlieferung.

Textabbildung Bd. 319, S. 475

Der Umstand, dass der Kettenbaumdurchmesser durch seine stetige Abnahme ein störendes Moment in der Kettenlieferung bildet, indem bei gleichbleibendem Schaltwinkel des Kettenbaumes der Schaltbetrag, die Kettenlieferung stetig verkleinert würde, macht es notwendig, entweder den Schaltwinkel in dem Maasse zu vergrössern, in welchem der Kettenbaumdurchmesser abnimmt, oder die Kettenablieferung nicht durch Antrieb des Kettenbaumes selbst, sondern eines Hilfsbaumes durchzuführen, über welchen die Kette unter Spannung so geführt wird, dass sie nur der Bewegung dieses Baumes folgen kann. Wie schon in der Einleitung erwähnt, bezeichnet man Kettenbaumregulatoren der ersten Art als direktwirkende und nimmt behufs stetiger Vergrösserung des Schalthubes bei denselben eine Kulissenanordnung zuHilfe, wie es schematisch durch die Fig. 45 wiedergegeben ist.

Von der Ladenstelze L wird unter Vermittlung eines Zwischenhebels der Stein p mit konstantem Hube hin- und hergeführt und überträgt diese Bewegung auf die Gleittasche (Kulisse) C, längs welcher er höher oder tiefer durch die Fühlwalze F und das Gestänge k l und m n eingestellt wird. Die Kulisse treibt mit ihrem Winkelarme q das Schaltwerk in der oben ausgeführten Weise. Durch eine entsprechende Belastung des Hebelarmes l wird ein stetes Anliegen der Fühlwalze an den Garnkörper des Kettenbaumes veranlasst, so dass dieselbe desto höher steigt, je mehr die Kette vom Baume abgezogen wird; dementsprechend aber sinkt auch der Stein in der Kulisse und der Schaltwinkel derselben wird grösser.

Um eine Uebereinstimmung zwischen diesem veränderlichen Schaltwinkel und der jeweiligen Grosse des Kettenbaumdurchmessers zu erzielen, muss das Uebersetzungsverhältnis des Gestänges richtig gewählt werden. Sei D der momentane Kettenbaumdurchmesser, λ der entsprechende Wert des zur Wirkung kommenden Kulissenarmes, h der konstante Hub des Steines p, so rechnet sich die Grösse der momentanen Kettenlieferung für die Schaltung folgenderweise:

Durch den Winkelarm q wird dem Schaltrade für jeden Hub des Steines eine Bewegung erteilt, deren Grösse höchstens

beträgt, bezw. wenn die auf den Angriffsradius der Schaltscheibe reduzierte Teilung des Schaltrades t ist, so viel Teilungen (oder bei Anwendung mehrerer Klinken, so viel Teilbeträge der Teilung) als in enthalten sind, während Bruchteile der Einheit als Leergang nicht übertragen werden, der vom Schaltrade empfangene Hub ist daher r t = s, wenn allgemein

und a < t ist.

Durch die Kegelräder wird nun s auf die Schnecke und das Schneckenrad übertragen, ist die hier auftretende konstante Uebersetzung i, so erhält das Schneckenrad einen Impuls vom Betrage s . i und der Kettenbaum liefert daher ein Stück Kette ab von der Länge δ, so dass

δ : si = D : S

die Werte eingesetzt, ergibt sich

. . . 36)

Nehmen wir zunächst an, dass a = 0 wäre, d.h., dass der volle Klinkenhub übertragen würde, so wäre

. . . 37)

S, i, q und h sind konstante Werte, dagegen ist D veränderlich, und eben aus diesem Grunde wird auch λ verändert werden müssen, damit λ wie gewünscht unverändert erhalten bleibe.

Für δ = konstant muss daher auch konstant sein.

Sei in der Anfangsstellung , so muss auch in jeder weitern Stellung bleiben, daher

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und daraus

. . . . 38)

(D – D) ist der doppelte Betrag des Fühlwalzenhubes bei einer Abnahme des Kettenbaumdurchmessers von D auf D', ihm entspricht eine Senkung des Steines p, die sich nach der angewendeten Hebelübersetzung ergibt mit:

. . . 39)

Da diese beiden Beziehungen 38 und 39 gleichzeitig zu Recht bestehen, so muss aus

und

das Hebelverhältnis

gemacht werden, worin die Konstruktionsbedingung für das Gessänge m, n, k, l, gegeben ist.

Ist z.B. v = 2 wie dies meist ausgeführt wird, so ist:

(m + n) l = n k

oder

m + n : n = k : l

auszuführen.

Betrachten wir jetzt den allgemeineren Fall, dass die Grösse a nicht gerade Null werde, d.h. dass der Klinkenhub nicht vollkommen als Schalthub weitergeleitet werde.

Der Wert für den Schalthub kann dann insolange keine Aenderung erfahren, bis die Grösse a des Klinkenhubes durch die stete Vergrösserung desselben zu dem Betrage t herangewachsen ist und in diesem Momente wird die Schaltung sprungweise um eine Teilung zunehmen. Die Kettenablieferungen für die aufeinanderfolgenden Schaltungen werden daher keine stetig anwachsende Reihe bilden, sondern sie werden sprungweise zunehmen und zwar wird das Gefälle den auf den Kettenbaumdurchmesserreduzierten Betrag der Teilung ausmachen, wie dies aus der allgemeinen Gleichung 36 für die Kettenschaltung hervorgeht.

Es war allgemein

Trennt man die beiden Teilausdrücke, so wird

In diesem Binom stellt der erste Ausdruck

den von der Schaltscheibe auf das Schaltrad tatsächlich übertragenen und auf den Kettenbaumdurchmesser reduzierten Wert der Kettenschaltung dar, während der zweite Ausdruck jenen entsprechend reduzierten Teilbetrag vorstellt, der nicht zur Uebertragung gelangt. Insbesondere ist

der Klinkenhub, der durch die Verkleinerung von λ immer grösser wird und a der nur innerhalb der Grenzen Null und t sich einstellende Wert. Wächst also der Klinkenhub durch die stetige Abnahme von λ, so äussert sich diese Veränderung zunächst im Anwachsen der Grösse a und erst wenn a den Wert von t erreicht, erscheint die übertragungsfähige Grösse

um eine Einheit gesteigert, indem erst a effektiv verschwindet, um beim weitern Steigern des Klinkenhubes wieder aufzutauchen.

Diese Tatsache der sprunghaften Veränderung ist übrigens aus dem Umstände zu erschliessen, dass das Schaltrad, gleichgültig durch welche Umstände der Klinkenhub verändert werde, nur eine seiner speziellen Anordnung gemässe Abstufung gestattet, und sie karakterisiert diese Kettenablassvorrichtung dahin, dass die Kettenlieferung keine gleichmässig bleibende ist.

Wird die Kette über einen Hilfsbaum geführt, wie dies bei der zweiten Gruppe, den sogenannten indirekt wirkenden Kettenbaumregulatoren, der Fall ist, so zwar, dass diesem Hilfsbaume die Kettenschaltung überwiesen erscheint, während der eigentliche Kettenbaum durch irgend eine geeignete Bremsanordnung einfach zurückgehalten wird, so kann der Schalthub, da sich der abliefernde Baumdurchmesser nicht ändert, konstant bleiben und das Regulatorgetriebe durch Weglassung der Kulisse und Fühlwalze wesentlich einfacher ausfallen.

(Fortsetzung folgt.)

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