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Einrichtung zur Umwandlung einer gleichförmigen Drehbewegung in eine absatzweise gleichförmige, von Stillsetzungen unterbrochene
Bewegung
Bei vielen Maschinen wird verlangt, dass das Arbeitsorgan für eine bestimmte Zeit in gegebenen La- gen, z. B. den Randlagen, stillgesetzt wird und hier für die Ausübung eines vorgeschriebenen Arbeitsvor- ganges jeweils genau die gleiche Lage einnimmt. Derartige Anforderungen werden insbesondere an Vel- packungsmaschinen gestellt, wo das Verpackungsmaterial von einer Stelle zur andern verlagert wird, wobei es an beiden Stellen genau seine bestimmte Lage einnehmen muss.
Die bisher verwendeten, mit Nuten versehenen unrunden Scheiben bzw. Nocken erfüllen in diesen Fällen nicht die an sie gestellten Aufgaben. Die unrunden Scheiben liefern den Antrieb nur in einer Richtung ; in entgegengesetzter Richtung muss eine aufgespeicherte Kraft herangezogen werden, z. B. die einer Feder. Eine schwache Feder garantiert nicht eine richtige Bewegung des Arbeits- bzw. eines andern Organes, eine starke Feder hingegen beansprucht unnötig die Maschine. Die mit Nuten versehenen Nockenscheiben bzw. Exzenter arbeiten in der Regel mit einer ziemlich grossen Übersetzung zwischen dem Ausschwenken der in der Nut beweglichen Rolle und dem Hub des Arbeitsorganes. Es ist schwierig. das mit der Übersetzung entsprechend ansteigende Spiel zu vermeiden.
Besonders das Spiel in der Exzentemut (Nockenscheibe), welches durch den Verschleiss ansteigt, hat bei dem Arbeitshub einen bedeutenden Totgang zur Folge, wodurch bald der verhältnismässig teure Exzenter ausgewechselt werden muss.
Die Erfindung bezweckt in bestimmten Fällen die bisher verwendeten Exzenter durch eine Einrichtung zu ersetzen, deren Totgang keinen Einfluss auf die Lage des Arbeitsorganes haben kann.
Gemäss der Erfindung ist eine Einrichtung zur Umwandlung einer gleichförmigen Drehbewegung in eine absatzweise gleichförmige, von Stillsetzungen unterbrochene Bewegung gekennzeichnet durch zwei gleichachsige, mit verschiedenen Umdrehungszahlen von einem gemeinsamen Antrieb aus angetriebene Hohlwellen und durch eine zu diesen gleichachsige Kurbelwelle, die periodisch mit der inneren Hohlwelle gekuppelt und von ihr entkuppelt und während der Entkuppelungsperiode abgebremst wird..
Das Wesen der Erfindung bildet eine mit einer Bremsscheibe und einem oder mehreren Zähnen versehene Kurbelwelle, welche in der Achse zweier aufeinander aufgeschobener Hohlwellen gelagert ist, von denen die innere einen Schnapper trägt, der durch Eingriff mit dem Zahn die Kurbelwelle in Drehbewegung versetzt. Die äussere Hohlwelle ist mit einer Nockenscheibe versehen, welche auf einen das Ein- und Ausschalten des Schnappers bewirkenden Hebel einwirkt und welche mittels eines Hebels die Bremsvorrichtung der Kurbelwelle steuert. Die Hohlwellen bilden die Naben der von einer gemeinsamen Quelle angetriebenen Zahnräder.
Die Arbeitsweise der in der Zeichnung dargestellten erfindungsgemässen Einrichtung, welche mittels zweier Kurbelwellen verschiedener Halbmesser zwei Arbeitsorgane antreiben soll, sei an Hand eines Beispieles erklärt.
In der Zeichnung ist Fig. 1 die Einrichtung im Schnitt mit den in die Aufrissebene gedrehten Kurbeln dargestellt, die Fig. 2 - 5 stellen verschiedene Kurbellagen im Grundriss dar und die Fig. 6 und 7 veranschaulichen die Bremse.
In der auf einer Tragplatte 2 befestigten Hülse 1 ist die Kurbelwelle 3 (Fig. l) gelagert, welche an ihrem Ende die mit einem Kurbelzapfen 5 samt Kurbel und einem zweiten Kurbelzapfen 6 versehene
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Scheibe 4 trägt. An der Scheibe 4 ist eine mit einem Zahn 8 versehene Scheibe 7 befestigt. Auf der
Hülse 1 ist ein Kegelzahnrad 9 mit einer langen Nabe frei aufgesetzt.
Diese Nabe ist mit dem 1 itneh - mer 10 verbunden, in welchem sich der Bolzen 11, auf dem der Schnapper 12 aufgesetzt ist, befindet (Fig. l - 5). Der Schnapper wird durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Feder zur Oberfläche der Scheibe 7 angedrückt und kann im gegebenen Augenblick mit dem Zahn 8 in Eingriff gebracht werden (Fig. 2 - 5). Auf der Nabe des Zahnrades 9 ist das mit einer Nockenscheibe 14 verbundene Kegelrad 13 frei aufgeschoben. Die Naben der Räder 9 und 13 bilden aufeinander aufgeschobene gleichachsige Hohl- wellen, u. zw. die innere 27 und die äussere 28.
Zu der Nockenscheibe 14 wird die durch eine mittels eines Bolzens 17 in einem Halter 18 gelagerte und durch den einen Arm des Hebels 16 getragene Rolle 15 angedrückt (Fig, 1-5). Der zweite Arm des Hebels 16 trägt die Rolle 19, welche den Schnapper 12 be- tätigt und durch den Daumen 20 (Fig. 1 und 7) auf die Feder 21 der auf dem Bolzen 23 schwenkbar gela- gerten Bremse 22 einwirkt (Fig. 6,7).
Auf der sich gleichförmig ununterbrochen drehenden Welle 24 (Fig. 1) sind die Kegelräder 25,26 gelagert, welche mit den Rädern 9 und 13 in Eingriff stehen und diesen eine ununterbrochene Bewegung, u. zw. mit verschiedener Geschwindigkeit, erteilen.
Gemeinsam mit dem Rad 13 bzw. mit der äusseren Hohlwelle 28 dreht sich auch die Nockenscheibe
14, welche in einem bestimmten Augenblick mittels eines Vorsprunges die Rolle 19 zur Mitte der Ein- richtung nähert, so dass der Schnapper 12, welcher sich mit dem Rad 9 bzw. der inneren Hohlwelle 27 mitdreht, ausser Eingriff mit dem Zahn 8 gebracht wird. Durch die Freigabe des Schnappers 8, die in einer genau bestimmten Lage des Zahnes 8 und dadurch auch der Kurbelwelle 3 mit deren Zapfen 5 und
6 erfolgt, wird der Antrieb der Kurbelwelle 3 unterbrochen, u. zw. so lange, bis der Schnapper 12 mit dem Zahn 8 in Eingriff steht.
In der Zeichnung (Fig. 1 - 7) ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die Kurbelzapfen 5 und 6 inner- halb einer Umdrehung zweimal stillgesetzt werden, u. zw. jeweils auf die Dauer einer Umdrehung des
Schnappers 12 bzw. des Rades 9. Die Bewegung der Kurbelwellenzapfen 5 und 6 kann durch bekannte
Einrichtungen auf Arbeitsorgane, z. B. eine Pressplatte, derart übertragen werden, dass diese eine hin-und hergehende Bewegung ausführt, gleich, ob geradlinig oder in einem Bogen.
Der Schnapper 12 verdreht durch Eingriff mit dem Zahn 8 die Kurbelwelle 3 um 1800 und bringt den
Zahn 8 und die Kurbelzapfen 5 und 6 in die gegenübergestellte Lage, in welcher er ausser Eingriff mit dem Zahn 8 kommt, vollfuhrt eine Leerumdrehung und greift erneut mit dem Zahn 8 ein, bringt den
Zahn und die Kurbelzapfen 5 und 6 in die gegenübergestellte Lage, d. h. in die Ausgangslage, in welcher der Kurbelzapfen 5,6 wiederum während einer Umdrehung des Rades 9 stillsteht.
Es muss somit der Schnapper 12 nach Vollführung einer Umdrehung des Rades 9 mit dem Zahn 8 ein- greifen, nach der darauffolgenden Halbumdrehung muss er ausser Eingriff gebracht werden, um erneut nach Durchlauf einer Umdrehung an derselben Stelle mit dem Zahn 8 in Eingriff zu kommen. Der Zahn
8 mit dem Kurbelzapfen 5 und 6 nimmt somit abwechselnd gegenüberliegende Kurbellagen ein und der
Schnapper 12 muss an diesen Stellen einmal ausser Eingriff mit dem Zahn 8 gebracht und das zweite Mal zum Eingriff freigegeben werden. Deshalb sind an diesen Stellen von einer gemeinsamen Nockenscheibe betätigte Ausschaltvorrichtungen angebracht. Diese Nockenscheibe hat solche Form und solche Umdre- hungen, um zu gegebenem Augenblick auf die zuständige Auschaltvorrichtung einwirken zu können.
Damit auf die Kurbelwelle 3 während des Stillstandes keine Trägheitskräfte und keine Reibung des sich auf der Scheibe 7 bewegenden Schnappers 12 einwirken, wird diese während des Stillstandes durch eine
Bremse gehalten (Fig. 6,7). Diese Bremse ist derart beschaffen, dass in einem gegebenen Augenblick des
Schnappereingriffes mit dem Zahn 8 die Bremsbacke 22 von der Kurbelwelle 3 durch Einwirkung der Nok- kenscheibe 14 und des Hebels 16 bzw. des Daumens 20 entfernt wird und in dieser Lage während der Be- wegung der Kurbelwelle 3 gehalten wird.
In Fig. 2 ist der Schnapper 12 in einer Lage dargestellt, in welcher er soeben ausser Eingriff mit dem
Zahn 8 gebracht wurde. Die Nockenscheibe 14 läuft mit ihrem Vorsprung unter der Rolle 15 hindurch, welche in dem einen Arm des Hebels 16 gelagert ist (in Fig. 2 an der rechten Seite auf dem Bolzen 17 in dem Ständer 18 angeordnet). Der Hebel 16 wird dadurch in einer solchen Lage gehalten, in der die Rolle 19 auf dem zweiten Hebelarm 16 durch Andrücken auf dasSchnapperende 12 diesen derart ausschwenkt, dass sie oberhalb des Zahnes 8 durchläuft. Gleichzeitig wirkt der auf dem Bolzen der Rolle 19 gelagerte Daumen 20 auf die Feder 21 der Bremse 22 ein und drückt die Bremsbacke 22 zur Scheibe 4 der Kurbelwelle 3 an (Fig. 7).
Nachdem der Schnapper 12 aus dem Bereich der Rolle 19 bzw. des Zahnes 8 kommt, verdreht sich der Schnapper 12 auf dem Bolzen 11 durch Einwirkung der Feder und sein Mitnehmerende bewegt sich auf dem zylindrischen Teil der Scheibe 7.
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In Fig. 3 ist der Schnapper nach Durchlauf einer Umdrehung, d. i. 3600, dargestellt. Die Nocken- scheibe wurde bereits derart verdreht, dass der Vorsprung aus dem Bereich der Rolle 15 ist, welche auf den den kleinen Halbmesser aufweisenden Teil der Nockenscheibe sinkt. Infolgedessen schwenkt der He- bel 16 auf dem Bolzen 17 aus und die Rolle 19 kann nicht auf den Arm des Schnappers 12 drücken und somit den Eingriff des Schnappers mit dem Zahn 8 hindern. Gleichzeitig wird durch den Daumen 20 die
Bremse 22 gelockert. Beim weiteren Drehen wird von dem Schnapper 12 mittels des Zahnes 8 die Welle 3 mit dem Kurbelzapfen 5,6 mitgenommen. Beim Verdrehen des Kurbelzapfens 5,6 in die gegenüberlie- gende Stellung, d. h. nach einer halben Umdrehung des Rades 9, muss der Schnapper 12 wiederum ausser
Eingriff mit dem Zahn 8 gebracht werden.
Diese Lage, d. h. die Verdrehung des Schnappers um 5400, ist in Fig. 4 dargestellt. Die Nockenscheibe 14 mit ihrem Vorsprung durchläuft gerade unterhalb der Rol- le 15 der zweiten Ausschaltvorrichtung. Dadurch wird der Hebel 16 in einer Lage gehalten, in welcher die Rolle 19 durch Andrucken an den Arm des Schnappers 12 diesen derart ausschwenkt, dass beim Dre- hen der Schnapper den Zahn 8 passiert und eine Leerumdrehung ausfUhrt. Gleichzeitig hat sich die
Nockenscheibe 14 bereits derart verdreht, dass die Rolle 15 der zweiten Ausschaltvorrichtung auf den kleinen Halbmesser der Nocke 14 sinkt und durch Ausschwenken des Hebels 16 wird das Einwirken der
Rolle 19 auf den Arm des Schnappers 12 gehindert. Deshalb greift der Schnapper 12 mit dem Zahn 8 ein (Fig. 5) und verdreht die Einrichtung in die ursprüngliche Lage (Fig. 2).
Es vollführt somit in dem angeführten Beispiel die innere Hohlwelle 27 bzw. das Rad 9, welches den
Schnapper 12 trägt, drei Umdrehungen, während die äussere Hohlwelle 28 bzw. das mit der Nockenschei- be 14 verbundene Rad 13 nur eine Umdrehung ausführt. Die Kurbelwelle 3 mit dem Kurbelzapfen 5,6 samt dem Zahn 8 vollführt eine Umdrehung mit zweifachem Stillstand, d. i. nach dem Verdrehen des Rades 9 mit dem Schnapper 12
3600 + 1800 + 360 + 180 = 3 Umdrehungen, beim Verdrehen des Rades 13 mit der Nockenscheibe 14
1200 + 60 + 1200 + 600 = 1 Umdrehung, beim Verdrehen des Kurbelzapfens 3 mit dem Zapfen 5,6
00 + 1800 + 00 + 1800 = 2 1/2 Umdrehungen.
Im vorliegenden Fall wird die mittlere Kurbelwelle 3 während einer Umdrehung zweimal stille- setzt, u. zw. jeweils auf die Dauer einer Umdrehung der Hohlwelle 27. An dem Wesen der Erfindung wird nichts geändert, wenn die Anzahl der Stillsetzungen, deren Zeitdauer und der Kurbelwellen-Verdrehungs- winkel gegenüber dem beschriebenen Beispiel abgeändert wird. Dies kann z. B. durch geeignete Anzahl der Nockenscheiben-Vorsprünge, Kurbelwellen-Mitnehmerzähne, durch geeignete Anzahl der Ausschaltvorrichtungen und die entsprechende Drehzahl beider Hohlwellen erzielt werden.
In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel ist die Kurbelwelle 3 mit zwei Kurbelzapfen 5,6 versehen. Soll nur ein Arbeitsorgan angetrieben werden, so genügt ein Kurbelzapfen.
PATENT ANSPRUCHE :
1. Einrichtung zur Umwandlung einer gleichförmigen Drehbewegung in eine absatzweise gleichför- mige, von Stillsetzungen unterbrochene Bewegung, gekennzeichnet durch zwei gleichachsige, mit ver- schiedenen Umdrehungszahlen von einem gemeinsamen Antrieb aus angetriebenen Hohlwellen und durch eine zu diesen gleichachsigen Kurbelwelle, die periodisch mit der inneren Hohlwelle gekuppelt und von ihr entkuppelt und während der Entkuppelungsperiode abgebremst wird.