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Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe, insbesondere zum taktweisen Antrieb von Rundtischen bei
Spritzguss-und Vulkanisiermaschinen mit mehreren Spritz- bzw. Vulkanisierstellen, wobei eine konstante
Drehbewegung in eine Drehbewegung ungleichförmiger Geschwindigkeit umgesetzt wird, mit einer Antriebswelle und mit einer im Abstand zu dieser angeordneten, parallel verlaufenden Abtriebswelle, wobei an einer der Wellen ein Triebzapfen vorgesehen ist, der in einer mit der andern Welle verbundenen, radial zu dieser verlaufenden
Kulisse verschiebbar geführt ist.
Zum taktweisen Antrieb von Rundtischen für Spritzguss-oder Vulkanisiermaschinen mit mehreren
Arbeitsstellen, wurden bisher durchweg Malteser-Getriebe verwenden. Auf Grund der Kinematik des
Malteser-Getriebes ergibt sich ein ungleichförmiger Geschwindigkeitsverlauf während eines Drehtaktes, nämlich eine allmählich zunehmende und allmählich abnehmende Geschwindigkeit aus dem Stillstand bzw. bis zum
Stillstand. Dieser Geschwindigkeitsverlauf ist an sich vorteilhaft, insbesondere bei grossen bewegten Massen, weil sonst ein ruhiger Lauf nicht gewährleistet werden kann.
Ein Malteser-Antrieb ist aber nur für eine bestimmte Mindestzahl von Haltestationen des Rundtisches anwendbar. In der Praxis wird ein Malteser-Antrieb nur für Rundtische mit sechs oder mehr Haltestationen angewendet. Bei weniger Stationen ist der Malteser-Antrieb ungünstig bzw. nicht einsetzbar.
Aus anderem Zusammenhang ist bereits ein Schaltgetriebe zur Umsetzung einer konstanten Drehbewegung in eine Drehbewegung ungleichförmiger Geschwindigkeit bekannt, das zwei parallel zueinander angeordnete
Wellen mit einem exzentrisch gelagerten Triebzapfen umfasst. Bei diesem bekannten Schaltgetriebe ist der
Triebzapfen in bezug auf die Drehachse der mit ihm verbundenen Welle ortsunbeweglich angeordnet, d. h. starr mit der Welle verbunden. Bei dieser Ausführung ist auch bei Stillstand des Schaltgetriebes ein minimaler Abstand zwischen der Achse des Triebzapfens und der Drehachse der andern Welle gegeben. Dies hat zur Folge, dass eine tatsächliche, echte Nullstellung des Schaltgetriebes, wie dies ein Malteser-Getriebe aufweist, nicht erzielt wird.
Dies wird gemäss der Erfindung bei einem Schaltgetriebe der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass der Triebzapfen bzw. eine an diesem angeordnete Triebrolle in bezug auf die Drehachse der mit dem Triebzapfen verbundenen Welle verstellbar gelagert und mit einem Mitnehmer verbunden ist, der in die im Abstand von der
Antriebswelle angeordnete Kulisse eingreift.
Bei dieser Ausbildung wird eine echte Nullstellung des Schaltgetriebes gewährleistet, denn der Triebzapfen ist in bezug auf die Drehachse beider Wellen veränderlich. In der Nullstellung stimmt die Achse des Triebzapfens mit der Drehachse der die Kulisse tragenden Welle überein. Bei Beginn der Antriebsbewegung wird zunächst der Triebzapfen in der Kulisse verschoben, so dass ein Abstand des Triebzapfens gegenüber der Drehachse der die
Kulisse tragenden Welle gegeben ist. Sodann wird durch Veränderung des Abstandes des Triebzapfens von der Drehachse der die Kulisse tragenden Welle eine ungleichförmige Übertragung der Drehgeschwindigkeit erzielt, derart, dass bei Beginn des Taktes die Geschwindigkeit sich nur in einem geringen Masse verändert, die Beschleunigung also gering ist.
Nach einem gewissen Umdrehungsbereich nimmt die Geschwindigkeit in sehr starkem Masse zu, d. h. die Beschleunigung ist sehr gross (etwa bei 900 des Drehtaktes). Danach nimmt die Beschleunigung ab bis zur Stellung 1800, danach wird die Beschleunigung negativ. Bis zur vollständigen Umdrehung erhält die (negative) Beschleunigung wieder einen niedrigen Wert, so dass abtriebsseitig eine sich sehr allmählich verzögernde Bewegung erreicht wird. In der Ausgangsstellung des Getriebes hat der Triebzapfen einen minimalen bzw. keinen Abstand von der Drehachse der die Kulisse tragenden Welle. Im Verlaufe der Umdrehung verändert sich der Abstand ständig bis zu einem Maximalwert bei 1800.
In Ausgestaltung der Erfindung ist zur Verstellung der Triebrolle bei Beginn eines Drehtaktes in bezug auf die Drehachse der Kulisse ein Zwischengetriebe vorgesehen, so dass die Triebrolle im Abstand zur antriebsseitigen Drehachse verschiebbar ist.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die ebenfalls eine echte Nullstellung des Schaltgetriebes gewährleistet, zeichnet sich durch seinen besonders einfachen Aufbau und durch seine zuverlässige genaue Arbeitsweise aus. Diese Ausführung, bei der auf ein kostenaufwendiges Zwischengetriebe verzichtet wird, besteht darin, dass die Triebrolle an einem bewegbaren Schlitten angeordnet ist, wobei der Mitnehmer als Führungsrolle und die Kulisse als Führungsnut ausgebildet ist, so dass bei Beginn eines Bewegungstaktes die Triebrolle aus der Stellung gleichachsig zur antriebsseitigen Drehachse bewegbar ist.
Wenn das erfindungsgemässe Schaltgetriebe zum taktweisen Antrieb von Rundtischen bei Spritzguss- oder Vulkanisiermaschinen verwendet wird, ist die Nullstellung des Schaltgetriebes zugleich Beginn und Ende eines Drehtaktes des Drehtisches. Während einer ungleichförmigen Drehbewegung der Antriebswelle aus der Nullstellung in die Nullstellung wird jeweils eine Spritzguss- oder Vulkanisierstation in Arbeitsstellung, z. B. vor ein Spritzaggregat bewegt. In der Arbeitsstellung soll die jeweilige Spritzguss- oder Vulkanisierstation für einen gewissen Zeitraum verharren, damit die erforderlichen Massnahmen, insbesondere das Einspritzen des Werkstoffes oder die Entnahme des Spritzlings aus der Spritzgussform vorgenommen werden können.
Während dieses Zeitraumes des Stillstandes des Rundtisches zwischen zwei Drehtakten muss das Schaltgetriebe bzw. der Antrieb stillgesetzt werden. Dies erfolgt dadurch, dass ein Antriebsmotor für den erforderlichen Zeitraum abgeschaltet oder über eine Kupplung vom Schaltgetriebe getrennt wird. Zum Abschalten des Antriebsmotors oder zum Schalten der Kupplung werden zweckmässigerweise elektrische Endschalter vorgesehen, die durch Nocken betätigt werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Schaltgetriebes im Schnitt, Fig. 2 ein
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3Einzelheit der Fig. 2 in vergrössertem Massstab, Fig. 4 die Anordnung eines erfmdungsgemässen Schaltgetriebes in eine Spritzgussmaschine im Vertikalschnitt, Fig. 5 einen Schnitt entlang Linie V-V in Fig. 4 und Fig. 6 ein Getriebe nach Fig. 1 mit angebauter Sicherheitskupplung.
Beim Schaltgetriebe nach Fig. 1 ist eine Triebrolle --10-- auf einem in bezug auf eine Antriebsscheibe --12-- und quer zu dieser verschiebbaren Schlitten --50-- angeordnet. Der Schlitten-50-, der die Triebrolle --10-- trägt, kann beispielsweise mit einer Schlitz- oder Schwalbenschwanzführung auf der Antriebsscheibe --12-- verchiebbar gelagert sein. Die Antriebsscheibe --12-- ist mit einer Antriebswelle --13-- fest verbunden. Die Triebrolle --10-- greift in eine Kulisse --11-- einer mit einer Abtriebswelle - 15-- verbundenen Abtriebsscheibe --14-- ein. Die Antriebswelle --13-- und die Abtriebswelle --15-- sind im Abstand-a-zueinander parallel angeordnet.
In den Zeichnungen ist die Nullstellung des Schaltgetriebes gezeigt, in der die Achse der Triebrolle --10-- gleichachsig zur antriebsseitigen Drehachse-A-liegt, bei der also keine Drehbewegung übertragen werden kann. Um zunächst bei Beginn eines Bewegungszyklus eine Exzentrizität der Triebrolle--10-gegenüber der Drehachse --A-- zu schaffen, wird der Schlitten --50-- auf der Antriebsscheibe-12verschoben. Wenn die Triebrolle einen entsprechenden Abstand von der Drehachse-A-hat, wird die gleichförmige Drehbewegung der Antriebswelle --13-- über die Kulisse --11-- durch die Triebrolle --10-- auf die Abtriebsscheibe --14-- und damit auf die Abtriebswelle --15-- übertragen und dabei zugleich in eine Drehbewegung ungleichförmiger Geschwindigkeit umgewandelt.
Mit zunehmender Umdrehung der Kulisse --11-- und Mitnahme der Triebrolle-10--, die dabei in der Kulisse --11-- gleitet, nimmt auch die Beschleunigung der Abtriebsscheibe --14-- bzw. der Abtriebswelle --15-- zu. Bei der weiteren Drehung bis zur Ausgangsstellung ist die Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitscharakteristik der Abtriebswelle --15-- entsprechend umgekehrt, d. h. in der Nähe der Ausgangsstellung hat die Abtriebswelle --15-- eine geringe Verzögerung, so dass die Massen allmählich zum Stillstand kommen.
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ständig gegeben ist. Nach Beendigung eines Bewegungszyklus liegt die Triebrolle--10--wieder gleichachsig zu der Drehachse--A--.
Für die Durchführung der Schlittenbewegungen ist auf dem die Triebrolle --10-- tragenden Schlitten --50-- eine als Mitnehmer dienende Führungsrolle --51-- angeordnet. Der Mitnehmer --51-- ist in einer Kulisse bzw. Führungsnut --52-- geführt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einem das Getriebe umgebenden Gehäuse --53-- ausgebildet ist. Die Kulisse --52-- ist an der Innenseite der Gehäusewand angeordnet und verläuft vorzugsweise kreisförmig ringsherum. Das Verschieben des Schlittens --50-- in bezug auf die Antriebswelle --13-- wird dadurch erreicht, dass die Drehachse-A-der Antriebswelle-13exzentrisch zum Mittelpunkt des Gehäuses --53-- bzw. exzentrisch zum Mittelpunkt der Kulisse-52liegt.
Wenn bei Beginn eines Bewegungszyklus durch Drehung der Antriebswelle --13-- um die Drehachse - A-- der Mitnehmer --51-- in der Kulisse --52-- bewegt wird, so erfolgt zwangsläufig eine Verschiebung des Schlittens--50-in bezug auf die Drechachse-A-mit der Wirkung, dass die erwünschte Exzentrizität der Triebrolle-10-gegenüber der Drehachse-A-erhalten wird.
Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einfachen Aufbau und durch präzise Arbeitsweise aus. Es sind lediglich wenig bewegliche Teile vorhanden und die Funktionsweise ist zuverlässig.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 wird der echte Stillstand dadurch erreicht, dass während der Nullstellung die Triebrolle --10-- bzw. deren Achse-C-mit der antriebsseitigen Drehachse-Agleichachsig ist. Zu Beginn eines Drehtaktes wird durch ein besonderes, zusätzliches Zwischengetriebe zunächst
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eine etwas veränderte Charakteristik der Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung dadurch, dass die Relativstellung zwischen der Triebrolle --10-- und der abtriebsseitigen Drehachse--B-während des Antriebes veränderbar ist.
Das Zwischengetriebe, durch das die Triebrolle --10-- bei Beginn des Antriebes aus der Nullstellung gemäss Fig. 2 und 3 herausbewegt wird, besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Exzenter - mit einer gegenüber der abtriebsseitigen Drehachse --B-- exzentrischen Drehachse --D--. Der Exzenter --17-- der über einen schwenkbaren Arm mit der Triebrolle --10-- verbunden ist, ist auf einem Zahnrad--18--gelagert, das gleichachsig zur Abtriebswelle --15-- drehbar auf der Abtriebswelle --15-angeordnet ist.
Das Zahnrad --18-- steht in Eingriff mit der Innenverzahnung eines Zahnkranzes-20-.
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Antriebsscheibe-12-angetrieben.- greift in die als Langloch --23-- ausgebildete Kulisse der Abtriebsscheibe --14-- ein. Das Zahnrad --18-- ist hiebei mit einer segmentartigen Ausnehmung --32-- für den Durchtritt des Mitnehmers --22-- versehen.
Die Drehbewegung der Antriebswelle-13--wird bei Beginn eines Drehtaktes zunächst über die Aussenverzahnung-21-der Antriebsscheibe-12-auf den zahnkranz --20-- übertragen und von
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gegenüber dieser ein Abstand-x-entsteht. Da die Drehbewegung der Antriebswelle --13-- und damit der Kulisse --11-- weiterdreht, beginnt nunmehr mit der Entstehung des Abstandes-x-die übertragung der Drehbewegung auf die Abtriebsscheibe --14-- bzw. Abtriebswelle --15-- durch den Mitnehmer--22--. Im weiteren Verlauf des Drehtaktes wird eine ähnliche Charakteristik der Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung auf der Abtriebsseite erzielt wie bei dem vorangehenden Ausführungsbeispiel.
Der Exzenter--17--wird ebenfalls gedreht, bis er schliesslich die Ausgangsstellung wieder erreicht. Dadurch erhält das Getriebe am Ende eines Drehtaktes wieder eine echte Nullstellung, in der die Achse --C- der Triebrolle -10-- mit der Drehachse--A--derAntriebswelle--13--übereinstimmt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Beschleunigungen am Anfang und Ende des Drehtaktes sehr klein und die maximale Beschleunigung bei 900 ist ebenfalls verhältnismässig klein. Schliesslich wird eine echte Nullstellung erreicht.
In Fig. 4 und 5 ist die Anwendung eines Schaltgetriebes nach Fig. 1 für den Antrieb eines Rundtisches - 24-- einer Spritzgussmaschine mit mehreren Bearbeitungsstationen schematisch dargestellt. Die gleichförmige Drehbewegung eines nicht dargestellten Antriebsmotors wird über die Antriebswelle --13-- durch eine
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verbunden.Triebrolle--28--, die ihrerseits an einer Abtriebsscheibe--29--verschiebbar gelagert ist. Die Abtriebsscheibe --29-- ist über die Abtriebswelle --15- mit einem zahnrad --30-- verbunden, das in Eingriff mit einem am Rundtisch --24-- angebrachten Zahnkranz --31-- steht.
Die verschiebbare Lagerung der Triebrolle -28-- auf der Antriebsscheibe--29--sowie die Anordnung eines Mitnehmers, der mit der Triebrolle --28-- verbunden ist, sind in Fig. 4 und 5 nicht näher dargestellt, entsprechen jedoch der Ausführung nach Fig. 1.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Schaltgetriebes nach Fig. 4 und 5 liegt darin, dass eine günstige Geschwindigkeits-und Beschleunigungscharakteristik mit geringer Beschleunigung bzw. Verzögerung bei Beginn und am Ende des Drehtaktes erzielt wird. Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Schaltgetriebe einen einfachen Aufbau besitzt und bei entsprechendem übersetzungsverhältnis zwischen Zahnrad--30--und Zahnkranz - -31-- praktisch für eine beliebige Anzahl von Bearbeitungsstationen des Rundtisches anwendbar ist.
Fig. 6 zeigt ein Schaltgetriebe nach Fig. 1 mit angebauter Sicherungskupplung. In einem gemeinsamen, das Schaltgetriebe umgebenden Gehäuse --53-- sind auf einer Antriebswelle--13--, die aus dem Gehäuse - herausgeführt ist, eine Antriebsscheibe --12-- mit Triebrolle --10-- gelagert. Die Triebrolle --10-- ist in einer Kulisse --11-- einer Abtriebsscheibe --14-- geführt, die mit einer ebenfalls aus dem
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Abtriebswelle--15--festSchneckenrad--55--gelagert ist. Das Schneckenrad--55--steht mit einer Schnecke--56--in Eingriff, die von einem nicht dargestellten Elektromotor vorzugsweise über einen ebenfalls nicht dargestellten Keilriementrieb angetrieben wird.
Auf der Antriebsseite des Schaltgetriebes ist eine Sicherheitskupplung--57--angeordnet, die aus einem mit dem Schneckenrad--55--verbundenen Kupplungsteil--58--und einem mit der Antriebswelle
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-12-- verbundenen Kupplungsteil --59-- besteht.Kupplungsteile--58 und 59--sind mit ineinanderfassenden, radial gerichteten Kupplungszähnen--60 und 61--versehen. Der gegenseitige Eingriff der Kupplungszähne--60 und 61-- ist derart einstellbar, dass ein bestimmtes, für den Antrieb des Rundtisches od. dgl. erforderliches Drehmoment ohne Relativbewegung der Kupplungsteile--58 und 59--zueinander übertragbar ist. Wird das eingestellte kritische Drehmoment überschritten, z.
B. bei plötzlichem Anhalten des sich bewegenden Rundtisches, so wird der Eingriff der Kupplungszähne--60 und 61--aufgehoben und es findet eine Relativbewegung zwischen den Kupplungsteilen --58 und 59--statt, so dass die auftretenden Kräfte, nämlich die erhöhten Drehmomente nicht zu einem Bruch innerhalb des Getriebes sowie zu unerwünschten Verformungen von Teilen des Getriebes führen können und dass trotz der Relativbewegung der Kupplungsteile--58 und 59--zueinander der Nullpunkt des Getriebes in Relation zum Rundtisch erhalten bleibt.
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Der untere, dem Schneckenrad --55-- zugeordnete Kupplungsteil --58-- ist fest mit dem Schneckenrad --55-- verbunden und in Längsrichtung der Antriebswelle --13-- unverschiebbar, jedoch drehbar gelagert. Der Kupplungsteil --58-- ist in einer ringsherumlaufenden Ausnehmung-62angeordnet, in der auch der andere Kupplungsteil --59-- Aufnahme fmdet.
Der obere Kupplungsteil --59-- besteht aus einem in Axialrichtung der Antriebswelle --13-- und damit in bezug auf den unteren Kupplungsteil --58-- verschiebbaren Ring, an dessen Unterseite --64-- die mit den Kupplungszähnen --61-- in Eingriff stehenden Kupplungszähne --60-- angeordnet sind. Der ringförmige Kupplungsteil --59-- wird durch Druckfedern --65-- auf den unteren Kupplungsteil-58gedrückt. Die Belastung durch die Druckfedern --65-- ist einstellbar, so dass auch der Anpressdruck des Kupplungsteiles --59-- an den Kupplungsteil --58-- und damit das übertragbare Drehmoment einstellbar sind.
Der ringförmige Kupplungsteil --59-- ist auf der Antriebswelle --13-- gelagert, so dass Drehbewegungen übertragen werden können, also eine relative Drehbewegung zwischen dem Kupplungsteil - und der Antriebswelle --13-- vermieden wird. Die Verbindung kann beispielsweise als Keil-Nutverbindung--66--ausgestaltet sein.
Im Falle einer überbelastung, also im Falle einer Überschreitung des eingestellten kritischen Drehmomente, wird der obere Kupplungsteil--59--gegen die Belastung der Druckfedern--65--aufwärtsbewegt, wodurch die Kupplungszähne --60 und 61--ausser Eingriff gelangen und dadurch die Übertragung des Drehmomentes unterbleibt.
Ferner ist auf dem aus dem Gehäuse --53-- herausragenden unteren Ende der Antriebswelle--13--
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-68-- angeordnet,elektrischen Schalter (nicht dargestellt) zu betätigen, der seinerseits den Antriebsmotor (nicht dargestellt) abschaltet. Durch die antriebsseitige Anordnung des Nockens --68-- wird eine erhöhte Schaltgenauigkeit trotz der vorgegebenen Ungenauigkeit in den üblichen Schaltern erreicht. Auf der Nockenscheibe-67-können ausserdem weitere Nocken zur Betätigung anderer Schalter angeordnet sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltgetriebe, insbesondere zum taktweisen Antrieb von Rundtischen bei Spritzguss- und Vulkanisiermaschinen mit mehreren Spritz- bzw. Vulkanisierstellen, wobei eine konstante Drehbewegung in eine Drehbewegung ungleichförmiger Geschwindigkeit umgesetzt wird, mit einer Antriebswelle und mit einer im Abstand zu dieser angeordneten, parallel verlaufenden Abtriebswelle, wobei an einer der Wellen ein Triebzapfen vorgesehen ist, der in einer mit der andern Welle verbundenen, radial zu dieser verlaufenden Kulisse verschiebbar
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Triebrolle (10,28) in bezug auf die Drehachse der mit dem Triebzapfen verbundenen Welle (13 bzw. 15) verstellbar gelagert und mit einem Mitnehmer (22,51) verbunden ist, der in die im Abstand von der Abtriebswelle (15) angeordnete Kulisse (23,52) eingreift.
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