Einrichtung zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Er zeugung einer intermittierenden Drehbewegung aus einer kontinuierlichen Drehbewegung.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Ein richtung der genannten Art, die robust und preiswert ist und vorwiegend aus gebräuchlichen Einzelteilen, wie Zahnräder, Kettenräder, Antriebskette, besteht, welche jedoch auf neue Weise in Beziehung zuein ander gesetzt sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, in jedem Zyklus der intermittierenden Drehbewegung eine Verweilperiode zu schaffen, die sehr genau ist und an deren Beginn und Ende eine Verzögerung bzw. eine Beschleunigung mit weichen Übergängen auftritt, nicht mit so schlagartigen wie bei dem bekannten Malteserkreuz.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist gekenn zeichnet durch ein Eingangsantriebselement gleich mässiger Geschwindigkeit, welches drehbar auf einer in bezug auf das Gehäuse festen Welle gelagert ist, durch ein Kettenrad, welches in achsparalleler Lage zum Eingangsantriebselement auf demselben exzen trisch starr befestigt ist und mit seinem Teilkreis genau bis zur verlängerten Rotationsachse des Ein gangsantriebselementes reicht, durch ein sich inter- mittierend drehendes Ausgangsglied mit einem Ket tenrad, welches drehbar auf einer festen Welle an gebracht ist, die im Abstand parallel zum Eingangs antriebselement liegt, durch eine flexible, endlose Antriebskette, die über die Kettenräder läuft,
und durch mit der Antriebskette in Eingriff stehende Mittel, um die Kette angespannt zu halten.
In der folgenden Beschreibung sind mehrere Aus führungsbeispiele der Einrichtung gemäss der Erfin dung anhand der beigefügten Zeichnungen näher er läutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungs beispiel der Einrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht des gleichen Beispieles, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Bezie hungen zwischen den Zahnrädern, Kettenrädern und der Rollenkette der gleichen Einrichtung zu Beginn der Verweilperiode, Fig. 4 eine zu Fig. 3 analoge Darstellung, welche die Lage der Elemente am Ende der Verweilperiode zeigt, Fig. 5 eine Darstellung ähnlich derjenigen von Fig. 3,
welche eine Lage der Elemente zwischen dem Anfang und dem Ende des Antriebszyklus zeigt, Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zwei ten Ausführungsform der Erfindung, wobei mit voll ausgezogenen Linien die Lage der Elemente am An fang der Verweilperiode und mit gestrichelten Linien die Lage der Elemente am Ende der Verweilperiode darstellt, Fig. 7 eine zu Fig. 6 analoge Darstellung, welche eine Lage der Elemente zwischen dem Anfang und dem Ende des Antriebszyklus zeigt, wobei die Ra dien in gestrichelten Linien zwei Verweilstellungen für einen einzigen Ausgangszyklus darstellen,
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines wei teren Ausführungsbeispieles der Erfindung, bei wel chem die intermittierend drehende Ausgangswelle mit einer zweiten Einrichtung zur Erzeugung einer inter- mittierenden Drehbewegung gekuppelt ist, um eine weitergehende Anpassungsfähigkeit der Einrichtung zu bekommen.
Der Aufbau 10 in den Fig. 1 und 2 weist eine Basisplatte 11 und einen Ständer 12 auf, der in übli cher Weise an der Basisplatte 11 mittels Bolzen 13 befestigt ist.
Am Ständer 12 ist ein Antriebsaggregat 14 an gebracht, welches aus einem Elektromotor 15 und einem Getriebekasten 16 besteht. Der Motor 15 ist am Ständer 12 durch seine Basisplatte 17 mittels Klemmschrauben 18 befestigt und an die Stromquelle über eine elektrische Leitung 19 und einen Schalter 20 angeschlossen. Der Getriebekasten 16 kann mit dem Motor 15 in üblicher Bauart aus einem Stück bestehen und weist eine Welle 21 auf, auf welcher ein Ritzel 22 festsitzt. Ein als Eingangsantriebsele- ment dienendes Zahnrad 23 kämmt mit dem Ritzel 22 und ist mit einem Wellenstumpf 24 versehen, der, wie Fig. 1 und 2 zeigen, in einem Lager 25 drehbar gelagert ist.
Das Lager 25 ist an der Basis platte 11 mittels Bolzen 26 so befestigt, dass die Achse der Welle 24 in bezug auf die Basisplatte und den Aufbau 10 festgelegt ist.
Ein Kettenrad 27 ist an der einen Seite des Zahnrades 23 mittels Bolzen 28 derart befestigt, dass die Ebene des Kettenrades wenig oberhalb und par allel zu der Seitenfläche des Zahnrades 23 liegt. Der Teilkreis 29 des Kettenrades 27 schneidet genau die verlängerte Rotationsachse 30 des Wellenstumpfes 24 und des Zahnrades 23. Die Achse 31 des Ketten rades 27 liegt also exzentrisch zu derjenigen des Zahnrades 23 und rotiert mit dem Zahnrad 23 um die Welle 24, deren Lage in bezug auf den Aufbau 10 festgelegt ist. Ein Gegengewicht 23a kann in übli cher Weise an der Unterseite des Zahnrades 23 zum dynamischen Auswuchten des Eingangszahnrades be festigt sein.
Ein Ausgangsglied 32 weist ein Ketten rad 33 auf, welches auf einem Wellenstumpf 34 sitzt, der mittels eines Lagers 35 drehbar gelagert ist. Das Lager 35 ist an der Basisplatte 11 derart angebracht, dass die Achse 36 der Welle 34 im Abstand parallel zur Achse 30 des Zahnrades 23 festliegt. Das Kettenrad 33 liegt in derselben Ebene wie das Kettenrad 27 und ist auf der Welle 34 befestigt, so dass es mit dieser umlaufen kann.
Eine Anzeigescheibe 37 ist gleichfalls auf der Welle 34 befestigt und mit einer radialen Markie rung 38 versehen, um das Betriebsverhalten des Ausgangsgliedes 32 während jedes Arbeitszyklus an zuzeigen. Eine Zeigevorrichtung ist fest an der Basis 11 angebracht, um die relative Lage der Scheibe 37 und ihrer Radialmarke 38 anzuzeigen. Das Zeiger element weist einen Ständer 39 auf, an welchem, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ein Zeigerarm 40 durch eine Klemmschraube 41 befestigt ist.
Die Scheibe 37 ist nur zwecks Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung dargestellt; in Wirklichkeit kann das Aus gangsglied mit Organen oder Vorrichtungen verbun den sein, welche dazu bestimmt sind, intermittierend angetrieben zu werden, und welche entweder an der Welle 34 angebracht sind oder durch sie indirekt angetrieben werden.
Das Element, durch welches die intermittierende Bewegung auf das Ausgangsglied 32 übertragen wird, ist eine flexible, endlose Antriebskette 42, welche mit üblichen Gelenken 43 und Rollelementen 44, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ausgerüstet sein kann. Die Kette 42 läuft über die beiden Kettenräder 27 und 37. Um die Rollenkette angespannt zu halten, sind allgemein mit 45 bezeichnete Mittel vorhanden, wel che die Aufgabe haben, die Rollenkette 42 stets in straffem Zustand zu halten, auch wenn sie während eines grösseren Zeitraumes einem Verschleiss unter worfen ist.
Die Mittel 45 weisen ein Zahnrad 46 auf, das mit dem Zahnrad 23 kämmt und vorzugs weise denselben Durchmesser aufweist, um ein über setzungsverhältnis von 1:1 zwischen den beiden Zahnrädern zu erzielen, die beide gegensinnig um laufen. Das Zahnrad 46 weist einen zentral an ihm befestigten Wellenstumpf 47 auf, der in einem Lager 48 drehbar gelagert ist, welches wiederum an der Basisplatte 11 mittels Bolzen 26 befestigt ist. Die Achse 49 des Zahnrades 46 liegt in bezug auf den Aufbau 10 fest und in gegebenem Abstand von der Achse 36 des Ausgangsgliedes 32 und der Achse 30 des Eingangsantriebselementes 23. Exzentrisch zum Zahnrad 46 ist an diesem ein Wellenstumpf 50 be festigt, dessen Achse 51 im Abstand parallel zur Achse 49 verläuft.
Vorzugsweise hat die Achse 51 denselben radialen Abstand von der Achse 49 des Zahnrades 46 wie die Achse 31 des Kettenrades 27 von der Achse 30 des Eingangsantriebselementes 23. Ein Kettenrad 52 liegt in der gleichen Ebene wie die Kettenräder 27 und 33 und ist auf dem Wellen stumpf 50 frei drehbar gelagert. Die Kette 42 ist auch mit dem zuletzt erwähnten Kettenrad 52 in Eingriff und treibt dieses an. Ein Gegengewicht 46a kann an der Unterseite des Zahnrades 46 befestigt sein, um zum dynamischen Auswuchten des Zahn rades 46 und seines zugehörigen Kettenrades 52 bei zutragen.
Ein Zwischenrad 53, über das die Kette 42 läuft, liegt gleichfalls in der gleichen Ebene mit den zuvor erwähnten Kettenrädern 27, 33 und 52 und ist auf einem Wellenstumpf 54 frei drehbar gelagert. An der Welle 54 ist ein Schwenkarm 55 befestigt, welcher sich radial nach aussen von der Welle 54 hinweg erstreckt. Die Welle 54 ist ihrerseits ebenfalls dreh bar in einem Lager 56 gelagert, das an der Basis platte 11 mittels Bolzen 26 befestigt ist. Da die Zwi schenrolle 53 unabhängig von der Welle 54 umlaufen kann, kann der Schwenkarm 55 jede radiale Lage einnehmen, während die Rolle 53 mit der Rollen kette 42 im Leerlauf angetrieben wird. Die Zwi schenrolle 53 rotiert um eine Achse 57, welche in bezug auf den Aufbau 10 festgelegt ist.
Ein Teil der Mittel 45, um die Kette 42 an gespannt zu halten, ist ein Kettenspannerblock 58 mit einer Gleitfläche 59, welche sich in Berührung mit der äusseren Peripherie der Kette 42 befindet. Der Block 58 ist mit dem Schwenkarm 55 durch einen Gelenkbolzen 60 verbunden, der eine Verlängerung 61 aufweist, die sich nach oberhalb des Schwenk armes 55 erstreckt. Das eine Ende 62 einer Feder 63 ist an der Verlängerung 61 angehängt. Das andere Ende 64 der Feder 63 ist an dem Ständer 39 be festigt, welcher den Zeiger 40, wie zuvor beschrieben, trägt.
Beim Betrieb der beschriebenen Einrichtung zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung überträgt der Antriebsmotor 14 eine gleichmässige Drehbewegung über das Ritzel 22 zum Eingangsan- triebselement 23 und bewirkt, dass dieses sich in Fig. 1 im Uhrzeigersinn dreht. Wie in den schema tischen Darstellungen der Fig. 3, 4 und 5 veranschau licht ist, zwingt das Eingangsantriebselement 23 das an ihm exzentrisch angebrachte Kettenrad 27, um die Achse 30 umzulaufen.
Da das Kettenrad 27 fest am Zahnrad 23 befestigt ist, macht es bei jeder Umdrehung des Zahnrades 23 auch eine Umdrehung um seine eigene Achse, wodurch das Ausgangsglied 32 angetrieben wird. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage nach Fig. 3 beginnt das Kettenrad 27 gerade eine Verweilperiode, in welcher eine Rolle 44 der Rollenkette mit der Achse 30 axial fluchtet. Diese Rolle 44 bleibt in der axial ausgefluchteten Lage für die ganze Zeit, die das Kettenrad 27 be nötigt, um mit der nächsten Rolle 44 der Kette 42 in Eingriff zu kommen.
Während dieser Zeitdauer bleibt auch das Ausgangsglied 32 stehen. Hierauf wird die Rollenkette 42 bewegt, bis eine vollständige Umdrehung des Eingangsantriebselementes 23 be werkstelligt ist, und wieder eine Rolle 44 mit der Achse 30 des Zahnrades 23 zusammenfallen kann. Dann bleibt die Rollenkette 42 erneut bewegungslos, bis das Zahnrad 23 eine Teildrehung, in dem vorlie genden Fall von ungefähr 60 , ausgeführt hat.
Wenn gewünscht wird, die Kette 42 und das Ausgangs glied 32 während der Verweilperiode absolut bewe gungslos zu halten, empfiehlt sich, eine etwas kleinere Teildrehung des Antriebsrades 23 vorzusehen; es wird daran erinnert, dass die mit der Achse 30 axial ausgerichtete Rolle 44 jeweils anfängt, sich von der Achse 30 wegzubewegen, wenn das Kettenrad 27 die in Fig. 4 gezeigte Lage erreicht. Während der Verweilperiode bleibt die radiale Marke 38 auf den Zeiger 40 ausgerichtet.
Wenn das Zahnrad 23 seine Drehung von der Lage nach Fig. 4 zu derjenigen nach Fig. 5 fortsetzt, wird die Kette 42 gezwungen, mit sanfter Beschleunigung wieder anzulaufen, und sie erreicht ihre grösste Geschwindigkeit ungefähr in der in Fig. 5 dargestellten Lage. Danach erfährt die Kette 42 eine Verzögerung, bis das Kettenrad 27 wieder den Anfang seiner Verweilperiode, der in Fig. 3 gezeigt ist, erreicht.
Charakteristisch für den intermittierenden Antrieb der Kette 42 und des Aus gangsgliedes 32 ist das Fehlen jedes schlagartigen An laufes und Anhaltens, welches vielen Arten intermit- tierender Antriebe, wie z. B. für das bekannte Mal teserkreuz, eigen ist.
Da das Kompensationszahnrad 46 mit dem Zahn rad 23 im Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 kämmt, macht das Kettenrad 52 gleichfalls eine Umdrehung. Da jedoch die Drehrichtung des Kompensationszahn rades 46 derjenigen des Zahnrades 23 entgegengesetzt ist, befindet sich das Kettenrad 52 in seiner höchsten Lage, während das Kettenrad 27 sich in seiner nied rigsten Lage befindet, wie man der Fig. 3 entnehmen kann. Während der Verweilperiode liegen die Achsen 51 und 31 angenähert in der gleichen Ebene wie die Achsen 49 und 30 der Zahnräder 46 und 23. Diese Vorrichtung hat die Aufgabe, die Verlängerung der Kette bzw. deren Kürzung zwischen den Ketten rädern 27 und 52 aufzufangen.
Demzufolge braucht der Kettenspannerblock 58 sich nur eine kurze Strecke quer zur Verbindungslinie zwischen der Achse 51 des entsprechenden Kompensationsketten- rades 52 und der Achse 57 der Leerlaufrolle 53 hin und her zu bewegen. Es ist ein beachtlicher me chanischer Vorteil, dass der Kettenspannerblock 58 gegen denjenigen Teil der Rollenkette 42 drückt, der zwischen Leerlaufrolle 53 und Kettenrad 52 liegt; denn hier kann die Feder verhältnismässig schwach bemessen werden und trotzdem die Rollenkette 42 in ausreichend straffer Spannung gehalten werden.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist im all gemeinen dieselbe Beziehung der Elemente zueinan der gezeigt, wie vorgehend mit Ausnahme der Be messung des Ausgangskettenrades 33. Wie Fig. 6 zeigt, hat das Ausgangskettenrad 65 den doppelten Durchmesser des in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Ketten rades 33. Das grössere Ausgangskettenrad 65 bewirkt zwei Verweilperioden bei einem Zyklus des Aus gangsgliedes.
Die Marke 38 steht in der einen Ver- weilperiode beim Zeiger 38a (Fig. 6), in der andern Verweilperiode in der diametral entgegengesetzten Lage, wie mit gestrichelten Linien in Fig. 7 dar gestellt ist. Es werden daher während jedes Zyklus zwei maximale Geschwindigkeitsstellungen vorkom men, von denen die eine durch die Lage des Aus gangskettenrades 65 in Fig. 7 angezeigt ist, und die andere sich in etwa entgegengesetzter Lage befindet, wenn das Ausgangskettenrad 65 sich ungefähr um 180 gedreht hat.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 wird eine zusätzliche Vielseitigkeit der Einrichtung zur Erzeu gung einer intermittierenden Bewegung durch Ver wendung der Ausgangswelle 34a als Eingangsantrieb für eine zweite gleiche Einrichtung gewonnen; in der zweiten Einrichtung ist das Eingangszahnrad mit 23a, das Eingangskettenrad mit 27a und das Aus gangsglied mit 32a bezeichnet; die Ausgangswelle 34a ist mit dem Ausgangsglied 32 mittels eines Ein stellgliedes 66 verstellbar verbunden;
mit dieser Vor richtung kann der natürliche Verweilwinkel des Ein- ga,ngsantriebselementes 23a zu demjenigen des Ein gangsantriebselementes 23 addiert werden, so dass das Ausgangsglied 32a in angehaltener Stellung während annähernd 120 der Rotation des Eingangszahnra des 23 stillstehen kann. Auch andere Kombinationen des Startens, des Anhaltens,
des Beschleunigens und des Verzögerns können durch Einstellung der relati ven Lage der Ausgangswelle 34a in bezug auf das Ausgangsglied 32 erhalten werden.
Die beschriebene Einrichtung zur Erzeugung einer intermittierenden Bewegung verwendet Teile, welche in bezug auf die zugehörigen Achsen mit der Ausnahme der Kettenspannvorrichtung gleichsinnig umlaufen, jedoch ist die Anordnung so, dass die Hin- und Herbewegung des Kettenspannerblocks ge ringfügig und die Masse der damit verbundenen Teile verhältnismässig leicht ist, im Gegensatz zu den gro ssen Massen von hin und her bewegten Wellen und ähnlichen Vorrichtungen, die bisher üblicherweise be nutzt wurden, um intermittierende Drehbewegungen zu erzeugen.
Wegen der glatten Laufeigenschaften können die beschriebenen Einrichtungen auch bei hohen Geschwindigkeiten ohne Vibrationen betrie ben werden. Ferner sind die Teile so zueinander an geordnet, dass keine hohen Spannungen an irgendwel chen Stellen entstehen, wodurch Verschleiss und Bruch auf ein Minimum reduziert sind.