CH584369A5 - - Google Patents
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- CH584369A5 CH584369A5 CH194675A CH194675A CH584369A5 CH 584369 A5 CH584369 A5 CH 584369A5 CH 194675 A CH194675 A CH 194675A CH 194675 A CH194675 A CH 194675A CH 584369 A5 CH584369 A5 CH 584369A5
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- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/44—Making machine elements bolts, studs, or the like
- B21K1/46—Making machine elements bolts, studs, or the like with heads
- B21K1/466—Heading machines with an oscillating die block
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltwerk zur Erzeugung einer absatzweisen Drehbewegung, mit einer Antriebs- und einer Abtriebswelle. Derartige Schaltwerke haben die Aufgabe. eine Abtriebswelle periodisch um einen bestimmten Drehwinkel zu bewegen, wobei zwischen den einzelnen Drehschritten Pausen einer bestimmten Dauer eingehalten werden sollen. Die Bewegungsenergie wird dabei von einer sich mit konstanter Geschwindigkeit drehenden Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen. Die bekannten Schaltwerke einer ersten Gattung bestehen üblicherweise aus einem Zahnradgetriebe, bei dem ein Antriebszahnrad mit teilweise fehlenden Zähnen eingesetzt ist. Andere Anordnungen enthalten einen Sperrklinken-Mechanismus mit Stahlrollen oder -kugeln, mit Spiralfederklinken und/ oder mit Friktionsklinken. Bei der Anwendung solcher Schaltwerke ist es wichtig, dass das durch die Abtriebswelle bewegte Räderwerk während den Bewegungspausen in der zuletzt eingenommenen Lage verharrt. Dies ist aber bei den herkömmlichen Schaltwerken nicht ohne weiteres gewährleistet. Es ist deshalb oft eine Zusatzvorrichtung erforderlich, die die Abtriebswelle während der Bewegungspausen festhält und ein Wegdrehen aus der Ruhelage unterdrückt. Ohne diese Unterdrückung kann sich eine unpräzise und je nach Anwendung unbefriedigende Schrittbewegungs-Übertragung ergeben. Bei den Schaltwerken mit lückenhaften Zahnrädern wurde versucht, dieses Wegdrehen dadurch zu unterdrücken, dass an der Abtriebswelle konkave Einbuchtungen vorgesehen sind, in welche während den Bewegungspausen ein Exzenter der Antriebswelle geschwenkt wird. Bei den Schaltwerken mit Sperrklinken-Mechanismus ist zwar das Wegdrehen nach rückwärts durch Einschnappen einer Falle in eine Zahnscheibe unterdrückt. In allen Fällen aber arbeiten die bekannten Schaltwerke meist nicht genügend präzis, wodurch ein Betrieb bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten erschwert oder verunmöglicht wird. Ausserdem unterliegen gewisse Teile starker Abnützung. Das Einsetzen der Bewegungsschritte erfolgt ruckartig, wodurch wegen der auftretenden hohen Beschleunigungskräfte übermässige Beanspruchung der bewegten Teile und starke Geräuschentwicklung auftreten können. Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Schaltwerkes, welches die geschilderten Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet, bei welchem keine übermässigen Abnützungserscheinungen auftreten, bei welchem die Bewegungsschritte weich einsetzen und enden, bei welchem die Lage der Abtriebswelle in den Bewegungspausen ohne Zusatzeinrichtungen stabil bleibt, mit welchem sich grosse Drehmomente übertragen lassen und welches auch bei hohen Betriebsgeschwindigkeiten geräuscharm arbeitet. Erfindungsgemäss ist dieses Schaltwerk gekennzeichnet durch ein Umlauf-Zahnradgetriebe mit einem auf der Abtriebswelle des Schaltwerkes befestigten Sonnenrad, durch einen Planetenträger und daran drehbar gelagerten Planetenrädern und durch ein zweites, zur Abtriebswelle konzentrisches Zahnrad, welcher Planetenträger und welches zweite, zur Abtriebswelle konzentrische Zahnrad des Umlaufgetriebes je über ein Zahnradpaar mit der Antriebswelle des Schaltwerkes verbunden sind, wobei mindestens eines dieser beiden Zahnradpaare aus unrunden Zahnrädern besteht. Die Erfindung soll anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel in teilweiser Quer schnitts-Perspektiv-Darstellung. Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel; Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel und Fig. 4 ein im Eingriff stehendes unrundes Zahnradpaar in axialer Ansicht. Das in Fig. 1 dargestellte Schaltwerk enthält eine Antriebswelle 10 und eine Abtriebswelle 20 in paralleler Anordnung. Zwei unrunde Zahnräder 11 und 12 sitzen auf der Antriebswelle 10, und zwei weitere, angetriebene unrunde Zahnräder 21 und 22 sind auf der Abtriebswelle 20 drehbar gelagert. Die unrunden Zahnräder 11 und 21 sowie 12 und 22 stehen unter gleichem Achsenabstand paarweise miteinander im Eingriff. Beide Enden 101 und 102 der Antriebswelle 10 bzw. 201 und 202 der Abtriebswelle 20 sind in den Gehäusewänden des Schaltwerkes (nicht dargestellt) drehbar gelagert. Das eine angetriebene, unrunde Zahnrad 21 ist mit einem Planetenträger 24 eines Umlaufgetriebes verbunden. Der Planetenträger 24 ist seinerseits mittels eines Lagers 23 auf der Abtriebswelle 20 drehbar gelagert. Er weist mindestens zwei Auslegerwellen 241 auf, welche je ein mittels eines Lagers 25 drehbar gelagertes Planetenzahnrad 26 tragen. Das andere angetriebene, unrunde Zahnrad 22 ist mittels Bolzen 90 (es ist nur einer dargestellt) mit einem innenverzahnten Hohlrad 28 verbunden, dessen Zahnkranz mit den Planetenzahnsädern 26 im Eingriff steht. Ebenso steht ein Sonnenzahnrad 203 mit den Planetenzahnrädern 26 im Eingriff, welches Sonnenzahnrad die Bewegung der Planetenzahnräder 26 auf die Abtriebswelle 20 und das darauf befestigte Abtriebszahnrad 29 überträgt. Wird nun die Antriebswelle 10 durch einen (nicht dargestellten) Motor angetrieben, werden beide unrunden Zahnradpaare 11 und 21 sowie 12 und 22 in Drehung versetzt. Es drehen sich somit auch der Planetenträger 24 und das Hohlrad 28 mit Innenzahnkranz. Da sich nun wegen der Formgebung der unrunden Zahnradpaare 11 und 21 sowie 12 und 22 die Drehgeschwindigkeiten des Planetenträgers 24 und des Hohlrades 28 laufend ändern, ändert sich auch die resultierende Drehgeschwindigkeit des Sonnenzahnrades 203 und der Abtriebswelle 20. Bei geeigneter Form der Hüllkurven der unrunden Zahnräder und bei geeigneter, gegenseitiger Phasenlage der beiden Paare ergibt sich die gewünschte, absatzweise Drehbewegung der Abtriebswelle 20 mit völligem Stillstand in den Bewegungspausen. Das Umlaufgetriebe arbeitet als Differenzgetriebe, d.h. die momentane Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 20 ist proportional zur Differenz aus der momentanen Drehgeschwindigkeit des Planetenträgers 24 und jener des Hohlrades 28. Auch wenn nur eines der Zahnrad paare 11 und 21 bzw. 12 und 22 unrunde Zahnräder aufweist, kann bei geeigneter Dimensionierung der Teile die gewünschte, absatzweise Drehbewegung der Abtriebswelle 20 erzielt werden. Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist die Zentralwelle des Umlaufgetriebes in zwei Abschnitte 40 und 50 geteilt. Diese sind einzeln drehbar gelagert, aber gegenseitig axial ausgerichtet. Abschnitt 50 ist die Abtriebswelle. Ein unrundes Zahnrad 52 ist mittels der Lager 54 drehbar auf der Abtriebswelle 50 gelagert. Es weist mindestens zwei Auslegerwellen 521 auf, welche je ein drehbar gelagertes Stufenzahnrad 53 tragen. Das unrunde Zahnrad 52 ist also zugleich Planetenträger des Umlaufgetriebes. Auf der Abtriebswelle 50 sitzt ausserdem ein Sonnenzahnrad 501, welches mit dem grösseren Zahnkranz der Stufenzahnräder 53 im Eingriff steht, und welches die Bewegung der letzteren auf die Abtriebswelle 50 überträgt. Abschnitt 40 der Zentralwelle ist mittels der Lager 402 und 403 drehbar gelagert und trägt seinerseits ein unrundes Zahnrad 41 und ein konzentrisches Zahnrad 401, welches an seiner Stirnseite ein Lager 502 zur Aufnahme der Abtriebswelle 50 trägt. Das Zahnrad 401 ist mit dem kleineren Zahnkranz der Stufenzahnräder 53 im Eingriff. Es entspricht in seiner Funktion dem Hohlzahnrad 28 gemäss Fig. 1. Wiederum arbeitet das Umlaufgetriebe als Differenzgetriebe, hier für die momentanen Drehgeschwindigkeiten der Zahnräder 52 und 401. Bei geeigneter Dimensionierung der Teile wird die gleichförmige Drehung der Antriebswelle 30 in die gewünschte, absatzweise Drehbewegung der Abtriebswelle 50 umgeformt. Ein drittes Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 hat die gleichen Hauptmerkmale wie die vorstehend erläuterten Schaltwerke. Die Konstruktion des hier gezeigten Antriebes weicht jedoch in einigen Punkten ab. Eine Antriebswelle 60 ist in Gehäusewänden 611 und 621 mittels der Lager 601 und 602 drehbar gelagert und trägt zwei unrunde Zahnräder 61 und 62. Diese stehen im Eingriff mit je einem unrunden Zahnrad 71 bzw. 82. Das eine angetriebene, unrunde Zahnrad 71 ist mittels der Bolzen 711 fest mit einem Kegelzahnrad 73 verbunden, welches mittels der Lager 72 drehbar auf einer Welle 70 gelagert ist. Das andere angetriebene, unrunde Zahnrad 82 ist mittels Schrauben 821 mit einem Planetenträger 84 fest verbunden, welcher seinerseits mittels der Lager 83 auf der Abtriebswelle 80 drehbar gelagert ist. Der Planetenträger 84 hat die Form eines Hohlkegels und trägt an seiner Innenseite mindestens zwei Hilfswellen 841, auf denen je ein mittels der Lager 85 drehbar gelagertes Kegelzahnrad 86 sitzt. Diese Kegelzahnräder 86 sind einerseits mit einem auf der Abtriebswelle 80 angeordneten Sonnenzahnrad 801 und andererseits mit dem Kegelzahnrad 73 im Eingriff. Wiederum ergibt sich die resultierende Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 80 aus der Differenz der sich zyklisch äussernden Drehgeschwindigkeiten der beiden angetriebenen, unrunden Zahnräder 71 und 82. Bei geeigneter Form, Grösse und gegenseitiger Phasenlage der unrunden Zahnräder führt die Abtriebswelle 80 eine absatzweise Drehbewegung aus, die sich periodisch vom Stillstand bis zu einem Drehgeschwindigkeits-Maximum ändert. Die Antriebswelle 60 wird dabei mit konstanter Drehgeschwindigkeit angetrieben. Die Vorteile der gezeigten Schaltwerke liegen darin, dass an der Abtriebswelle der Übergang vom Stillstand zur höchsten Drehgeschwindigkeit und umgekehrt nicht schlagartig oder ruckweise, sondern weich einsetzend und kontinuierlich erfolgt, und dass die erforderlichen hohen Beschleunigungskräfte zur Bewegung von grossen Massen bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten geräusch- und abnützungsarm übertragen werden können.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCHSchaltwerk zur Erzeugung einer absatzweisen Drehbewegung, mit einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle, gekennzeichnet durch ein Umlauf-Zahnradgetriebe mit einem auf der Abtriebswelle (20; 50; 80) des Schaltwerkes befestigten Sonnenrad (203; 501; 801), durch einen Planetenträger (24; 52; 84) und daran drehbar gelagerten Planetenrädern (26; 53; 86) und durch ein zweites, zur Abtriebswelle (20; 50; 80) konzentrisches Zahnrad (28; 401; 73), welcher Planetenträger (24; 52; 84) und welches zweite, zur Abtriebswelle konzentrische Zahnrad (28; 401; 73) des Umlaufgetriebes je über ein Zahnradpaar (11 und 21, 12 und 22; 31 und 41, 32 und 52; 61 und 71, 62 und 82) mit der Antriebswelle (10; 30; 60) des Schaltwerkes verbunden sind, wobei mindestens eines dieser beiden Zahnradpaare (11 und 21, 12 und 22; 31 und 41, 32 und 52; 61 und 71, 62 und 82) aus unrunden Zahnrädern besteht.UNTERANSPRÜCHE 1. Schaltwerk nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide, die Antriebswelle (10; 30; 60) mit dem Umlauf-Zahnradgetriebe verbindenden Zahnradpaare (11 und 21, 12 und 22; 31 und 41, 32 und 52; 61 und 71, 62 und 82) aus unrunden Zahnrädern bestehen.2. Schaltwerk nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite, zur Abtriebswelle (20) des Schaltwerkes konzentrische Zahnrad (28) des Umlaufgetriebes ein Hohlzahnrad mit Innenverzahnung ist.3. Schaltwerk nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenräder (53) Stufenzahnräder sind.4. Schaltwerk nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite, zur Abtriebswelle (80) konzentrische Zahnrad (73) sowie auch die Planetenräder (86) und das Sonnenrad (801) Kegelzahnräder sind.
Priority Applications (6)
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PL | Patent ceased |