DD147867B1

DD147867B1 - STEP SCHALTWERK

Info

Publication number: DD147867B1
Application number: DD21763579A
Authority: DD
Inventors: Harald Martin; Roland Koehler
Original assignee: Harald Martin; Roland Koehler
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1983-06-08
Also published as: DD147867A1

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die der Erfindung zu Grunde liegende Vorrichtung kann überall dort Anwendung finden, wo ein diskontinuierlicher, stoßfreier Antrieb von Teil- bzw. Drehtischen, Förderketten und anderen Maschinenelementen zur Werkstück- bzw. Werkzeughandhabung in gleichmäßigen, einer Programmsteuerung folgenden Zeitintervallen notwendig ist. Das betrifft Fertigungsmaschinen, Verarbeitungsmaschinen, Einrichtungen für Transport und Handhabung von Werkstücken und Werkzeugen in automatischen Arbeitsabläufen.The underlying device of the invention can be found everywhere where a discontinuous, shock-free drive of part or rotary tables, conveyor chains and other machine elements for workpiece or tool handling in uniform, a program control following time intervals is necessary. This applies to production machines, processing machines, facilities for the transport and handling of workpieces and tools in automatic work processes.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur Erzeugung von diskontinuierlichen Drehbewegungen zum Antrieb der im „Anwendungsgebiet" aufgezeigten Maschinenelemente, insbesondere für kurze Taktzeiten und kleine bis mittlere Schaltwinkel, wird im allgemeinen eine gleichmäßige (kontinuierliche) Drehbewegung mittels spezieller Getriebe, wie Malteser-Getriebe, Kurbefgetriebe in Verbindung mit einer Kurbelschwinge und entsprechenden Rastklinken u.a. eine schrittweise (diskontinuierliche) Drehbewegung erzeugt. Dazu werden definierte, jedoch nicht immer stoßfreie Bewegungsabläufe erzielt und speziell bei den Malteserantrieben eine exakte Arretierung der anzutreibenden Maschinenelemente erreicht. Bei den anderen Lösungen wird bei Bedarf die Arretierung der anzutreibenden Maschinenelemente im Ruhezustand durch eine ständig wirkende Reibungsbremse erreicht, deren Bremsmoment durch den Antriebsmechanismus zusätzlich überwunden werden muß (z.B. Werkstücktransport: Scheibe der SchweHenschrauben-Erwärmungsanlage —Konkurrenzerzeugnis—). Diese Lösungen eignen sich insbesondere für gleichmäßig abteufende Arbeitstakte wie z.B. in Druckereimaschinen, Webstühlen u.a., wozu die Taktzeit durch entsprechende Änderung der Antriebsdrehzahl variiert werden kann. Sie haben den entscheidenden Nachteil, daß sie nicht oder nur mit erheblichem Aufwand für schlagartige Unterbrechungen des Arbeitsspieles (z.B. infolge Havarie u.a.) und zum unregelmäßigen Betrieb, d.h. zum Weitertakten auf Abruf geeignet sind, da hierzu die Antriebsbewegung kurzfristig unterbrochen wird bzw. unstetig erfolgen muß. Eine weitere Möglichkeit des diskontinuierlichen Antriebs jedoch vorwiegend für größere Schaltwinkel (alpha gleich oder größer 30°) und längere Taktzeiten (t größer als 3 s) ist der direkte elektromotorische Antrieb. Dabei wird der Antriebsmotor ständig an- und abgeschattet und die exakte Arretierung durch zusätzlich anzusteuernde mechanische Elemente erreicht. Diese Antriebsart für kleine Taktzeiten und Schattwinkel mit entsprechenden Schrittschaltmotoren läßt nur eine geringe Trägheit der anzutreibenden Teile zu. Als weitere prinzipielle Lösungsmöglichkeit für einen diskontinuierlichen Antrieb sind elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebene Schrittschaltwerke bekannt. Hierbei wird die durch das Antriebselement (Elektromagnet bzw. Arbeitszylinder) erzeugte translatorische Bewegung mittels spezieller Getriebeelemente in eine rotatorische Bewegung umgewandelt. Diese Antriebe besitzen im allgemeinen und im speziellen folgende Nachteile:For generating discontinuous rotational movements for driving the "application area" indicated machine elements, especially for short cycle times and small to medium switching angle, in general a uniform (continuous) rotational movement by means of special gear, such as Maltese transmission, crank gear in conjunction with a rocker arm and For this purpose defined, but not always bumpless motion sequences are achieved and achieved especially in the Maltese drives an exact locking of the machine elements to be driven in the other solutions, if necessary, the locking of the driven machine elements in the idle state by a constantly acting friction brake achieved, the braking torque must be overcome by the drive mechanism in addition (eg workpiece transport: disk of Schwehenschrauben-heating system -Competitive These solutions are particularly suitable for equally evacuating working cycles, such as in printing machines, looms, etc., for which the cycle time can be varied by corresponding change in the drive speed. They have the distinct disadvantage of not being able to be used, or only with considerable effort, for abrupt interruptions of the working cycle (for example as a result of an accident, etc.) and for irregular operation, i. are suitable for further clocking on demand, since this is the drive movement is interrupted for a short time or must be discontinuous. Another possibility of the discontinuous drive but mainly for larger switching angle (alpha equal to or greater than 30 °) and longer cycle times (t greater than 3 s) is the direct electric motor drive. The drive motor is constantly turned on and off and reaches the exact locking by additionally controlled mechanical elements. This type of drive for small cycle times and shadow angle with appropriate stepping motors allows only a small inertia of the parts to be driven. As a further principal solution for a discontinuous drive electromagnetically, pneumatically or hydraulically driven stepping mechanisms are known. In this case, the translational movement generated by the drive element (electromagnet or working cylinder) is converted into a rotational movement by means of special transmission elements. These drives generally and in particular have the following disadvantages:

— die Antriebsbewegung erfolgt nicht immer stoßfrei;- The drive movement is not always bumpless;

— sie sind jeweils nur für eine bestimmte Teilung und für eine bestimmte Trägheit der anzutreibenden Teile geeignet;- They are only suitable for a certain pitch and for a certain inertia of the driven parts;

— eine exakte Arretierung der getriebenen Baugruppen im Ruhezustand ist nicht oder nur entgegen der Antriebsrichtung gegeben, sie kann bei Bedarf durch zusätzlich erzeugte Reibwiderstände (Bremsen) oder eine getrennt anzusteuernde mechanische Arretierung erfolgen (z.B. Antrieb des Teiltisches „Schwellenschrauben-Erwärmungsanlage" der eigenen Produktion.- An exact locking of the driven assemblies in the idle state is not or only given against the drive direction, it can be done if necessary by additionally generated frictional resistance (braking) or a separately controlled mechanical locking (for example, drive the sub-table "sleeper screw heating system" of their own production.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum diskontinuierlichen Antrieb von rotierenden bzw. translierenden Maschinenelementen, die für regelmäßige und auch unregelmäßige Taktzeiten geeignetThe object of the invention is a device for the discontinuous drive of rotating or translating machine elements, which are suitable for regular and irregular cycle times

ist und durch entsprechende Einstellung in einem gewissen Umfang unterschiedliche Schaltwinkel sowie die Anpassung an unterschiedliche Trägheit der anzutreibenden Baugruppe zuläßt, zu entwickeln. Außerdem soll diese Vorrichtung eine stoßfreie Antriebsbewegung sowie eine exakte Arretierung der getriebenen Baugruppe ohne zusätzlich anzusteuernde Arretierungselemente erreichen. Se ist gegen Überlastung zu schützen und aoii sich bei Bedarf (z.B. im Hu»urieiai.'! einfach mschsnisch auskuppeln bzw. entriegeln lassen.is and by appropriate adjustment to a certain extent different switching angle and the adaptation to different inertia of the module to be driven allows to develop. In addition, this device should achieve a bumpless drive movement and an exact locking of the driven assembly without additionally actuated locking elements. It must be protected against overloading and, if necessary (for example in the Huurieiai.!), Simply disengaged or unlocked.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die technische Aufgabe wird dadurch gelöst, indem ein Schrittschaltwerk eingesetzt wird. Funktion und Wirkung werden dadurch bewirkt, indem durch einen pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinder über ein Hebelsystem die Kraft auf eine als Kurbelschwinge ausgebildete Treibklinke übertragen wird, die in die am Umfang des Treibkranzes eines Antriebsrades angebrachten Vertiefungen eingreift. Somit ist, durch entsprechende Ansteuerung des Arbeitszylinders bei Bedarf sowohl ein gleichmäßiger, z.B. einer Programmsteuerung folgender, als auch ein unregelmäßiger, z.B. einer Ablaufsteuerung folgender Antrieb, möglich. Die zur Ansteuerung des Arbeitszylinders erforderliche Endlagenmeldung wird durch 2 Schaltnocken bewirkt, die auf einer Führungsstange, die parallel zur Längsachse des Arbeitszylinders angebracht ist, verstellbar angeordnet sind. Das Antriebsrad kann direkt oder über eine Welle mit der anzutreibenden Baugruppe (Teiltisch, Werkzeugmagazin o.a.) verbunden sein. Über das mit dem Arbeitszylinder gekoppelte Hebelsystem werden außerdem gleichzeitig eine Bremsvorrichtung sowie eine Arretierungsklinke betätigt, die ein stoßfreies definiertes Anhalten und ein damit verbundenes Arretieren des Antriebsrades gewährleisten.The technical problem is solved by a stepper is used. Function and effect are effected by the force is transmitted to a trained as a rocker arm driving pawl by a pneumatic or hydraulic cylinder via a lever system, which engages in the mounted on the circumference of the drive ring of a drive wheel recesses. Thus, by appropriate actuation of the working cylinder, if necessary, both a uniform, e.g. a program control following, as well as an irregular, e.g. a sequence control the following drive, possible. The Endlagenmeldung required to control the working cylinder is effected by 2 switching cam, which are arranged adjustably on a guide rod which is mounted parallel to the longitudinal axis of the working cylinder. The drive wheel can be connected directly or via a shaft with the assembly to be driven (part table, tool magazine or similar). About the coupled to the cylinder lever system also a brake device and a locking pawl are also operated simultaneously, which ensure a bumpless defined stop and an associated locking of the drive wheel.

Die Vorrichtung ist an der Maschine befestigt, und zwar so, daß sie durch Lösen von Klemmschrauben um den Mittelpunkt des Antriebsrades schwenkbar ist, wodurch eine Relativverstellung der Ruhelage der angetriebenen Baugruppe zur Grundmaschine erreicht wirdThe device is fixed to the machine, in such a way that it is pivotable by loosening clamping screws around the center of the drive wheel, whereby a relative adjustment of the rest position of the driven assembly is achieved to the base machine

Die Merkmale der Erfindung stellen sich wie folgt dar: The features of the invention are as follows:

— Das Anpassen der Vorrichtung an einen anderen Schaltwinkei erfolgt durch Veränderung der Anlenkpunkte des Arbeitszylinders gegenüber der Grundplatte sowie des Hebelsystems durch Verstellen des Lagerzapfens der Arretierungsklinke. Erfindungsgemäß wird das dadurch gelöst, daß zwischen dem Arretierungshebel und der Arretierungsklinke eine Koppelstange angeordnet ist und daß der Arretierungshebel einen Bremsnocken aufweist, der in an sich bekannter Weise über eine Biegefeder auf einen Bremshebel einwirkt, welcher achsgleibh mit der Arretierungsklinke auf einem verstellbaren Schwenkzapfen gelagert ist.- The adaptation of the device to another Schaltwinkei done by changing the articulation points of the working cylinder relative to the base plate and the lever system by adjusting the bearing pin of the locking pawl. According to the invention this is achieved in that between the locking lever and the Arretierungsklinke a coupling rod is arranged and that the locking lever has a brake cam which acts in a conventional manner via a spiral spring on a brake lever, which is mounted achsgleibh with the locking pawl on an adjustable pivot pin ,

— Eine weitere Voraussetzung ist natürlich eine veränderte Teilung der Rasten auf dem Antriebsrad, das erfindungsgemäß durch Auswechseln des Treibkranzes erfolgt.- Another requirement is of course a modified pitch of the detents on the drive wheel, which takes place according to the invention by replacing the drive ring.

— Um den erforderlichen stoßfreien Bewegungsablauf bei verschiedenen Teilungswinkeln zu erreichen, ist eine Einstellbarkeit des Hebelsystems, bestehend aus Antriebshebel, Treibhebel und Arretierungshebel, die stirnseitig verzahnt sind, mit Bremsnocken notwendig.- In order to achieve the required shock-free movement at different pitch angles, adjustability of the lever system, consisting of drive lever, drive lever and locking lever, which are toothed frontally, with brake cam is necessary.

Ausführungsbeispielembodiment

Erläuterungen zum Aufbau und der Funktionsweise des Schrittschaltwerkes sollen an Hand der beigefügten Zeichaung erfolgen. In der Zeichnung bedeuten inExplanations on the structure and operation of the stepper should be made on the basis of the accompanying drawing. In the drawing, in

Fig.1: Draufsicht auf die Vorrichtung undFig.1: Top view of the device and

Fig.2: Schnitt durch das Hebelsystem.Fig.2: section through the lever system.

Auf der Grundplatte 1 ist der Lagerzapfen 6 für den Arbeitszylinder 3 verstellbar angebracht. Der Kolbenstangenkopf 8 des Arbeitszylinders 3 ist an einem in der Kulisse am Antriebshebel 19 verstellbar ange-On the base plate 1, the bearing pin 6 is adjustably mounted for the working cylinder 3. The piston rod end 8 of the working cylinder 3 is adjustably attached to a drive lever 19 in the gate.

brachten Schwenkzapfen 18 angelenkt. Der Antriebshebel 19 ist mit dem Treibhebel 20 und dem Arretierungshebel 22 auf dem Grundkörper 25 aufgereiht und durch die Nutmutter 27 axial verspannt. Die einzelnen Hebel sind an ihren Stirnflächen zur Übertragung des Drehmomentes sowie zur exakten Zuordnung verzahnt. Den gemeinsamen Drehpunkt 29 des Hebelsystems bildet der Lagerzapfen 26. Am Treibhebel 20 ist schwenkbar die Treibklinke 32 angelenkt, die durch eine Feder 33 gegen den Treibkranz 30 gehalten wird. Ein weiterer zur Grundplatte 1 verstellbarer Schwenkzapfen 40 nimmt die Arretierungsklinke 34 und den Bremshebel 36 auf. Die Treibklinke 32 und die Arretierungsklinke 34 befinden sich auf gleicher Ebene gegenüber der Grundplatte 1 und greifen in die Vertiefungen des am Antriebsrad 28 befestigten Treibkranzes 30 ein, wobei der Bremshebel 36 zu den genannten Klinken axial versetzt auf eine Bremsfläche 31 am Antriebsrad wirkt. Die Arretierungsklinke 34 wird ebenfalls durch eine Feder 35 gegen den Treibkranz 30 gehalten.brought pivot pin 18 hinged. The drive lever 19 is lined up with the drive lever 20 and the locking lever 22 on the base body 25 and axially braced by the groove nut 27. The individual levers are toothed at their end faces for transmitting the torque and for exact assignment. The common pivot point 29 of the lever system forms the bearing pin 26. The drive lever 20 is pivoted, the driving pawl 32 hinged, which is held by a spring 33 against the driving rim 30. Another to the base plate 1 adjustable pivot pin 40 receives the locking pawl 34 and the brake lever 36. The driving pawl 32 and the locking pawl 34 are located on the same level with respect to the base plate 1 and engage in the recesses of the driving ring 28 secured to the drive wheel 28, wherein the brake lever 36 to the said pawls axially offset acts on a braking surface 31 on the drive wheel. The locking pawl 34 is also held by a spring 35 against the driving rim 30.

Der sich am Arretierungshebel 22 befindliche Bremsnocken 21 wirkt auf eine durch die Klemmschraube 38 nachstellbar am Bremshebel 36 befestigte Biegefeder 37 und erzeugt somit die Anpreßkraft des Bremshebels 36.The brake cam 21 located on the locking lever 22 acts on a bending spring 37 that can be adjusted by the clamping screw 38 on the brake lever 36 and thus generates the contact pressure of the brake lever 36.

Die Vorrichtung ist in Fig.1 in ihrer Ruhelage dargestellt, dabei befinden sich die gegenläufig wirkenden (Arretierungs- 34 und Treib- 32) Klinken im Eingriff, so daß die anzutreibende Baugruppe in beiden Drehrichtungen arretiert ist.The device is shown in its rest position in Figure 1, while the counter-acting (locking 34 and drive 32) pawls are engaged, so that the assembly to be driven is locked in both directions of rotation.

Der an der Führungsstange 11 verstellbar angebrachte Schaltnocken 12 hat dabei den Endschalter 1 16 betätigt, so daß eine Endlagensicherung zur Steuereinheit gegeben ist. Die Endschalter 1 und 2 16, 17 sind auf einer Konsole 9 befestigt, die die Führungsbuchse 10 aufnimmt und am Arbeitszylinder 3 befestigt ist. Wird der Arbeitszylinder 3 über den Anschluß 4 mit Druckmittel beaufschlagt, beginnt das Arbeitsspiel, indem die Kolbenstange 7 einfährt. Die dadurch erzeugte Schwenkbewegung des Hebelsystems bewirkt ein Zurückgreifen der Treibklinke 32 auf dem Treibkranz 30 entgegen der Transporteinrichtung des Antriebsrades 28 sowie durch Lösen durch Wegschwenken des Bremsnockens 21 von der Biegefeder 37. Gleichzeitig lüftet der Arretierungshebel 22 über die Koppelstange 23 und den Anschiagwinkel 37 die Arretierungsklinke 34. Beim Einfahren der Kolbenstange 7 wurde durch die Mitnehmerscheibe 15 die sektorartig umgreifende Mitnehmerkulisse 14 und damit auch die Führungsstange 11 mitbewegt, so daß über den Schaltnocken 13 und den Endschalter 2 17 bei Erreichung der Endlage eine Signalisation an die Steuereinheit erfolgt. Dadurch wird das Druckmittel umgesteuert, d.h. der Anschluß 5 wird beaufschlagt und die Kolbenstange 7 fährt sofort wieder aus. Dabei wird das Hebelsystem in seine Ausgangslage zurückgeschwenkt, wobei die Treibklinke 32 das Antriebsrad 28 um eine Teilung weiterdreht. Im letzten Drittel dieser Schwenkbewegung gibt der Arretierungshebel 22 über die Koppelstange 23 die Arretierungsklinke 34 wieder frei und der Bremsnocken 21 schwenkt gegen die Biegefeder 32. Es erfolgt eine Abbremsung der mit dem Antriebsrad 28 verbundenen beschleunigten Massen, so daß die Arretierungsklinke 34 unmittelbar vor Beendigung des Bewegungsablaufes stoßfrei in die nächste Vertiefung auf dem Treibkranz 30 eingreift. Damit befindet sich die Vorrichtung wieder im Ruhezustand und kann bei entsprechender Ansteuerung den Vorgang wiederholen.The adjustably mounted on the guide rod 11 switching cam 12 has the limit switch 1 16 actuated, so that a Endlagensicherung is given to the control unit. The limit switches 1 and 2 16, 17 are mounted on a bracket 9, which receives the guide bushing 10 and is fixed to the working cylinder 3. If the working cylinder 3 is acted upon via the terminal 4 with pressure medium, the working cycle begins by the piston rod 7 retracts. The thus generated pivoting movement of the lever system causes the driving pawl 32 on the driving ring 30 against the transport device of the drive wheel 28 and by releasing by pivoting the brake cam 21 of the bending spring 37. At the same time the locking lever 22 via the coupling rod 23 and the Anschiagwinkel 37 releases the locking pawl 34. When retracting the piston rod 7, the sector-like encompassing Mitnehmerkulisse 14 and thus the guide rod 11 was moved by the drive plate 15, so that via the switching cam 13 and the limit switch 2 17 upon reaching the end position, a signal to the control unit. As a result, the pressure medium is reversed, i. the terminal 5 is acted upon and the piston rod 7 moves off again immediately. In this case, the lever system is pivoted back into its initial position, wherein the driving pawl 32 further rotates the drive wheel 28 by one pitch. In the last third of this pivoting movement of the locking lever 22 via the coupling rod 23, the locking pawl 34 free again and the brake cam 21 pivots against the bending spring 32. There is a deceleration of the drive wheel 28 connected to the accelerated masses, so that the locking pawl 34 immediately before the end of the Movement bumplessly engages in the next depression on the drive ring 30. Thus, the device is again in the idle state and can repeat the process with appropriate control.

Claims

Invention claims ·

1. stepping mechanism, consisting of spring-loaded driving and locking pawl, which verbundar by a piston rod of a working cylinder via levers mounted on a common axis and forrn- and non-positively. sir.d, actuated, characterized in that between the locking lever (22) and the locking pawl (34) a coupling rod (23) is arranged and the locking lever (22) has a brake cam which in a conventional manner via a spiral spring ( 37) acting on a brake lever (36) which is mounted coaxially with the locking pawl (34) on an adjustable pivot pin (40).

2. stepping mechanism according to item 1, characterized by
that the drive ring (30) of the drive wheel is replaceable,

3. stepping mechanism according to item 1, characterized by

that the drive lever, the locking lever and the drive lever are toothed frontally.

For this 2 pages drawings