DD202468A5

DD202468A5 - Gelenkmechanismus

Info

Publication number: DD202468A5
Application number: DD23964082A
Authority: DD
Inventors: Lajos Kollar
Original assignee: Budapest Mechanikai Muevek
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1983-09-14
Also published as: FR2505434A1; DE3215028A1; SE8202810L; GB2099537A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Gelenkmechanismus fuer grosse, geradlinige Weg- und Geschwindigkeitsuebersetzungen. Die Erfindung zeichnet sich durch einen eifachen, kostenguenstigen Aufbau und eine sichere Funktion aus. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass Hebelpaare 10, 11', 12', 13 in der Mitte und an den Hebelenden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei an den freien Enden des ersten Hebelpaares Rollen 7' 8, die in einer geradlinigen Fuehrung gefuehrt werden, angeordnet sind und eine Antriebseinheit 3 am gemeinsamen Gelenkpunkt 1 des ersten Hebelpaares und ein Arbeitsorgan am gemeinsamen Gelenkpunkt des letzten Hebelpaares 2 angeschlossen ist.

Description

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Gelenkmechanismus

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkmechanismus zur Erzeugung großer geradliniger Weg- und Geschwindigkeitsübersetzungen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

In vielen Bereichen der Industrie und des Bauwesens werden Einrichtungen benötigt, die eine lange, geradlinige Bewegung, z.B. auf einer Strecke von 500 bis 2000 mm ermöglichen. Solche Einrichtungen finden beispielsweise zur Mechanisierung des Innenausbaues breite Anwendung. Die großen Übersetzungen sind dabei erforderlich, um den verhältnismäßig kurzen Hub einer Antriebseinheit (z.B. eines hydraulischen Arbeitszylinders) in eine langstreckige Bewegung der Arbeitsorgane der Einrichtung zu übersetzen.

Zur Lösung dieser Aufgaben werden in bekannter Weise Vorrichtungen eingesetzt, die fast ausschließlich über Ketten bewegte Mechanismen aufweisen, Bekannt ist ferner die Anwendung pneumatischer oder hydraulischer Arbeitszylinder mit extrem langer f-jubiänge, die aber sehr kostspielig sind und am Ende des Hubes einen zweifachen Platzbedarf er- *

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1Q.HQV.1982*046660

fordern, in dieser Ausführung konnten sich diese Anlagen nicht durchsetzen.

Von den mit einer Kette ausgerüsteten Einrichtungen sind zwei Varianten bekannt. In beiden Fällen ist eine der Hublänge üer Einrichtung entsprechende, geschlossene Kette vorgesehen, die an beiden Enden Quer je ein Kettenrad geführt wird. Der eine Zweig der Kette nimmt das Arbeitsorgan in die eine Richtung, der andere in die andere Richtung mit.

In der ersten Variante wird das Arbeitsorgan durch eine Schiene zwischen den beiden Zweigen der Kettenbahn geführt, wobei die Kette mit einem Mitnehmerkettenglied versehen ist. Am Ende der Hublänge muß das Arbeitsorgan still stehen, bis das Mitnehraerkettenglied um das Kettenrad unter ISO herumgeht und am anderen Zweig der Kette wiederholt mit dem Arbeitsorgan in Verbindung kommt. Dieser Richtungswechsel ist demzufolge mit einer langen Wartezeit des Arbeitsorganes verbunden. Der andere Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die HublängePSnne weiteres verändert werden kann. Für eine andere Hublänge sind eine andere Kette und eine andere Kettenradanordnung erforderlich.

Bei der anderen, ebenfalls eine geschlossene Kettenbahn anwendenden Vorrichtungsvariante wird ein Schlitten mit dem daran befestigten Arbeitsorgan durch die Kette mitgenommen. Die Verbindung zwischen dem Schlitten und der Kette löst sich im Totpunkt des Hubes. Das Mitnehmerkettenglied macht danach eine Umdrehung von 180° um das Kettenrad und schließt danach wieder an den Schlitten an. Hier tritt also der oben erwähnte Nachteil der relativ langen Wartezeit im Totpunkt ebenfalls auf. Hinzu kommen noch unangenehme laute Geräusche beim erneuten Anschluß des Mitnehmergliedes. Außerdem sind die Teile im Moment des Anschlusses einer erhöhten Belastung ausgesetzt, die einerseits aus

der extrem großen Beschleunigung und andererseits aus den vorhandenen Trägheitskräften resultiert.

Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß die Unzulänglichkeiten der Mechanismen, die eine lange geradlinige Fortschrittsbewegung möglich machen, ein entscheidendes Hindernis bei der Mechanisierung vieler Arbeitsvorgänge sind.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der aufgezeigten Nachteile und Mangel.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gelenkmechanismus zu entwickeln, mit dessen Hilfe große Hübe bzw. lange Fortschrittsbewegungen unter Verwendung eines normalen Vorschubs- oder Antriebsgerätes realisiert werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Gelenkmechanismus aus Hebelpaaren besteht, deren Hebel in der Mitte und an den Enden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei den freien Enden der Hebel des ersten Hebelpaares je eine Rolle zugeordnet ist, die in einer Führung geradlinig geführt sind»

Die Antriebseinheit mit "normaler" (verhältnismäßig kurzer) Höblänge ist am gemeinsamen Gelenkpunkt des ersten Gelenkpaares angeschlossen^ während das Arbeitsorgan mit dem gemeinsamen Gelenkpunkt des letzten Gelenkpaares verbunden ist.

Die größte Bedeutung des erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus besteht darin, daß keine speziellen Antriebseinheiten erforderlich sind, und die herkömmlichen pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinder oder· andere (z.B. elektromechanische) kostengünstige, einfache und bewehrte Antriebseinheiten Anwendung finden.

Die Hublängen und die Geschwindigkeiten dieser Antriebseinheiten werden durch den erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus verhältnisgleich übersetzt. Das bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß die resultierende Bewegung des Ge_ ienkmechanismus in der Reichweite stufenlos und beliebig durch die Steuerung der Bewegung der Antriebseinheit bestimmt werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist mindestens einem Gelenkpaar eine, den Gelenkmechanismus zusammenschließende Feder und mindestens eine, den Mechanismus öffnende Feder zugeordnet. Durch diese Maßnahme wird einerseits der Gelenkmechanismus wesentlich entlastet und andererseits das Spiel im Mechanismus kompensiert. Diese Vorspannung erleichtert auch beträchtlich den Richtungswechsel,

Ausführungsbeispiel: - —

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine skizzenhafte Darstellung des erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus,

Fig. 2: eine Ausführung nach einem weiteren Merkmal der Erfindung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der erfindungsgemäße Gelenkmechanismus aus Hebelpaaren. Die Hebelpaare sind so angeordnet, daß die einzelnen Hebel in der Mitte und an den Enden gelenkig miteinander verbunden sind. Die untersten Hebel sind mit 10, 10' und 11, 11", die obersten mit 12, 12' und 13, 13' bezeichnet. Die Verbindungen zwischen den Hebeln haben also einen einfachen Freiheitsgrad.

An den Enden der Hebel 10 und 11, des ersten Hebelpaares ist je eine Rolle 7 bzw. 8 drehbar gelagert. Diese Rollen 7 und 8 sind in einer zur Fortbewegungsrichtung des Mechanismus senkrechten Führung 9 geradlinig geführt.

Der gemeinsame Gelenkpunkt des ersten Hebelpaares ist mit 1, und der gemeinsame Gelenkpunkt des letzten Hebelpaares mit 2 bezeichnet. Am ersten Gelenkpunkt 1 ist eine Antriebseinheit 3, beispielsweise durch eine Antriebsstange 4, angeschlossen. In diesem Beispiel ist die Antriebseinheit 3 ein Hydraulikzylinder und die Antriebsstange 4 die Kolbenstange des Zylinders.^

Im gemeinsamen Gelenkpunkt 2 der Hebel 12 und 13 des

ν letzten Hebelpaares ist ein Arbeitsorgan angeschlossen, z.B. auch eine Spritzpistole für den Farbauftrag.

Der erfindungsgemäße Gelenkmechanismus ist in Fig. 1 in zwei Stellungen dargestellt. Die strichpunktierte Linie zeigt die Ausgangsstellung und die voll ausgezogene Linie die Endstellung. Die Gelenkpunkte 1 und 2 nehmen dabei Stellungen ein, die mit 1' bzw. 2' bezeichnet sind. Der gemeinsame Gelenkpunkt 1 des ersten Hebelpaares und die angeschlossene Antriebsstange 4 der Antriebseinheit 3 legen dabei eine Strecke zurück, die mit Ix bezeichnet ist. Die Hublänge der Antriebseinheit 3 ist also verhältnismäßig kurz.

Die Bewegungslängen der gemeinsamen Gelenkpunkte der einzelnen Hebelpaare sind in Fig. 1 ebenfalls eingezeichnet. Der Weg des zweiten Gelenkpunktes ist der dreifache (3x), des dritten Gelenkpunktes der fünffache (Sx), des vierten Gelenkpunktes der siebenfache (7x) und des letzten, fünften Gelenkpunktes der neunfache (9x) des der Hublänge (Ix) der Antriebseinheit. Der gemeinsame Gelenkpunkt 2 legt also bis in seine Endstellung 2' eine neunfach längere Strekke, als die Hublange (Ix) der Antriebseinheit 3 zurück. Die Hebel IO und 11 des ersten Hebelpaares sind in der Endstellung mit 10* und 11', die Hebel 12 und 13 des letzten Hebelpaares mit 12' und 13', und die Rollen 7 und 8 mit 7' und 8' bezeichnet.

In Fig. 2 sind das erste und das letzte Hebelpaar mit Federn 5 und 6 versehen« Die FSdern 5 sind an den Anschlußgelenkpunkten des ersten und zweiten Hebelpaares befestigt und üben Zugkräfte in Schließrichtung des Gelenkmechanismusses aus. Die Feder 6 ist mit den Anschlußgelenkpunkten des letzten und vorletzten Hebelpaares verbunden und übt eine Zugkraft in Öffnungsrichtung des Gelenkmechanismus aus. Die Federn 5 und 6 sind so bemessen, daß ihre Kräfte bei etwa der Mitte des Hubes ausgeglichen sind. Mit dieser Maßnahme wird das Spiel des Gelenkmechanismus kompensiert und zugleich der Richtungswechsel erleichtert, da die Trägheit weitgehend ausgeglichen ist.

bereits dargelegt, kann mit dem erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus eine große Wegübersetzung realisiert werden Die verhältnismäßig kurze Hublange (Ix) der Antriebseinheit 3 wird - in diesem Beispiel - in eine neunfach längere Bewegung (9x) des Arbeitsorgans (Gelenkpunkt 2) übersetzt. Die Ausführungsformen nach der Erfindung können selbstverständlich durch weitere Hebelpaare erweitert werden, wodurch noch größere Obersetzungen möglich sind.

Die verhältnismäßig kurze Strecke (ix) legt der Gelenkpunkt 1 in der gleichen Zeit zurück, wie die im Vergleich lange Strecke (9x) des Gelenkpunktes 2. Das bedeutet also, daß mit dem Gelenkmechanismus nicht nur eine Wegübersetzung, sondern auch eine Geschwindigkeitsübersetzung realisiert werden kann.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Gelenkmechanismus für große geradlinige Weg- und Geschwindigkeitsübersetzungen, gekennzeichnet dadurch, daß der Gelenkmechanismus aus Hebelpaaren besteht, die in der Mitte und an den Hebelenden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei an den freien Enden der Hebel (10, 11) des ersten Hebelpaares je eine Rolle (7, 8) angeschlossen ist, die in einer Führung (9) geradlinig geführt sind und im gemeinsamen Gelenkpunkt (1) des ersten Gelenkpaares eine Antriebseinheit (3) und im gemeinsamen Gelenkpunkt (2) des letzten Gelenkpaares ein Arbeitsorgan befestigt sind.
2. Gelenkmechanismus nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens einem Gelenkpaar eine den Geienkmechanisraus schließende Feder (5) und einem Gelenkpaar mindestens eine den Gelenkmechanismus öffnende Feder (5) zugeordnet ist.

HienuJLJeiien Zeichnungen

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