DE10112149A1 - Producing intermittent rotary motion involves cam mechanism producing periodic component automatically, combining with rotary component to give 2 degrees of freedom system - Google Patents
Producing intermittent rotary motion involves cam mechanism producing periodic component automatically, combining with rotary component to give 2 degrees of freedom systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung, bei dem eine kontinuierliche Eingangsdreh bewegung in eine intermittierende, eine periodische und eine Drehkomponente enthaltende Ausgangsdrehbewegung umgewandelt wird.The invention relates to a method for generating a intermittent rotary motion, in which a continuous input rotation movement into an intermittent, a periodic and a rotating component containing output rotary motion is converted.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention also relates to a device for implementation of the procedure.
Bekannt ist eine Einrichtung, deren intermittierende Ausgangsdrehbewegung durch einen gleichmäßig rotierenden, abwechselnd auf wenigstens zwei Rollen einwirkenden Doppelnocken erzeugt wird. Die Rollen sind auf einem Ausgangsglied auf einem Teilkreis gleichmäßig untergebracht und gehen im Verlauf der Bewegung durch eine durch die Achse der Nocken und durch die Achse des Ausgangsgliedes bestimmte Ebene durch.A device is known whose intermittent output rotary movement through an evenly rotating, alternating on at least two rollers acting double cam is generated. The roles are on an output link evenly housed on a pitch circle and go in the course of the movement by one through the axis of the cams and through the axis of the output member certain level through.
Der Nachteil dieser Anordnung besteht in einer äußerst ungünstigen Kraftübertragung zwischen dem Nocken und der jeweiligen Rolle in der Umgebung der erwähnten Lage, die durch die Achse der Nocken und durch die Achse des Ausgangsgliedes bestimmte Ebene bestimmt ist. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht im intermittierenden Kontakt der aktiven Nockenfläche mit der Rolle, der hochwertige, hochpräzise Nocken mit sehr präziser Lagerung auf dem Ausgangsteil erfordert. Ungenauigkeiten in der Fertigung und Lagerung der Nocken und Rollen verursachen beim Inkontakttreten der Rollen mit den aktiven Flächen der Nocken Stöße, die die Lebensdauer der Einrichtung herabsetzen. Im Ergebnis der Interaktion aller dieser Einflüsse ist die auf eine volle Umdrehung des Ausgangsgliedes entfallende, erreichbare Anzahl der Perioden, beziehungsweise der Ruhelagen, auf den Bereich von 1 bis 10 begrenzt. The disadvantage of this arrangement is that it is extremely unfavorable Power transmission between the cam and the respective roller in the area the position mentioned, which is defined by the axis of the cams and by the axis of the Output link certain level is determined. Another disadvantage of this The arrangement consists in the intermittent contact of the active cam surface with the Roll, the high-quality, high-precision cam with very precise storage on the Output part requires. Inaccuracies in the manufacture and storage of the cams and rollers cause when the rollers come into contact with the active surfaces of the Cam shocks that reduce the life of the device. As a result of Interaction of all of these influences is that on a full turn of the The number of periods or the number of periods that can be eliminated Rest areas, limited to the range from 1 to 10.
Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, die auf eine volle Umdrehung des Ausgangsgliedes entfallende erreichbare Anzahl der Perioden, beziehungsweise der Ruhelagen, zu erhöhen und die Kraftübertragung zwischen den kooperierenden Teilen des Nockenmechanismus mit Eliminierung der Stöße beim Inkontakttreten der Rollen mit den aktiven Flächen der Nocken zu verbessern.The invention aims to propose a device which enables the achievable number per full revolution of the output member the periods, or the rest positions, to increase and the power transmission between the cooperating parts of the cam mechanism with elimination of the Impacts when the rollers come into contact with the active surfaces of the cams improve.
Das Ziel der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung erzielt, dessen Prinzip darin besteht, daß die periodische Komponente durch den Nockenmechanismus selbständig erzeugt wird und mit der Drehkomponente zu einem mechanischen System mit zwei Freiheitsgraden zusammengesetzt wird, wodurch die Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung mit vorteilhafter Kraftübertragung und mit der Möglichkeit, ein höhere Anzahl der auf eine volle Umdrehung entfallenden Perioden zu gewinnen, erreicht wird.The aim of the invention is achieved by a method for producing a intermittent rotary movement, the principle of which is that the periodic component is generated independently by the cam mechanism and with the rotating component to a mechanical system with two Degrees of freedom is assembled, creating a intermittent rotary motion with advantageous power transmission and with the Possibility of a higher number of periods per full revolution to win is achieved.
Auf diese Weise wird es ermöglicht, den Nockenmechanismus nur für die periodische Komponente der resultierenden Gesamtbewegung zu konstruieren und dadurch eine im Vergleich mit den herkömmlichen Einrichtungen vorteilhaftere Kraftübertragung zu erreichen. Auf diese Weise kann man auch die auf eine volle Umdrehung des Ausgangsgliedes entfallende Anzahl der Perioden, bzw. Ruhelagen über 10 hinaus erhöhen. Außerdem werden durch dieses Verfahren die durch Fertigungsungenauigkeiten im Nockenmechanismus generierten Stöße eliminiert.This allows the cam mechanism to be used only for the construct periodic components of the resulting overall movement and thereby a more advantageous compared to the conventional devices To achieve power transmission. This way you can also get the full one Rotation of the output element, no number of periods or rest positions increase beyond 10. In addition, through this procedure Manufacturing inaccuracies in the cam mechanism generated shocks eliminated.
In bevorzugter Ausführung wird die periodische Komponente selbständig durch einen Doppelnocken-Schwingenmechanismus erzeugt und mit der Drehkomponente durch ein Planetendifferential zu einem mechanischen System mit zwei Freiheitsgraden zusammengesetzt.In a preferred embodiment, the periodic component becomes independent generated by a double cam swing mechanism and with the Rotational component through a planetary differential to a mechanical system put together two degrees of freedom.
Auf diese Weise wird das beabsichtigte Ergebnis einfach, wirksam und dauerhaft erreicht.This way the intended result will be simple, effective and permanently achieved.
Das Prinzip der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß die Eingangswelle mit dem Eingang des Nockenmechanismus und mit dem Zahnräder aufweisenden Planetendifferential gekoppelt ist, mit dem durch seinen Ausgang der Nockenmechanismus gekoppelt ist.The principle of the device for performing the method is that the input shaft with the input of the cam mechanism and with the Geared planetary differential is coupled to which through its Output of the cam mechanism is coupled.
Solche Einrichtung ist zuverlässig und fertigungsgünstig.Such a device is reliable and inexpensive to manufacture.
Nach einer bevorzugten Ausführung besteht das Planetendifferential mit Zahnrädern aus einem Vierglieddifferential mit Stirnzahnrädern.According to a preferred embodiment, the planetary differential also exists Gears from a four-link differential with spur gears.
In dieser Ausführung ist es vorteilhaft, wenn der Nockenmechanismus eine Nockenwelle enthält, die mit der Eingangswelle gekoppelt ist und mit einem Paar der Nocken versehen ist, auf denen Rollen aufsitzen, die auf Schwingen gelagert sind, die mit einer Zwischenwelle fest verbunden sind, die drehbar gelagert ist in einem Mitnehmer, der auf der Nockenwelle drehbar gelagert ist und mit der Eingangswelle gekoppelt ist, wobei mit der Zwischenwelle ein mit dem auf einer drehbaren Ausgangswelle befestigten Mittenrad des Differentials eingreifendes Umlaufrad gekoppelt ist.In this embodiment, it is advantageous if the cam mechanism is one Includes camshaft that is coupled to the input shaft and a pair of Is provided cams on which rollers are seated, which are mounted on rockers, which are firmly connected to an intermediate shaft which is rotatably mounted in one Driver, which is rotatably mounted on the camshaft and with the input shaft is coupled, with the intermediate shaft one with that on a rotatable Output shaft attached center wheel of the differential meshing planet gear is coupled.
Diese Anordnung ist betriebssicher, dauerhaft und fertigungsgünstig.This arrangement is reliable, durable and inexpensive to manufacture.
Nach einer anderen, bevorzugten Ausführung besteht das Planetendifferential mit Zahnrädern aus einem fünfgliedrigen Differential mit Außenrad, von dessen Gliedern des Systems Mittenrad - Mitnehmer - Außenrad das eine Glied mit dem Ausgang des Nockenmechanismus, das andere mit der Eingangswelle und das dritte mit der Ausgangswelle gekoppelt ist.According to another preferred embodiment, there is the planetary differential with gears from a five-link differential with an outer gear, of which Linking the system center wheel - driver - outer wheel one link with the Output of the cam mechanism, the other with the input shaft and the third is coupled to the output shaft.
Die Erfindung ist schematisch dargestellt in der Zeichnung, in der zeigen Abb. 1 eine Einrichtung zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung, Abb. 2a, 2b eine Seitenansicht der eigentlichen Anordnung jedes Nockens des Nockenteils der Einrichtung mit einer Rolle und Schwinge und Abb. 3 den Verlauf der Bewegung der Ausgangswelle in Abhängigkeit von der Eingangswelle.The invention is shown schematically in the drawing, in which Fig. 1 shows a device for generating an intermittent rotary movement, Fig. 2a, 2b shows a side view of the actual arrangement of each cam of the cam part of the device with a roller and rocker and Fig. 3 shows the course the movement of the output shaft depending on the input shaft.
Die Einrichtung zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung enthält eine Eingangswelle 1, die mit dem Eingang eines eine periodische Ausgangsbewegung ausführenden Nockenmechanismus gekoppelt ist, der einen der Eingänge eines Planetendifferentials mit Zahnrädern bildet, dessen zweiter Eingang die gleichmäßige Drehbewegung erzeugt.The device for generating an intermittent rotary movement contains an input shaft 1 which is coupled to the input of a cam mechanism which carries out a periodic output movement and which forms one of the inputs of a planetary differential with gear wheels, the second input of which generates the uniform rotary movement.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Eingangswelle 1 durch ein erstes Getriebe P1 mit einer Nockenwelle 2 gekoppelt. Die Nockenwelle 2 ist mit einem Paar von Nocken 21, 22 versehen, zwischen denen auf der Nockenwelle 2 ein Mitnehmer 3 drehbar gelagert ist, der durch ein zweites Getriebe P2 mit der Eingangswelle 1 gekoppelt ist. Im Mitnehmer 3 ist außerhalb des Drehpunktes des Mitnehmers 3 drehbar gelagert eine Zwischenwelle 4, auf der durch eines ihrer Enden Schwingen 40 fest gelagert sind, die an ihrem anderen Ende mit Rollen 41, 42 versehen sind, von denen jede an der Arbeitsfläche eines von den Nocken 21, 22 anliegt, wobei eine der Rollen 41, 42 an der Arbeitsfläche des zugeordneten Nockens 21, 22 auf einer Seite der Verbindungslinie der Drehachsen des Mitnehmers 3 und der Zwischenwelle 4 anliegt, während der andere von den Nocken 41, 42 auf der anderen Seite der Verbindungslinie der Drehachsen des Mitnehmers 3 und der Zwischenwelle 4 anliegt, wie in den Abb. 2a und 2b dargestellt.In the exemplary embodiment shown, the input shaft 1 is coupled to a camshaft 2 by a first transmission P1. The camshaft 2 is provided with a pair of cams 21 , 22 , between which a driver 3 is rotatably mounted on the camshaft 2 and is coupled to the input shaft 1 by a second gear P2. In the driver 3 , an intermediate shaft 4 is rotatably mounted outside the pivot point of the driver 3 , on which, by one of its ends, rockers 40 are fixedly mounted, which are provided at their other end with rollers 41 , 42 , each of which on the working surface one of the Cam 21 , 22 abuts, one of the rollers 41 , 42 abutting the working surface of the associated cam 21 , 22 on one side of the connecting line of the axes of rotation of the driver 3 and the intermediate shaft 4 , while the other of the cams 41 , 42 on the other Side of the connecting line of the axes of rotation of the driver 3 and the intermediate shaft 4 abuts, as shown in Figs. 2a and 2b.
Auf der Zwischenwelle 4 ist ein Umlaufrad 43 befestigt, das mit einem Mittenrad 5 eingreift, das mit einer Ausgangswelle 6 fest verbunden ist, die mit der Nockenwelle 2 achsengleich gelagert ist. Das Umlaufrad 43 und der Mitnehmer 3 bilden die Eingangsglieder eines viergliedrigen Differentials mit Stirnzahnrädern, wobei sie die Eingangsbewegungen des viergliedrigen Differentials mit Stirnzahnrädern realisieren. Das Mittenrad 5 realisiert die Ausgangsbewegung des viergliedrigen Differentials mit Stirnzahnrädern, die gleichzeitig die Ausgangs bewegung der ganzen Einrichtung ist. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das viergliedrige Differential mit Stirnzahnrädern durch ein fünfgliedriges Differential mit einem Außenrad ersetzt, dessen Umlaufrad kein Eingangsglied ist. Die Eingangsbewegungen, das heißt die periodische und die Drehkomponente der intermittierenden Ausgangsdrehbewegung, werden an zwei von den Gliedern des Systems Mittenrad - Mitnehmer - Außenrad zugeführt, wobei das restliche dritte Glied das Ausgangsglied des fünfgliedrigen Differentials mit Außenrad ist, das die Ausgangsbewegung der ganzen Einrichtung realisiert.On the intermediate shaft 4 , a planet gear 43 is fixed, which engages with a center wheel 5 , which is fixedly connected to an output shaft 6 , which is mounted with the camshaft 2 in the same axis. The planet gear 43 and the driver 3 form the input members of a four-membered differential with spur gears, wherein they realize the input movements of the four-membered differential with spur gears. The center wheel 5 realizes the output movement of the four-part differential with spur gears, which is also the output movement of the entire device. In an embodiment, not shown, the four-link differential with spur gears is replaced by a five-link differential with an outer wheel, the planet wheel of which is not an input member. The input movements, i.e. the periodic and the rotary components of the intermittent output rotary movement, are supplied to two of the links of the center wheel - driver - outer wheel system, the remaining third link being the output link of the five-link differential with external wheel, which realizes the output movement of the entire device .
Die Einrichtung arbeitet wie folgt:
Der Eingangswelle 1 wird eine kontinuierliche Eingangsdrehbewegung erteilt, die
durch das Getriebe P1 auf die Nockenwelle 2 übertragen wird, die sich gemeinsam
mit den Nocken 21, 22 dreht. Die kontinuierliche Eingangsdrehbewegung wird
gleichzeitig durch das Getriebe P2 auf den Mitnehmer 3 übertragen, der sich auf der
Nockenwelle 2 dreht. Durch die Drehbewegung des Mitnehmers 3 erhält das
Umlaufrad 43 eine Umlaufbewegung um das Mittenrad 5 herum, das der
Ausgangswelle 6 Drehbewegung erteilt.The facility works as follows:
The input shaft 1 is given a continuous input rotation which is transmitted through the gear P1 to the camshaft 2 which rotates together with the cams 21 , 22 . The continuous input rotary movement is simultaneously transmitted through gear P2 to driver 3 , which rotates on camshaft 2 . Due to the rotary movement of the driver 3 , the planet gear 43 receives a circular motion around the center wheel 5 , which gives the output shaft 6 rotary motion.
Durch das Drehen der Nockenwelle 2 und des Mitnehmers 3 erhalten die Rollen 41, 42 Bewegung auf den Arbeitsflächen der Nocken 21, 22, wobei sich in Abhängigkeit von der Form der Arbeitsflächen der Nocken 21, 22 ihr Abstand von der Achse der Nockenwelle 2 vergrößert oder vermindert. Dadurch kommt es zur periodischen Schwingbewegung der Schwingen 40 in den Richtungen näher zur und ferner von der Verbindungslinie der Drehachsen des Mitnehmers 3 und der Zwischenwelle 4, die wiederum von der Form der Arbeitsflächen der Nocken 21, 22 abhängt. Durch diese periodische Schwingung der Schwingen 40 wird die periodische Hin- und Herdrehbewegung der Zwischenwelle 4 um ihre Längsachse und dadurch auch die periodische Hin- und Herdrehbewegung des Umlaufrades 43 um seine Längsachse bewirkt. Weil das Umlaufrad 43 gleichmäßig um das Mittenrad 5 umlauft und gleichzeitig eine periodische Hin- und Herdrehbewegung um seine Achse ausführt, setzen sich am Mittenrad 5 die beiden Bewegungen zusammen, das heißt, die von der Umlaufbewegung des Umlaufrades 43 abgeleitete, kontinuierliche Drehbewegung mit der periodischen Hin- und Herdrehbewegung des Umlaufrades 43, so daß sich durch die gleichmäßige, kontinuierliche Drehbewegung der Eingangswelle 1 die Ausgangswelle 6 abwechselnd um einen vorbestimmten Abschnitt der vollen Umdrehung dreht, zum Stillstand kommt, dann wieder dreht und so weiter.By rotating the camshaft 2 and the driver 3 , the rollers 41 , 42 receive movement on the working surfaces of the cams 21 , 22 , their distance from the axis of the camshaft 2 increasing or increasing depending on the shape of the working surfaces of the cams 21 , 22 reduced. This results in periodic swinging movement of the rockers 40 in the directions closer to and further from the connecting line of the axes of rotation of the driver 3 and the intermediate shaft 4 , which in turn depends on the shape of the working surfaces of the cams 21 , 22 . This periodic oscillation of the rockers 40 causes the periodic back and forth movement of the intermediate shaft 4 about its longitudinal axis and thereby also the periodic back and forth movement of the planet gear 43 about its longitudinal axis. Because the planet wheel 43 rotates evenly around the center wheel 5 and at the same time performs a periodic back-and-forth movement about its axis, the two movements are composed on the center wheel 5 , that is, the continuous rotary movement derived from the circular movement of the planet wheel 43 with the periodic movement Back and forth movement of the planet gear 43 so that the smooth, continuous rotation of the input shaft 1 rotates the output shaft 6 alternately by a predetermined portion of the full rotation, comes to a stop, then rotates again and so on.
Die Anzahl der Stillsetzungen der Ausgangswelle 6 während ihrer einen Umdrehung hängt von der Form der Nocken 21, 22 ab, wobei das Übersetzungs verhältnis zwischen der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 6 von den Übersetzungsverhältnissen der einzelnen Getriebe P1, P2 und vom Übersetzungs verhältnis des Differentials abhängt.The number of stoppages of the output shaft 6 during its one revolution depends on the shape of the cams 21 , 22 , the transmission ratio between the input shaft 1 and the output shaft 6 depending on the transmission ratios of the individual transmissions P1, P2 and on the transmission ratio of the differential .
Offensichtlich kann man neben der beschriebenen auch andere Anordnungen der ganzen Einrichtung zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung schaffen, bei denen das Prinzip der Erfindung beibehalten bleibt. Weitere mögliche Anordnungen werden hier daher nicht beschrieben.Obviously, other arrangements besides the one described can be used the whole device for generating an intermittent rotary movement create in which the principle of the invention is maintained. More possible Arrangements are therefore not described here.
In dem in der Abb. 3 dargestellten Verlauf der Bewegung der Ausgangswelle 6 in Abhängigkeit von der Eingangswelle 1 bedeutet das Zeichen π die Drehbewegung jeder von den Wellen 1, 6 um den Winkel 180°, das Zeichen ωt(6) die teilweise Drehbewegung der Ausgangswelle 6 und das Zeichen Ωt(1) die teilweise Drehbewegung der Eingangswelle 1.In the course of the movement of the output shaft 6 as a function of the input shaft 1 shown in FIG. 3, the symbol π means the rotary movement of each of the shafts 1 , 6 by an angle of 180 °, the symbol ωt ( 6 ) the partial rotary movement of the output shaft 6 and the symbol Ωt ( 1 ) the partial rotary movement of the input shaft 1 .
Die Erfindung kann in allen Maschinen eingesetzt werden, die zu ihrer Funktion die intermittierende Drehbewegung benötigen, so zum Beispiel bei Nähmaschinen, zum Beispiel für den Antrieb des Stoffschiebers, oder z. B. in Verpackungsmaschinen zum Antrieb des Karussells mit verpackten/zu verpackenden Gegenständen, bei Bearbeitungsmaschinen zum Antrieb des Werkzeugbehälters usw. Bei Einschaltung eines geeigneten Übersetzungsgetriebes kann man die Erfindung auch bei Maschinen und Einrichtungen einsetzen, bei denen eine geradlinige, intermittierende Bewegung verlangt wird.The invention can be used in all machines for their Function that require intermittent rotary motion, for example at Sewing machines, for example for driving the fabric pusher, or e.g. B. in Packaging machines for driving the carousel with packed / to be packed Objects, in processing machines for driving the tool container etc. When switching on a suitable transmission gear you can Use the invention in machines and equipment where one straight, intermittent movement is required.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
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Country Status (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7506826B2 (en) | 2002-10-04 | 2009-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Injection valve with a corrosion-inhibiting, wear-resistant coating and method for the production thereof |
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| SU1158802A1 (en) * | 1981-01-09 | 1985-05-30 | Экспериментальный научно-исследовательский институт кузнечно-прессового машиностроения | Mechanism of intermittent rotation and location of driver link |
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2000
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2001
- 2001-03-14 DE DE2001112149 patent/DE10112149A1/en not_active Withdrawn
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| US7506826B2 (en) | 2002-10-04 | 2009-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Injection valve with a corrosion-inhibiting, wear-resistant coating and method for the production thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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