-
Antriebsvorrichtung zur Umwandlung einer kontinuierlichen in eine
intermittierende Drehbewegung Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung
zur Umwandlung einer kontinuierlichen in eine intermittierende Drehbewegung, bei
der auf einem mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Antriebsrad exzentrisch
und in einer zum Antriebsrad parallelen Ebene ein weiteres Rad starr gelagert ist,
das mit seinem Teilkreis genau die verlängerte Achse des Antriebsrades schneidet.
-
Bei einem bekannten Getriebe zur ungleichförmigen Drehung einer Welle
mittels eines festen, aber durch die Antriebswelle in einem Kreis bewegten Stirnrades
und eines mit diesem kämmenden, aber drehbaren und an der Kreisbewegung des festen
Stirnrades nicht teilnehmenden Stirnrades, das die anzutreibende Welle dreht, treibt
ein auf der Antriebswelle sitzendes Kettenrad ein zweites, mittels eines Lenkers
um die Antriebswelle schwingbaren Kettenrades an, an dem exzentrisch einstellbar
ein Stirnrad befestigt ist, das mit einem Stimrad der anzutreibenden Welle kämmt
und dessen Achse mit der anzutreibenden Welle durch einen Lenker schwingbar gekuppelt
ist. Bei einer solchen Anordnung treten jedoch verhältnismäßig große Trägheits-und
Unwuchteffekte der großen und schweren hin-und hergehenden Teile auf. Außerdem sind
bei der bekannten Einrichtung verhältnismäßig schwere Lenker erforderlich, um die
Durchhänge der Kette auszugleichen.
-
Bei einem weiterhin bekannten Kurbelgetriebe sind zwei exzentrisch
gelagerte Kettenräder vorgesehen, um den Durchhang der Kette in etwa auszugleichen,
jedoch schneidet bei keinem der Kettenräder der Teilkreis die Achse des Antriebsrades,
und ein Heruntergehen der Drehbewegung des Ausgangsrades bis zum Stillstand kann
nicht verwirklicht werden.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist eine derartige Antriebsvorrichtung,
die einfach und preiswert herzustellen und zu betätigen ist. Die Antriebsvorrichtung
soll auch von Natur aus vielseitig sein und mit mehreren Geschwindigkeiten angetrieben
werden können sowie eine zyklisch intermittierende Ausgangsbewegung erreichen, bei
der ein Teil jedes Zyklus eine Verweilperiode aufweist.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf dem Antriebsrad
ein Kettenrad angeordnet ist, das über eine umlaufende Kette ein in gleicher Weise
auf einem Kompensationszahnrad angeordnetes Kettenrad und das Ausgangsrad antreibt.
-
Um die Trägheits-undUnwuchteffektenochbesser auszugleichen, ist nach
einer Weiterbildung der Erflndung die Antriebsvorrichtung mit einer zweiten, gleichartigen
Getriebeanordnung versehen, die in ihrer relativen Drehstellung in bezug auf die
Ausgangswelle festgelegt ist.
-
In den Zeichnungen ist ein Beispiel einer Antriebsvorrichtung nach
der Erfindung dargestellt; es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht, F i g. 3 eine schematische Darstellung der Beziehungen
zwischen den Zahnrädern, Kettenrädem und der Rollenkette zu Beginn der Verweilperiode,
F i g. 4 eine Darstellung entsprechend der F i g. 3
am Ende der Verweilperiode,
F i g. 5 eine Darstellung entsprechend der F i g. 3
zwischen dem Anfang
und dem Ende des Antriebszyklus und Fig. 6 eineschematischeDarstellungentsprechend
der Fig. 3 einer zweiten Ausführungsform.
-
An einem Ständer12 ist ein Antriebsaggregat14 mit einem Elektromotor
15 und einem übersetzungsgetriebe 16 angebracht. Das Getriebe
16 weist -eine Welle 21 mit einem Ritzel 22 auf. Ein Zahnrad
23
kämmt mit dem Ritzel 22 und ist mit seinem Wellenstumpf 24 im Lager
25 ortsfest gelagert.
-
Ein Kettenrad 27 ist mittels Bolzen 28 exzentrisch und
parallel zu der Stirnfläche des Zahnrades 23 auf diesem befestigt. Der Teilkreis
29 des Kettenrades 27 schneidet die Achse 30 des Wellenstumpfes
24. Das Kettenrad 27 rotiert also mit dem Zahnrad 23
um die Achse 24.
Ein Gegengewicht 26 ist an der Unterseite des Zahnrades 23 zum dynamischen
Auswuchten des Eingangszahnrades befestigt. Ein Ausgangsglied 32 ist mit
dem Kettenrad 33 versehen,
dessen Wellenstumpf 34 parallel
zur Achse 30 des Zahnrades 23 im Lager 35 ortsfest gelagert
ist. Das Kettenrad 33 liegt in derselben Ebene wie das Kettenrad
27 und läuft mit diesem um.
-
Eine Anzeigescheibe 37 ist an der Welle 34 befestigt und mit
radialen Markierungsmitteln 38 versehen, um mittels einer ortsfesten Zeigereinrichtung
39 das Betriebsverhalten des Ausgangsgliedes 32
während jedes Betriebszyklus
anzuzeigen. Das getriebene Ausgangsglied ist entweder an der Welle 34 angebracht
oder wird indirekt durch sie angetrieben. Durch eine Kette 42 wird die intermittierende
Bewegung vom Zahnrad 27 auf das Ausgangsglied 32
übertragen.
-
Um die Rollenkette straff zu halten, sind ein Kompensationszahnrad
46 und eine Durchhangaufnahmevorrichtung vorgesehen. Das Zahnrad 46 kämmt mit dem
Zahnrad 23 und weist vorzugsweise denselben Durchmesser auf, um ein übersetzungsverhältnis
von 1 : 1 zwischen beiden Zahnrädern zu erzielen, die beide gegensinnig umlaufen.
Das Zahnrad 46 hat einen im Lager 48 ortsfest gelagerten Wellenstumpf 47. Exzentrisch
auf dem Zahnrad 46 und parallel zu dessen Achse 49 ist ein Wellenstumpf
50 befestigt, der ein Kettenrad 52 frei drehbar-trägt. Die Achse
51 des Wellenstumpfes 50 kann vorzugsweise denselben radialen Abstand
von der Achse des Zahnrades 46 haben wie die Achse 31 des Kettenrades
27 von der Achse des Zahnrades 23. Das Kettenrad 52 liegt in
derselben Ebene wie die Kettenräder 27 und 33. Ein Gegengewicht 43
ist an der Unterseite des Zahnrades 46 zu dessen und des zugehörigen Kettenrades
52 dynamischem Auswuchten befestigt.
-
Ein Zwischenrad oder eine Zwischenrolle 53 ist in derselben
Ebene, wie die Kettenräder 27, 33 und 52 drehbar mit einem Wellenstumpf
54 verbunden, der wiederum an dem Sprossenarm 55 befestigt ist, der sich
radial nach außen von derWelle 54 hinweg erstreckt. Die Welle 54 ist in dem ortsfesten
Lager 56
elastisch gelagert. Da die Zwischenrolle 53 unabhängig von
der Welle 54 umlaufen kann, kann der Sprossenarm 55 jede radiale Lage einnehmen,
während die Rolle 53 in Leerlaufberührung mit der Rollenkette 42 liegt.
-
Um die Kette 42 straff zu halten, ist ein Durchhangaufnahmeblock
58 mit einer Gleitfläche 59 vorgesehen, die sich in Berührung mit
der äußeren Peripherie der Kette 42 befindet. Der Block 58 ist bei
60 an den Sprossenann 55 angelenkt; das Gelenk 60 hat einen
Teil 61 außerhalb des Sprossenarmes 55, an dem das Ende
62 einer Feder 63 befestigt ist. Das andere Ende 64 der Feder
63 ist an dem Ständer 39 befestigt, welches auch den Zeiger 40 hält.
-
Bei Betrieb der intermittierenden Antriebsvorrichtung überträgt der
Antriebsmotor 14 eine konstante Drehbewegung über das Ritzel 22 auf das Zahnrad
23 im Uhrzeigersinn. Wie in den Diagrammen der F i g. 3, 4 und
5 dargestellt, dreht sich mit dem Zahnrad 23 das exzentrisch darauf
befestigte Kettenrad 27.
-
In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Lage der F i
g. 3 beginnt das Kettenrad 27 gerade eine Verweilperiode, in der eine
Rolle 44 der Rollenkette mit der Achse 30 fluchtet. Diese Rolle bleibt in
dieser Lage die ganze Zeit, die das Kettenrad 27 benötigt, um mit der nächsten
Rolle 44 der Kette 42 in Eingriff zu kommen, worauf die Rollenkette 42 weiterbewegt
wird, bis eine vollständige Umdrehung des Getriebes bewerkstelligt ist. Die Rollenkette
42 bleibt also bewegungslos, bis das Zahnrad 23 in dem vorliegenden Fall
einen Bogen von ungefähr 601
beschrieben hat. Wenn es gewünscht ist, die Kette
42 und das Ausgangsglied 32 absolut bewegungslos zu halten, empfiehlt sich
ein etwas kleinerer wirksamer Bogen, da die axial ausgerichteten Rollen 44 anfangen,
sich von der Achse 30 hinwegzubewegen, wenn das Kettenrad 27 die in
F i g. 4 gezeigte Lage erreicht. Während der Verweilperiode weist der Zeiger
40 unverändert auf dieselbe radiale Marke 38.
Wenn das Zahnrad 23 seine
Drehung von der Lage nach F i g. 4 zu derjenigen nach F i g. 5 fortsetzt,
wird die Kette 42 gezwungen, sich beschleunigend wieder anzulaufen; sie erreicht
ihre größte Geschwindigkeit ungefähr in der in F i g. 5 dargestellten Lage.
Die Rollenkette 42 verzögert sich dann, bis das Kettenrad 27 wieder den Anfang
seiner Verweilperiode, die in F i g. 3 gezeigt ist, erreicht hat. Charakteristisch
ist hierbei das Fehlen jedes schlagartigen Anlaufens und Anhaltens.
-
Da ein Kompensationszahnrad 46 mit dem Zahnrad 23 in einem
übersetzungsverhältnis von 1 : 1
kämmt, macht das Kettenrad 52 während
einer Umdrehung des Kettenrades 27 gleichfalls eine Umdrehung. Da jedoch
die Richtung der Umdrehung des Kompensationszahnrades 46 derjenigen des Zahnrades
23 entgegengesetzt ist, ist das Kettenrad 52 in seiner höchsten Lage,
während das Kettenrad 27 sich in seiner niedrigsten Lage befindet, wie man
der F i g. 3 entnehmen kann. Während der Verweilperiode sind die Achsen
51 und 31 angenähert in Flucht mit den entsprechenden Achsen 49 und
30 der Zahnräder 46 und 23. Diese Einrichtung vermindert die Längung
und Kürzung der Rollenkette 42, so daß der Durchhangaufnahmeblock 58 sich
nur ein kurzes Stück zu oder von einer Achse 51 bzw. 57 des entsprechenden
Kompensationssprossenrades 52 oder der Leerlaufrolle 53 zu bewegen
braucht. Wegen des Druckes gegen die Spannung der Rollenkette 42, die zwischen Leerlaufrolle
53 und Kettenrad 52 liegt, kann die Feder verhältnismäßig schwach
und die Rollenkette 42 trotzdem noch in genau gestraffter Lage wirksam gehalten
werden.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6 wird eine zusätzliche
Vielseitigkeit der intermittierenden Bewegungsvorrichtung durch Verwendung der Ausgangswelle
34 als Eingangsantrieb für eine zweite gleiche Antriebsvorrichtung gewonnen, in
der das Eingangszahnrad mit 23 a, das Eingangskettenrad mit
27 a und das Ausgangskettenrad mit 33 a bezeichnet ist. Die
Ausgangswelle 34 a ist drehbar in bezug auf das Ausgangsglied 32 mittels
des Einstellgliedes 66 befestigt. Mit dieser Einrichtung kann der natürliche
Verweilwinkel des Zahnrades 23 a zu demjenigen des Zahnrades 23 addiert
werden, so daß das Ausgangsglied 32 a in angehaltener Stellung durch annähernd
1201 Verweilung während der Rotation des Eingangszahnrades 23 gehalten werden
kann. Andere Kombinationen des Startens, des Stoppens, Beschleunigens und des Verzögerns
können durch Einstellung der relativen Lage der Ausgangswelle 34 a mit Bezug
auf die Ausgangswelle 32 erhalten werden.
-
Die Vorrichtung verwendet zur Verwirklichung einer intermittierenden
Bewegung Teile, die in bezug auf die zugehörigen Achsen mit Ausnahme der Aufnahmeeinrichtung
nur in einem Drehsinn umlaufen.
Jedoch ist die Hin- und Herbewegung
des Aufnahmeblocks geringfügig und die Masse der damit verbundenen Teile verhältnismäßig
leicht, so daß die Vorrichtung auch bei hohen Geschwindigkeiten ohne Vibration betrieben
werden kann. Ferner sind die Teile so zueinander angeordnet, daß keine hohen Spannungen
an irgendwelchen Stellen entstehen, wodurch Verschleiß und Bruch auf ein Minimum,
reduziert werden.