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Als Rastgetriebe ausgebildetes Zweikurbelgetriebe Die Erfindung betrifft
ein als Rastgetriebe ausgebildetes fünfgliedriges Zweikurbelgetriebe zur Umwandlung
einer gleichförmigen Drehbewegung in eine periodische Bewegung, bei dem ein auf
einer Koppel angenommener Punkt eine geschlossene Koppelkurve mit zwei um 180° gegenüberliegenden
Geraden oder Kurven beschreibt, die in den Endstellungen eines an der Koppel angelenkten
hin- und herbewegbaren Gliedes Stillstände erzielen.
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Vielfach werden bei bewegbaren Maschinenteilen in den Hubendstellungen
relativ große Stillstände -auch Rasten genannt - im Bewegungsablauf gefordert.
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Zur Realisierung dieser Forderung werden Kurvenscheibenantriebe verwendet,
die die gleichförmige Drehbewegung der Kurvenscheibe vermittels beispielsweise einer
Schwinge auf das periodische hin-und hergehende Bewegungen ausführend Maschinenteil
übertragen. Ein Stillstand dieser Schwinge, der einen Stillstand im Bewegungsablauf
des hin- und herbewegbaren Maschinenteiles in den Hubendstellungen bewirkt, wird
dabei dadurch erreicht, daß zwei gegenüberliegende Kurvenstücke innerhalb eines
bestimmten Winkels Kreisbogen darstellen, deren Mittelpunkt mit dem Drehpunkt der
Kurvenscheibe zusammenfällt.
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Abgesehen von dem großen Aufwand an Herstellungskosten, die die Fertigung
eines solchen Kurvenscheibenantriebes bedingen, lassen diese Antriebe, insbesondere
wegen der relativ großen Masse der den Kurvenscheiben zugeordneten Getriebeglieder,
keine hohen Drehzahlen zu.
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Ist der Verschleiß sowohl bei geschlossenen Kurvenbahnen als auch
bei offenen Kurvenscheiben bei relativ geringer Winkelgeschwindigkeit schon sehr
groß, so tritt dies bei höherer Drehzahl noch wesentlich stärker in Erscheinung.
Diese Antriebe erfordern deshalb eine ständige überwachung und unterliegen häufig
langwieriger, aus Gründen des Verschleißes einzelner Getriebeteile bedingten Reparaturen.
Letztere führen zu unliebsamen Ausfallzeiten, die bei hochentwickelten Maschinen
oder automatischen Systemen recht kostspielig sind.
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Wie an sich bekannt, werden deshalb vielfach die Kurvengetriebe, die
früher zum Erzielen von Stillständen im Bewegungsablauf bewegbarer Glieder unentbehrlich
schienen, durch Koppelgetriebe ersetzt.
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So ist beispielsweise ein Koppelgetriebe bekanntgeworden, welches
als Kurbelschleife ausgebildet ist und die Einsteuerung einer Rast ermöglicht.
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Es sind auch Koppelgetriebe als Rastgetriebe bekannt, bei denen die
Glieder beispielsweise eines solchen Getriebes ein Gelenkviereck bilden, von dessen
Koppelebene aus eine um einen Drehpunkt drehbare Schwinge angetrieben wird. Dieses
Getriebe besitzt zwei Rasten, deren Lage und Dauer sowie die Zeiten für die zwischen
den beiden Rasten liegenden Bewegungsabschnitte durch die entsprechenden Winkel
der Antriebskurbel bestimmt sind. Die Rasten sind in ihrer Zeitdauer unterschiedlich
und in ihrer Lage nicht symmetrisch, so daß die Einsatzmöglichkeit eines solchen
Getriebes sehr beschränkt ist.
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Es sind auch viergliedrige Zweikurbelgetriebe bekanntgeworden, deren
Kurbeln mitläufig bewegbar sind. Eine geschlossene Koppelkurve ist mit einem solchen
Getriebe nicht erreichbar.
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Insbesondere für Maschinen und automatische Systeme, bei denen hin-
und herbewegbare Maschinenteile anzutreiben sind, die in den Hubendstellungen größere,
etwa zeitgleiche Stillstände erfordern, sind derartige Getriebe nicht geeignet.
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Zweck der Erfindung ist es, die Wartungszeit von Maschinen, die mit
Getrieben für hin- und herbewegbare Glieder ausgerüstet sind, zu senken und dabei
gleichzeitig größere Hubzahlen pro Zeiteinheit zu erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Koppelgetriebe zu schaffen,
welches die Einsteuerung von zwei etwa zeitgleichen, symmetrisch liegenden Rasten
ermöglicht. Dies wird durch ein fünfgliedriges Zweikurbelgetriebe erreicht, bei
dem ein auf einer Koppel angenommener Punkt eine geschlossene Koppelkurve mit zwei
um 180° gegenüberliegenden Geraden oder Kurven beschreibt, die in den Endstellungen
eines an der Koppel angelenkten hin- und herbewegbaren Gliedes Stillstände erzielen.
Erfindungsgemäß weist die eine Kurbel einen in seiner Länge veränderlichen Kurbelarm
auf, der an das hin-und herbewegbare Glied angelenkt ist und beide Elemente, vorzugsweise
in ihrem gemeinsamen Anlenkpunkt,
außerdem über die Koppel mit der
zweiten gegenüber der ersten Kurbel gegenläufig bewegbaren Kurbel verbunden sind.
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Vorzugsweise ist der in seiner Länge veränderliche Kurbelarm als konstant
umlaufendes Antriebsglied und die zweite Kurbel als Abtriebsglied ausgebildet.
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Zweckmäßigerweise sind beide Kurbeln als Räderkurbeln ausgebildet,
die aus zwei miteinander im Eingriff stehenden Zahnrädern bestehen.
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3e nach dem Verwendungszweck und der konstruktiven Gestaltung des
erfindungsgemäßen Getriebes, kann das hin- und herbewegbare Glied als Zweischlag
oder der in seiner Länge veränderliche Kurbelarm und das die hin- und hergehende
Bewegung bewirkende Glied als schwingende Kurbelschleife ausgebildet sein. Es ist
auch möglich, beide Kurbeln auf einen gemeinsamen Drehpunkt anzuordnen und den in
seiner Länge veränderlichen Kurbelarm im Verein mit dem die hin- und hergehende
Bewegung bewirkenden Glied zu einer Kreuzschleifenkurbel zu bilden. Das erfindungsgemäße
Getriebe ermöglicht die Einsteuerung zweier Rasten, die bei entsprechender Wahl
der einzelnen Getriebegliederlängen, von der konstant umlaufenden Antriebskurbel
aus betrachtet, symmetrisch liegen und deren Zeitdauer im Winkel ausgedrückt, jeweils
40° und mehr betragen können.
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Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Zweikurbelgetriebe, F i
g. 2 eine schematische Darstellung des Getriebes gemäß F i g. 1, F i g. 3 das Zweikurbelgetriebe
nach der Erfindung als schwingende Kurbelschleife ausgebildet, F i g. 4 eine schematische
Darstellung des Getriebes gemäß F i g. 3, F i g. 5 das Zweikurbelgetriebe nach der
Erfindung als Kreuzschleifenkurbel ausgebildet, F i g. 6 eine schematische Darstellung
des Getriebes gemäß F i g. 5.
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Gemäß der F i g. 1 und 2 sind zwei Kurbeln a; b
mit ihren festen
Achsen im Abstand k voneinander in A und B eines feststehenden Teiles
gelagert. Die Kurbel a dient als konstant umlaufendes Antriebsglied. Die Kurbel
b ist zur Kurbel a gegenläufig bewegbar. Diese gegenläufige Bewegung
wird durch zwei gleich große, im Eingriff miteinander stehende Zahnräder Z 1;
Z2 erreicht, die fest mit den Achsen der Kurbeln a; b verbunden sind. An
der Kurbel b ist eine Koppel d aasgelenkt. Diese ist wiederum gelenkig mit
einem auf dem Kurbelarm der Kurbel a gleitend bewegbar angeordneten Zwischenglied
e verbunden. Die gleitend bewegbare Anordnung des Zwischengliedes e auf dem Kurbelarm
ermöglicht es, diesen in seiner wirksamen Länge zu verändern. Das Zwischenglied
eist außerdem mit einem Glied c verbunden, welches letztlich die zu erzielende hin-
und hergehende Bewegung bewirkt. An dem Glied c ist zu diesem Zweck ein in F des
feststehenden Teiles gelagertes Glied f aasgelenkt. Der Anlenkpunkt E und das Glied
f führen eine geradlinige hin- und hergehende Bewegung aus. Es ist jedoch auch möglich,
dem Anlenkpunkt E eine hin- und hergehende Schwenkbewegung zu erteilen, sofern nämlich
das Glied f nicht geradlinig bewegbar, sondern um einen Drehpunkt schwenkbar gelagert
ist.
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Der Punkt D beschreibt eine endlose Koppelkurve, die in der Form dem
Querschnitt einer Niere entspricht. Die beiden um 180° gegenüberliegenden durch
die Punkte G und E verlaufenden Kurvenstücke entsprechen dabei einem Radius,
der der Länge des Gliedes c gleichkommt. Werden diese Kurvenstücke von dein Punkt
D durchlaufen, so befindet sich der Punkt E des Gliedes c in Ruhe, wodurch in den
Endstellungen des hin- und hergehenden Gliedes f Stillstände auftreten.
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Lage und Dauer der Rasten werden durch definierten Winkel der Antriebskurbel
bestimmt. Bei entsprechender Wahl der Längen der einzelnen Getriebeglieder werden
Rasten erreicht, die einem Winkel von a = 60°, bezogen auf die Drehung der Antriebskurbel
a, entsprechen. Es wurde gefunden, daß Lage und Dauer der Rasten die geforderten
Bedingungen dann recht günstig erfüllen, wenn etwa folgende Verhältnisse eingehalten
sind: k: b: d:c=1:1:4:10, wobei k der Abstand der beiden festen Achsen der
Kurbeln a; b, b die Länge der zweiten (angetriebenen) Kurbel b, d
die Länge der Koppel d und c die Länge des Gliedes c bedeuten. Selbstverständlich
sind auch bei der Wahl anderer Verhältnisse die geforderten Bedingungen zu erfüllen.
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In der F i g. 3 und 4 ist das Zweikurbelgetriebe nach der Erfindung
als schwingende Kurbelschleife dargestellt. Das die hin- und hergehende Bewegung
bewirkende Glied c' ist um I schwenkbar.
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Die Lagerpunkte A und B für die Achsen der Kurbeln
a; b und der Schwenkpunkt I des Gliedes c' liegen in einer Flucht.
Das hin- und herbewegbare Glied f ist senkrecht dazu angeordnet. Das Glied c' ist
in E mit dem Glied f durch eine auf dem Glied c' gleitend bewegbare Kulisse g verbunden.
Außerdem gleitet das Glied c' im Punkt D in einer Kulisse e2, die mit dem Zwischenglied
e, gelenkig verbunden ist, so daß sich diese zwei Bauelemente gegeneinander verschwenken
lassen. Die durch den Punkt D zu beschreibende Koppelkurve verläuft bei definierter
Wahl der Gliederlängen etwa in der in der F i g. 4 durch Strich-Punkt-Linie angegebenen
Weise.
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F i g. 5 und 6 zeigt das Zweikurbelgetriebe als Kreuzschleifenkurbel.
Die Lagerpunkte für die beiden Achsen der Kurbeln a; b liegen auf einem gemeinsamen
Punkt AB. Zu diesem Zweck ist eine volle Welle in einer Hohlwelle gelagert.
Beide Wellen sind über die Zahnräder z1 und z2 mit in der Zeichnung nicht näher
dargestellten, Getrieben gegenläufig bewegbar.
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Das hin- und herbewegbare Glied ¢ ist fest mit dem Glied c" verbunden.
In der F i g. 6 ist die Koppelkurve dargestellt.
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Wie den Zeichnungen entnommen werden kann, weisen die Koppelkurven
der Getriebe nach F i g. 3 bis 6 Geraden auf. Diese Geraden bewirken die geforderten
Stillstände im Bewegungsablauf des hin-und hergehenden Gliedes in dessen Endstellungen.