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Nockenantrieb Die Erfindung betrifft einen Nockenantrieb mit einer
über ihre ganze Länge sich erstreckende Nokken mit konvexer Krümmung tragenden Nockenwalze,
die von einer elastischen Hülse umschlossen ist, zwischen deren Innenfläche und
der Walzenoberfläche ein Schmiermittelfilm ausgebreitet ist und gegen deren Außenfläche
sich das durch die Nocken zu bewegende Teil anlegt.
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Antriebe, bei denen die Kurvenfläche eines Nokkens in unmittelbarem
Eingriff mit der Stirnfläche eines Nockenhebels steht, sind an den Gleitflächen
einem starken Verschleiß ausgesetzt, der eine Schmierung der sich berührenden Flächen
erforderlich macht. Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man zwar schon an Stelle
der Auflageflächen der Nockenhebel Rollen vorgesehen, die auf den Kurvenflächen
der Nocken ablaufen. Diese Bauweise kann jedoch wegen ihres Platzbedarfs nicht immer
angewendet werden. Außerdem werden durch die Rollen die zu bewegenden Massen vergrößert,
was besonders bei schnellaufenden Antrieben nachteilig ins Gewicht fällt.
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Die schnell rotierenden Antriebe bringen ferner die Schwierigkeit
mit sich, daß sie in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht werden müssen, da
es sich nicht vermeiden läßt, daß das die Nockenfläche bedeckende Schmiermittel
weggeschleudert wird. Schließlich tritt auch die erzeugte Reibungswärme nachteilig
in Erscheinung. Dies ist insbesondere bei solchen Antrieben der Fall, bei denen
eine große Anzahl von dicht nebeneinander angeordneten Nockenhebeln mit einer schnell
rotierenden Nockenwalze zusammenarbeitet. Derartige Antriebe sind beispielsweise
bei Schnelldruckern und Schnellstanzern erforderlich, die als Ausgabeeinrichtungen
von datenverarbeitenden Maschinen Verwendung finden.
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Der auftretende Verschleiß hängt im wesentlichen damit zusammen, daß
die aufeinander gleitenden Flächen im Augenblick des größten Druckes einen so großen
Winkel miteinander bilden, so daß das Zustandekommen eines zwischen ihnen liegenden
Schmiermittelfilmes nicht ermöglicht wird. Um diese Nachteile zu beseitigen, sind
bei einem bekannten Antrieb um den Nocken ein oder mehrere im Durchmesser verschieden
große, endlose, in ein ölbad eintauchende Stahlbandringe lose gelegt, die den Winkel
der aneinander anliegenden Flächen verkleinern und dadurch die Ausbildung eines
geschlossenen Schmiermittelfilms ermöglichen sollen. Diese Anordnung besitzt jedoch
den Nachteil, daß die Nockenscheiben samt der sie umgebenden Ringe in einem abgedichteten,
teilweise mit Schmieröl gefüllten Gehäuse untergebracht werden müssen, was sich
beispielsweise bei Antrieben der zuletzt genannten Art als undurchführbar erweist.
Außerdem ist bei dieser Anordnung die Ausbildung eines gleichmäßigen und geschlossenen
Schmiermittelfilms nicht gewährleistet, denn durch die Verschiebung der Ringe soll
erreicht werden, daß sich der abgerissene Schmiermittelfilm wieder neu bildet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, Nockenantriebe der eingangs genannten
Art in der Weise zu verbessern, daß der Verschleiß an den Nockenfolgeelementen wesentlich
reduziert wird, daß zwischen der Nockenwalze und der sie umschließenden, elastischen
Hülse ein ständiger und gleichmäßiger Schmiermittelfilm aufrechterhalten wird und
daß das Austreten und Wegschleudern von Schmiermittel verhindert wird, so daß der
Antrieb nicht in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht werden muß, trotzdem
aber eine einwandfreie Schmierung gewährleistet ist.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Hülse ortsfest
angeordnet ist und entlang ihres ganzen Umfanges an der Nockenwalze anliegt, wobei
der zwischen der Hülse und der Nockenwalze ausgebildete Schmiermittelfilm Bestandteil
eines Schmiermittelzwangskreislaufs ist.
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Auf diese Weise werden die auftretenden Reibungsprobleme in den Fall
der Flüssigkeitsreibung in geschlossenen Lagern übergeführt; denn das Schmiermittel
wird im Spalt zwischen der Nockenwalze und der sie umgebenden Hülse in der Weise
unter Druck gehalten, daß die Gleitflächen völlig voneinander abgehoben sind, die
Hülse also ausschließlich vom Schmiermittel getragen wird. Die Erzeugung dieses
als Vollschmierung bekannten Zustandes wird noch dadurch unterstützt, daß an den
Stellen des sich in Bewegungsrichtung verengenden
Spaltes das Schmiermittel
in den Spalt hineingedrückt und hierbei sein Druck erhöht wird. Diese Anordnung
des Zwangskreislaufs des Schmiermittels, in den selbstverständlich auch Filter-
und Kühleinrichtungen eingebaut sein können, hat vor allem den Vorteil, daß der
Abrieb aus dem Spalt zwischen Nockenwalze und Hülse entfernt wird und daß die entwickelte
Wärme abgeführt wird.
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Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Nockenantriebs
ist so ausgebildet, daß die Hülsenenden in abgedichtete, mit einer Schmiermittelpumpe
in Verbindung stehende Vorratskammein hineinragen. Vorteilhaft ist es ferner, daß
für die ortsfeste Anordnung der elastischen Hülse eine biegeelastische, tangential
an ihr angreifende Einspannvorrichtung vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird an Hand eines durch die Zeichnungen erläuterten
Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Nockenantrieb gemäß
der Erfindung im Querschnitt und F i g. 2 einen Längsschnitt durch diesen
Nockenantrieb.
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Der dargestellte Antrieb besitzt eine auf der Achse 1 befestigte,
rotierende Walze 2, welche die beiden Nocken 3 und 4 trägt. Die Nocken
3 und 4, die sich gleichförmig über die ganze Länge der Walze erstrecken,
besitzen konvexe Krümmungen, so daß sich für die Nockenwalze insgesamt ein ovaler
Querschnitt ergibt. über die Nockenwalze geschoben ist eine elastische Hülse
5 aus Federstahl oder Kunststoff, die an der Nockenfläche vollständig anliegt.
Die Hülse 5 ist im Punkt 6 mit der Blattfeder 7 verbunden,
die mittels der Lasche 8 ortsfest eingespannt ist. Die Hülse ist somit gegen
Verdrehung gesichert. Wenn nun die Nockenwalze rotiert, so folgt die Hülse
5 durch Deformation den Bewegungen der Walze, sie atmet gewissermaßen entsprechend
der Rotation der Walze, ohne jedoch ihre Drehlage zu verändern. Die auf den Achsen
9 und 10 gelagerten Nockenhebel 11 und 12, die in Reihen entlang
der Nockenwalze angeordnet sind, liegen auf der Außenfläche der elastischen Hülse
5 auf, gegen die sie durch die Federn 13 und 14 gezogen werden. Eine
Schmierung der Auflagestellen der Nockenhebel ist überflüssig, da die Relativbewegung
der Nockenhebel gegenüber der Hülse vernachlässigbar ist. Im Fall einer Federstahlhülse
sind die Kontaktflächen zwischen Federhülse und den Nockenhebeln aus Kunststoff
gefertigt. Dagegen ist zwischen der Oberfläche der Nockenwalze und der Innenfläche
der elastischen Hülse ein geschlossener Schmiermittelfilm ausgebildet, der durch
eine Zwangsumlaufschmierung dauernd erneuert wird. Zu diesem Zweck ragen die Hülsenenden
auf beiden Seiten in muffenförmige Vorratskammern 15 hinein, die in die Gehäusewand
eingelassen sind und auf der Stirnseite einen kreisrunden, dem größten Hülsendurchmesser
entsprechenden Ausschnitt besitzen. Zur Dichtung sind an den Innenseiten der Muffen
auf der Hülse Tropfringe 16 aus ölfestem Gummi oder Kunststoff aufgesetzt,
die die Muffenöffnung überlappen. Das an den Hülsenenden austretende Schmiermittel
füllt die Kammern 15, die über eine öffnung 17 mit der Schmiermittelpumpe
in Verbindung stehen.