DE19641972A1 - Lineargetriebe mit gedämpftem Endanschlag und Gerät mit einem derartigen Getriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lineargetriebe mit gedämpftem Endanschlag, bestehend aus einer Antriebswelle; einem sich entlang der Antriebswelle bewegenden Rollringge­ triebe, welches mit Hilfe schwenkbar angeordneter wälzgela­ gerter Rollringe, die kraftschlüssig an der glatten Antriebs­ welle angreifen, eine Drehbewegung der Antriebswelle mit konstantem Drehrichtungssinn in eine Linearbewegung in Achs­ richtung der Antriebswelle mit wechselndem Richtungssinn umsetzt; und einem am Rollringgetriebe angeordneten Betäti­ gungselement, über das eine von einem Endanschlag eingelei­ tete Anschlagkraft auf einen Umschaltmechanismus zur Änderung des Richtungssinns im Inneren des Rollringgetriebes übertra­ gen wird, wodurch der Richtungssinn der Linearbewegung des Lineargetriebes geändert wird.

In der Technik sind verschiedene Lineargetriebe bekannt. Zahnstangengetriebe ermöglichen die Umsetzung einer Drehbewe­ gung in eine lineare Bewegung, wobei bei einer gewünschten Änderung des Richtungssinns der linearen Bewegung auch eine Änderung des Drehrichtungssinns erforderlich ist, da Zahnrad und Zahnstange in einer formschlüssigen Verbindung stehen.

Für sehr präzise und leichtgängige Linearantrieb kommen auch Kugelgewindetriebe zum Einsatz, die aus einer rotierenden Gewindespindel und der sich linear bewegenden Getriebeeinheit mit Kugellagern bestehen. Solche Gewindetriebe zeigt z. B. der Katalog "SKE Kugelgewindetriebe", 4141/3D - März 1995, der Firma SKE Linearsysteme GmbH, Schweinfurt. Derartige Linear­ getriebe haben den Nachteil, daß zur Änderung des Richtungs­ sinns der linearen Bewegung auch die Änderung des Drehrich­ tungssinns der Gewindespindel erforderlich ist, also z. B. die Drehrichtung der Antriebseinheit gewechselt werden muß oder aufwendige Umschaltgetriebe erforderlich werden.

Eine Drehbewegung, die durch eine rotierende Welle übertragen wird, kann auch mit Hilfe eines sogenanntes Rollringgetriebes in eine Linearbewegung umgesetzt werden. Solche Rollringge­ triebe sind in der Technik gut bekannt; ihr Aufbau und ihre Wirkungsweise sind summarisch zum Beispiel in dem Firmenkata­ log "Uhing-Rollringgetriebe" der Firma Joachim Uhing KG GmbH & Co. (Katalog 07 d 02.95) beschrieben. Wesentliche Bauteile dieser Rollringgetriebe sind wälzgelagerte Rollringe, die kraftschlüssig an der glatten Antriebswelle angreifen. Durch Veränderung der Lage der wälzgelagerten Rollringe gegenüber der Antriebswelle ist es möglich, bei gleichbleibendem Dreh­ richtungssinn der Antriebswelle den Richtungssinn der Linear­ bewegung zu wechseln, wodurch eine hin- und hergehende lineare Bewegung in Achsrichtung der Antriebswelle ermöglicht wird, ohne den Drehrichtungssinn zu ändern. Das gesamte Roll­ ringgetriebe bewegt sich in Achsrichtung auf der Antriebs­ welle bis zu einem Endanschlag. Am Rollringgetriebe ist ein Betätigungselement vorgesehen, über welches eine von dem Endanschlag eingeleitete Anschlagkraft auf einen Umschaltme­ chanismus zur Änderung des Richtungssinns im inneren des Rollringgetriebes übertragen wird. Nachdem der Umschaltmecha­ nismus betätigt wurde, wird die lineare Bewegung des Roll­ ringgetriebes mit entgegengesetztem Richtungssinn fortge­ setzt, bis ein gegenüberliegender Endanschlag erreicht ist und der Bewegungsablauf von neuen beginnt.

Ein wesentlicher Nachteil eines mit einem Rollringgetriebe aufgebauten Lineargetriebes besteht darin, daß der jeweilige Endanschlag mit der maximalen Kraft, die vom Getriebe über­ tragen werden kann, angefahren wird. Ein solcher Endanschlag muß aus diesen Gründen relativ stabil ausgelegt sein. Dies ist besonders dann hinderlich, wenn an einem Gerät unter­ schiedliche lineare Strecken durch das Rollringgetriebe abge­ fahren werden sollen, woraus sich eine häufige Neueinstellung der Endanschläge ergibt. Endanschläge, die für relativ große Anschlagkräfte ausgelegt sind, sind schlecht zu handhaben, erfordern stabile Konstruktionen und verteuern damit entspre­ chende Geräte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Linearge­ triebe zur Verfügung zu stellen, welches einerseits die Vor­ teile eines bekannten Rollringgetriebes ausnutzt, ohne jedoch den Nachteil des harten Endanschlags in Kauf nehmen zu müssen. Mit Hilfe des durch die Erfindung zur Verfügung zu stellenden Lineargetriebes sollen Geräte aufbaubar sein, bei denen auf außerordentlich stabile Endanschläge verzichtet werden kann und trotzdem ein Rollringgetriebe zur Erzeugung einer Linearbewegung eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Rollringgetriebe wenigstens ein Dämpfungselement derart angeordnet ist, daß vor Erreichen der Endposition der Bewegungsstrecke und Auslö­ sen der Richtungssinnumschaltung wenigstens ein Teil der Federkraft des Dämpfungselements überwunden werden muß.

Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß unter Verwendung eines Rollringgetriebes ein Lineargetriebe aufgebaut werden kann, wobei beim Erreichen des Endanschlags die auf den Endanschlag wirkende Kraft wesentlich geringer ist als die tatsächlich vom Getriebe in linearer Richtung aufgebrachte Kraft. Dadurch ist es möglich, die Endanschläge einfacher und kleiner auszulegen oder lageveränderliche Endanschläge zu verwenden deren Führungs- und Befestigungseinheiten konstruk­ tiv einfach aufzubauen sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Lineargetrie­ bes zeichnet sich dadurch aus, daß als Dämpfungselement zwei auf einem parallel zur Antriebswelle angeordneten Bolzen geführte Druckfedern vorgesehen sind; daß der Bolzen an einer auf der Antriebswelle geführten Halteplatte befestigt ist; und daß die Druckfedern mit ihren aufeinander zugerichteten Enden an einem Schaltelement, in welches seinerseits das den Umschaltmechanismus betätigende Betätigungselement eingreift, und mit dem jeweils anderen Ende an Führungslagern, in wel­ chen der Bolzen geführt ist, anliegen, wodurch beim Stoppen der Linearbewegung der Halteplatte die im Richtungssinn der Bewegung hintere Druckfeder durch die zwischen Halteplatte und Rollringgetriebe auftretende Relativbewegung gespannt wird, bis die zur Betätigung des Betätigungselements erfor­ derliche Federkraft ausreicht, um den Umschaltmechanismus zu betätigen.

Dieser Aufbau ist aufgrund seiner Einfachheit besonders vor­ teilhaft. Es kommen in der Mechanik übliche und leicht verfügbare Bauteile zum Einsatz. Durch die Verwendung von Druckfedern mit speziell auf den jeweiligen Einsatzfall angepaßten Federkräften ist es besonders einfach möglich, die vom Getriebe aufgebrachte Kraft, die aus der Gesamtkonstruk­ tion und dem jeweils zum Einsatz kommenden Rollringgetriebe resultiert, um einen ganz bestimmten, gewünschten Betrag zu reduzieren, worüber sich die auf den Endanschlag einwirkende Anschlagkraft einfach einstellen läßt.

Besonders geeignet ist eine Ausführungsform, bei der am Betä­ tigungselement Federelemente angeordnet sind, die der durch die Druckfedern beim Anfahren der Endposition erzeugten Federkraft eine geringere Kraft entgegensetzen.

Durch diese Kombination von Federelementen kann die auf den Endanschlag einwirkende Kraft sehr präzise eingestellt wer­ den.

Die erfindungsgemäßen Lineargetriebe lassen sich bei den ver­ schiedensten Geräten, bei denen eine hin- und hergehende Bewegung zwischen Endanschlägen erforderlich ist, zum Einsatz bringen. An sich bekannte Geräte, die Rollringgetriebe ver­ wenden, können einfach mit dem erfindungsgemäßen Linearge­ triebe aus- oder nachgerüstet werden, sofern ein gedämpftes Anschlagen an den jeweiligen Endanschlägen wünschenswert ist.

Beispielhaft wird hier ein Gerät zum Rühren, Mischen, Zer­ kleinern oder dergleichen angegeben, bei dem ein solches Lineargetriebe eingesetzt wird, woraus sich jedoch keine Ein­ schränkungen für den Anwendungs- und Schutzbereich der vor­ liegenden Erfindung ergeben.

Somit betrifft die Erfindung auch ein Gerät zum Rühren, Mischen, Zerkleinern oder dergleichen mit einer Bearbeitungs­ einrichtung, umfassend eine Arbeitswelle, an deren extrorsem Ende ein Werkzeugkopf zum Bearbeiten einer Masse angeordnet ist, und die mit ihrem introrsen Ende in eine Antriebsvor­ richtung eingreift; und einem Arbeitsbehälter, der die zu bearbeitende Masse enthält und in den die Arbeitswelle mit dem Werkzeugkopf eingeführt ist.

Insoweit sind solche Geräte bekannt, beispielsweise wird ein derartiges Gerät mit der Bezeichnung "Unguator" vertrieben, welches insbesondere für die Zubereitung von Arzneimitteln, Pasten, Cremes u. a. in Apotheken eingesetzt wird.

Während des Betriebs eines solchen bekannten Gerätes greift die Arbeitswelle mit dem Werkzeugkopf in einen mit der zu bearbeitenden Masse gefüllten Arbeitsbehälter ein, wobei der Werkzeugkopf innerhalb des Arbeitsbehälters rotiert. Damit die zu bearbeitende Masse beispielsweise möglichst gleichmäßig durchmischt wird, ist es bei den bekannten Geräten erforderlich, den Arbeitsbehälter von Hand in Achsrichtung der Arbeitswelle hin und her zu bewegen, um den Werkzeugkopf in alle Bereiche des Arbeitsbehälters vordringen zu lassen. Dies erfordert oftmals langwierige Arbeitsvor­ gänge, wobei das Ergebnis der Bearbeitung von der jeweiligen Bedienperson abhängig ist.

Da solche bekannten Geräte vorzugsweise auch in Apotheken zur Durchmischung und Herstellung von Arzneimitteln zum Einsatz kommen, bringt die manuelle Bewegung des Arbeitsbehälters einerseits hohe Personalkosten mit sich und birgt anderer­ seits besondere Gefahren bei der Arzneimittelherstellung durch unsachgemäße Bedienung des Geräts in sich.

Außerdem können immer nur Arbeitsbehälter mit relativ kleinem Innenvolumen verwendet werden. Bei größeren Volumen (< 200 ml) wären höhere Kräfte erforderlich, um die Arbeitswelle anzutreiben. Die über die zu bearbeitende Masse auf den Arbeitsbehälter übertragenen Drehmomente werden dann jedoch so groß, daß der Arbeitsbehälter nicht mehr mit der Hand festgehalten werden kann.

Der Erfindung liegt daher weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Gerät zur Verfügung zu stellen, welches die genannten Nachteile vermeidet, eine gleichmäßige Bearbeitung der im Arbeitsbehälter befindlichen Masse ermöglicht und mit dem Arbeitszeit eingespart werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Gerät weiterhin ein Lineargetriebe vorgesehen ist, bestehend aus einer Antriebs­ welle, welche parallel zur Arbeitswelle angeordnet ist; einem bekannten, sich entlang der Antriebswelle bewegenden Roll­ ringgetriebe, welches mit Hilfe schwenkbar angeordneter wälz­ gelagerter Rollringe, die kraftschlüssig an der glatten Antriebswelle angreifen, eine Drehbewegung der Antriebswelle mit konstantem Drehrichtungssinn in eine Linearbewegung in Achsrichtung der Antriebswelle mit wechselndem Richtungssinn umsetzt; einem am Rollringgetriebe angeordneten Betätigungse­ lement, über das eine von Endanschlägen eingeleitete Anschlagkraft auf einen Umschaltmechanismus zur Änderung des Richtungssinns im inneren des Rollringgetriebes übertragen wird, wodurch der Richtungssinn der Linearbewegung des Line­ argetriebes geändert wird, wobei das Rollringgetriebe derart mit einem den Arbeitsbehälter tragenden Behälterträger ver­ bunden ist, daß die Linearbewegung auf diesen übertragen wird, woraus eine Relativbewegung zwischen Arbeitsbehälter und Werkzeugkopf mit wechselndem Richtungssinn längs der Achse der Arbeitswelle resultiert.

Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß der am Behäl­ terträger befestigte Arbeitsbehälter ohne manuelle Einwirkung längs der Achse der Arbeitswelle verschiebbar ist, wodurch der Werkzeugkopf in unterschiedlichen Ebenen auf die zu bear­ beitende Masse einwirken kann.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung des Gerätes, bei der ein Lineargetriebe mit gedämpftem Endanschlag zum Einsatz kommt, wobei die oben beschriebenen erfindungsgemäßen Linear­ getriebe Verwendung finden. Dies bietet den Vorteil, daß beim Erreichen der jeweiligen Endposition nicht die gesamte vom Lineargetriebe zu übertragende Kraft gegen den Endanschlag gerichtet ist.

Besondere Vorteile bietet eine weitere Ausführungsform, bei der am Arbeitsbehälter ausgebildete Begrenzungen die Endan­ schläge darstellen, die bei linearer Bewegung des Arbeitsbe­ hälters in Achsrichtung der Arbeitswelle am Werkzeugkopf selbst anschlagen. Dadurch ist der lineare Arbeitshub unmit­ telbar abhängig von den am Arbeitsbehälter ausgebildeten Begrenzungen. Beispielsweise können Boden und Deckel des Arbeitsbehälters diese Begrenzungen darstellen. Somit sind Arbeitsbehälter unterschiedlicher Größe verwendbar, wobei immer der gesamte im Arbeitsbehälter zur Verfügung stehende Hohlraum vom Werkzeugkopf durchfahren wird, ohne das separate Endanschläge jeweils neu positioniert werden müssen.

Den besonderen Vorteil einer einfach ausgestalteten und wäh­ rend des Betriebs eines erfindungsgemäßen Geräts gut handhab­ baren Arbeitswelle bietet eine Ausführung, bei der am intror­ sen Ende der Arbeitswelle, welches in eine Hohlwelle der Antriebsvorrichtung eingesetzt ist, wenigstens eine Mitnahme­ nase ausgebildet ist, die zur Übertragung des Drehmoments von der Hohlwelle auf die Arbeitswelle in eine Nut der Arbeits­ welle eingreift.

Eine weitergebildete Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß am introrsen Ende der Arbeitswelle, wenigstens eine Arretierungsnase ausgebildet ist, die bei einer Relativdre­ hung zwischen Hohlwelle und Arbeitswelle in einem Bajonett­ verschluß einrastet, wodurch die axiale Verschiebung der Arbeitswelle in der Hohlwelle verhindert wird.

Dadurch ist es möglich, die Arbeitswelle durch Einstecken in die Hohlwelle mit der Antriebsvorrichtung in Eingriff zu bringen und allein durch eine geringfügige Verdrehung das Einrasten der Arbeitswelle in der Antriebsvorrichtung zu erreichen.

Eine besonders zu bevorzugende Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß am introrsen Ende der Arbeitswelle ein Kupp­ lungselement angeordnet ist; daß in Verlängerung der Achsli­ nie der Arbeitswelle ein gegen Verdrehung gesicherter Entrie­ gelungsknopf mit einem Kupplungsgegenstück, welches mit dem Kupplungselement korrespondiert, angeordnet ist, der in Achs­ richtung unter Überwindung einer Federkraft soweit verschieb­ bar ist, daß die aus Kupplungselement und Kupplungsgegenstück gebildete Kupplung derart in Eingriff gelangt, daß die Arbeitswelle entgegen der von der Antriebsvorrichtung vorge­ gebenen Arbeitsdrehrichtung verdreht wird und gleichzeitig eine Druckkraft vom Entriegelungsknopf in Achsrichtung auf die Arbeitswelle ausgeübt wird.

Durch diese Ausgestaltung kann durch Einhandbedienung die Arbeitswelle aus der Antriebsvorrichtung ausgerastet werden, was die Handhabbarkeit des Gesamtgerätes wesentlich verbes­ sert. Indem für das Ausrasten der Antriebswelle nur eine Hand benötigt wird, bleibt die andere Hand der Bedienperson frei, um den Arbeitsbehälter zu erfassen, wodurch ein versehentli­ ches Verschütten der zu bearbeitenden Masse vermieden wird.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vor­ liegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei­ bung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Lineargetriebes mit gedämpftem Endanschlag in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Gerätes zum Rühren, Mischen, Zerkleinern oder dergleichen mit einem Lineargetriebe mit gedämpftem Endanschlag;

Fig. 3 in teilweise geschnittener Seitenansicht eine abge­ wandelte Ausführung des Gerätes aus Fig. 2 mit einer Arbeitswelle und einem Arbeitsbehälter;

Fig. 4 als Einzelheitendarstellung einen Abschnitt einer Antriebsvorrichtung in teilweise geschnittener Dar­ stellung;

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 4 dar­ gestellten Einzelheiten der Antriebsvorrichtung;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VI-VI aus Fig. 5.

In Fig. 1 ist in Seitenansicht ein Abschnitt eines Linearge­ triebes gezeigt. Dieses Lineargetriebe besitzt eine Antriebs­ welle 1 und ein an sich bekanntes Rollringgetriebe 2. Im Betriebszustand rotiert die Antriebswelle 1 ununterbrochen mit derselben Drehrichtung. Das Rollringgetriebe 2 umfaßt in bekannter Weise schwenkbar angeordnete wälzgelagerte Roll­ ringe, die kraftschlüssig an der glatten Antriebswelle 1 angreifen. Aufgrund der bekannten Konstruktion des Rollring­ getriebes 2 wird die Drehbewegung der Antriebswelle 1 inner­ halb des Rollringgetriebes 2 in eine Linearbewegung umge­ setzt, wodurch das gesamte Rollringgetriebe 2 entlang der Antriebswelle 1 bewegt wird.

Am Rollringgetriebe 2 ist ein Betätigungselement 3 angeord­ net, welches mit einem Umschaltmechanismus im inneren des Rollringgetriebes in Verbindung steht. Wird das Betätigungse­ lement 3 durch Krafteinwirkung von außen betätigt, bedingt dies über den Umschaltmechanismus die Veränderung der Lage der innerhalb des Rollringgetriebes angeordneten Rollringe, woraus eine Änderung des Richtungssinns des sich linear bewe­ genden Rollringgetriebes resultiert. Beispielsweise kann das Betätigungselement zwischen zwei Positionen umschaltbar sein, wobei jeder Position des Betätigungselements ein bestimmter Richtungssinn der Bewegung des Rollringgetriebes entlang der Antriebswelle zugeordnet ist.

Das in Fig. 1 gezeigte Lineargetriebe besitzt weiterhin eine Halteplatte 4, an welcher ein erster Bolzen 5 und ein zweiter Bolzen 6 angebracht sind. Die beiden Bolzen 5, 6 sind jeweils in ersten Führungslagern 7 und zweiten Führungslagern 8, die jeweils mit dem Rollringgetriebe 2 verbunden sind, gelagert.

Etwa in der Mitte der Länge des ersten Bolzen 5 ist an diesem ein Schaltelement 9 angebracht, welches hier als Schaltgabel ausgelegt ist, deren Öffnung sich senkrecht zur Achse des Bolzen 5 in Richtung des Rollringgetriebes 2 erstreckt, und in die das Betätigungselement 3 eingreift. Auf dem Bolzen 5 sind weiterhin zwei Druckfedern 10 geführt, die mit den auf­ einander zugerichteten Enden am Schaltelement 9 anliegen und unter geringer Vorspannung ihr jeweils anderes Ende an das erste Führungslager 7 bzw. das zweite Führungslager 8 anpres­ sen. Das Betätigungselement 3 wird zudem durch zwei Umschalt­ federn 11 einer Vorspannung unterworfen, die ein selbsttäti­ ges heraus springen des Betätigungselements aus seiner Ruhepo­ sition verhindern.

Sofern die Arbeitswelle 1 durch eine Antriebseinheit, bei­ spielsweise ein Elektromotor mit angekoppeltem Getriebe, in kontinuierliche Drehbewegung mit gleichbleibendem Drehrich­ tungssinn versetzt wird, bewegt sich das Rollringgetriebe 2 entlang der Achse der Antriebswelle. Der Richtungssinn dieser linearen Bewegung ist durch die Stellung des Betätigungsele­ ments 3 vorgegeben. Die Halteplatte 4 ist ebenfalls auf der Arbeitswelle 1 derart gelagert, daß eine lineare Verschiebung in Achsrichtung der Arbeitswelle möglich ist. Es ist bei­ spielsweise eine Lagerbuchse in die Halteplatte eingepreßt.

Da die Halteplatte 4 über die Bolzen 5, 6, die Führungslager 7, 8 und die Druckfedern 10 mit dem Rollringgetriebe 2 ver­ bunden ist, folgt die Halteplatte 4 der Bewegung des Roll­ ringgetriebes. Nach Zurücklegen einer bestimmten Strecke, wird die lineare Bewegung der Halteplatte 4 durch einen Anschlag, der unmittelbar an der Halteplatte 4 oder über wei­ tere Kraftübertragungselemente mittelbar an dieser angreifen kann, gestoppt. Das Rollringgetriebe 2 setzt nun die lineare Bewegung mit gleichem Richtungssinn vorerst fort. Damit kommt es auch zu einer Relativbewegung zwischen dem Schaltelement 9 und den Führungslagern 7, 8, wodurch die im momentan vollzo­ genen Richtungssinn des Rollringgetriebes 2 hinten liegende Druckfeder 10 gespannt wird, während die im Richtungssinn vorn liegende Druckfeder 10 eine Entspannung erfährt. Damit wirkt auf das Schaltelement 9 nur noch von der Seite der gespannten Druckfeder 10 eine mit der fortgesetzten Bewegung des Roll­ ringgetriebes 2 zunehmende Federkraft. Diese Federkraft wirkt der vom Rollringgetriebe 2 in Achsrichtung der Arbeitswelle aufgebrachten Gesamtkraft entgegen, so daß auf den Endan­ schlag nicht diese Gesamtkraft sondern maximal ein um die Federkraft der Druckfeder verminderter Betrag einwirkt. Wenn die Federkraft der Druckfeder 10 aufgrund der fortgesetzten Bewegung einen bestimmten Betrag erreicht, wird das Betäti­ gungselement 3 über das Schaltelement 9 betätigt, wodurch der Umschaltmechanismus im inneren des Rollringgetriebes 2 eine Änderung des Richtungssinns der Bewegung des Rollringgetriebes hervorruft. Nachdem das Rollringgetriebe 2 eine bestimmte Strecke entlang der Antriebswelle 1 mit entgegengesetzten Richtungssinn zurückgelegt hat, sind die beiden Druckfedern 10 wieder gleichmäßig belastet, so daß auch die Halteplatte 4 mit entgegengesetztem Richtungssinn erneut in Bewegung gesetzt wird.

Die zur Auslösung des Umschaltvorgangs erforderliche Kraft und damit auch die auf den Endanschlag maximal einwirkende Kraft kann durch geeignete Auswahl der Druckfedern 10 auf den jeweiligen Einsatzfall abgestimmt werden. Ebenso ist es mög­ lich, die Federkraft durch bekannte Elemente veränderbar aus­ zulegen.

Am Rollringgetriebe 2 ist weiterhin ein Freischalter 12 ange­ ordnet, bei dessen Betätigung die kraftschlüssige Verbindung zwischen Rollringgetriebe 2 und Antriebswelle 1 gelöst wird. Im gelösten Zustand kann das Rollringgetriebe beliebig auf der Antriebswelle verschoben werden, um in die gewünschte Ausgangslage gebracht zu werden. Der Freischalter 12 ragt durch eine schlitzförmige Öffnung 13 durch das Gehäuse nach außen.

Die hier aufgezeigte Möglichkeit der Dämpfung des Endan­ schlags ist nur beispielhaft. Es können zur Erreichung eines gedämpften Endanschlags auch andere Dämpfungselemente einge­ setzt werden. Ebenso ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Rollringgetriebe 2 und der Halteplatte 4 auf andere an sich bekannte Weise herzustellen oder das Schaltelement in veränderter Weise auszulegen.

In Fig. 2 ist ein Gerät 20 zum Rühren, Mischen, Zerkleinern oder dergleichen in seitlicher Schnittansicht dargestellt.

Das Gehäuse des Geräts 20 besteht aus einem Gerätefuß 21, einem Ständer 22 und einem Ausleger 23. Im Gerätefuß 21 ist ein Elektromotor 24 angeordnet, der über eine Getriebeeinheit 25 die Antriebswelle 1 im Betriebszustand in eine kontinuier­ liche Drehbewegung mit gleichbleibendem Drehrichtungssinn versetzt. Im Gerätefuß 21 sind weiterhin Bedienelemente 26 angeordnet mit denen die Arbeitsweise des Geräts gesteuert wird.

Das in Fig. 1 gezeigte Lineargetriebe ist innerhalb des Stän­ ders 22 angeordnet und in Fig. 2 in einer um 90° versetzten Seitenansicht dargestellt. Das Rollringgetriebe 2 und die über die Bolzen 5, 6 mit diesem verbundene Halteplatte 4 wer­ den bei Drehung der Arbeitswelle 1 linear in Achsrichtung der Arbeitswelle bewegt. An der Halteplatte 4 ist ein Behälter­ träger 27 befestigt, der durch eine Öffnung im Ständer 22 aus dem Gehäuse des Gerätes herausragt. Die Öffnung im Ständer 22 ist beispielsweise als Längsschlitz 28 ausgelegt, wodurch eine vertikale Bewegung des Behälterträgers über einen bestimmten Abschnitt des Ständers 22 ermöglicht ist. Das mit der Halteplatte 4 verbundene Ende des Behälterträgers 27 gleitet frei auf der Arbeitswelle 1. Die Halteplatte 4 ist durch eine Lagerbuchse 29 auf der Antriebswelle 1 gelagert.

In dem dargestellten Gerät 20 ist innerhalb des Auslegers 23 eine Antriebsvorrichtung 30 angeordnet, die im gezeigten Bei­ spiel aus einem zweiten Elektromotor und einer zweiten Getriebeeinheit zusammengesetzt ist. Es ist aber auch denkbar die durch die Antriebswelle 1 übertragene Kraft über weitere Getriebeelemente umzuleiten und die Antriebsvorrichtung 30 auf diese Weise anzutreiben, wodurch der zweite Elektromotor eingespart werden kann. Die Antriebsvorrichtung umfaßt wei­ terhin Steuerelemente, mit denen die Drehzahl und die Gesamtlaufzeit eingestellt werden können.

Die Antriebsvorrichtung 30 dient dazu, eine Hohlwelle 31 in Drehung zu versetzen.

In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Geräts 20 ebenfalls in seitlicher Schnittansicht gezeigt. Der Elektro­ motor 24 und die Getriebeeinheit 25 sind in leicht veränder­ ter Anordnung ebenfalls im Gerätefuß 21 untergebracht. Als Bedienelemente 26 wird hier eine Zeitschaltuhr eingesetzt, die den automatisierten Betrieb des Geräts ermöglicht. Außer­ dem sind im rückseitigen Bereich des Gerätefußes 21 weitere Bedienelemente 26 angeordnet, mit denen zusätzliche Funktio­ nen steuerbar sind. Die Arbeitswelle 1 ist jeweils in einem unteren und in einem oberen Lagerbock 32 gelagert.

An dem Behälterträger 27 ist an dem außerhalb des Ständers 22 befindlichen Ende ein Arbeitsbehälter 35 mit einem Behälter­ deckel 36 befestigt. Der Arbeitsbehälter kann entweder unmit­ telbar am Behälterträger 27 befestigt sein oder über den Behälterdeckel 36, der beispielsweise am Behälterträger 27 eingerastet werden kann und über eine Gewindeverbindung mit dem Behälter 35 verbunden ist. Im Zentrum des Behälterdeckels 36 ist eine Öffnung vorgesehen, die bei am Behälterträger 27 angesetztem Arbeitsbehälter 35 in einer Achslinie mit einer Durchgangsöffnung 37 im Behälterträger 27 liegt.

Durch die beiden in einer Linie liegenden Öffnungen erstreckt sich eine Arbeitswelle 40, an deren extrorsem Ende ein Werk­ zeugkopf 41 angeordnet ist. Im gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Werkzeugkopf um ein Mischwerkzeug, welches die Durchmischung einer cremeartigen Masse gestattet.

Die Arbeitswelle 40 greift mit ihrem introrsen Ende in die Hohlwelle 31 der Antriebsvorrichtung 30 ein. Damit wird die Arbeitswelle 40 im Betriebszustand in Drehbewegung versetzt, wodurch im Arbeitsbehälter 35 die Durchmischung einer dort eingebrachten Masse erreicht werden kann. Wenn der Behälter­ träger und der daran angeordnete Arbeitsbehälter 35 eine lineare Bewegung in Achsrichtung der Antriebswelle 1 und der Arbeitswelle 40 ausführen, so schlägt der Boden des Arbeits­ behälters 35 bei erreichen der höchsten Position des Behäl­ terträgers 27 am Werkzeugkopf 41 an. Aufgrund der erfindungs­ gemäßen Konstruktion des Lineargetriebes wirkt beim Anschlag des Werkzeugkopfes an den Behälterboden nicht die gesamte vom Rollringgetriebe übertragene Kraft auf den Anschlag, vielmehr stoppt der Behälterträger 27 seine lineare Bewegung entlang der Antriebswelle 1 und das Rollringgetriebe 2 setzt die Bewegung fort bis es zum Auslösen des im Rollringgetriebe integrierten Umschaltmechanismus kommt und der Richtungssinn der Linearbewegung des Rollringgetriebes geändert wird. Nach­ folgend setzt sich auch der Behälterträger 27 mit umgekehrten Richtungssinn erneut in Bewegung, so daß der Arbeitsbehälter 35 nach unten bewegt wird, bis der Werkzeugkopf 41 am Behäl­ terdeckel 36 zum Anschlag kommt. Auch in diesem Zustand bewegt sich das Rollringgetriebe 2 um eine bestimmte Strecke weiter bis aufgrund des bereits beschriebenen Mechanismus erneut eine Änderung des Richtungssinns erfolgt. Der Vorgang beginnt von neuem, es wird also eine ständige hin- und herge­ hende Bewegung des Arbeitsbehälters erreicht, wodurch eine gleichmäßige Durchmischung der im Arbeitsbehälter enthaltenen Masse erzielt werden kann.

Die Ausgangsposition des am Behälterträger 27 befestigten Arbeitsbehälters 35 wird durch die Verschiebung des Rollring­ getriebes 2 entlang der Arbeitswelle 1 im freigeschalteten Zustand festgelegt. Der freigeschaltete Zustand kann durch Betätigung des Freischalters 11 eingenommen werden. Damit ist es möglich, das Gerät an unterschiedliche Größen von Arbeits­ behältern oder unterschiedliche Längen von Arbeitswellen anzupassen. Weiterhin wird die Verwendung des Geräts ohne Benutzung des linear bewegten Behälterträgers ermöglicht, wenn das Rollringgetriebe und der daran befestigte Behälter­ träger aus dem Arbeitsbereich herausgefahren und der Arbeits­ behälter mit der Hand festgehalten wird.

In Fig. 4 ist eine vergrößerte seitliche Schnittansicht des die Hohlwelle 31 umfassenden Bereichs der Antriebsvorrichtung 30 gezeigt.

Um das Gerät für den Einsatz vorzubereiten, wird die Arbeits­ welle 40 mit ihrem introrsen Ende in die Hohlwelle 31 einge­ schoben. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind am introrsen Ende der Arbeitswelle 40 Mitnahmenasen 45 angeord­ net, die in Nuten der Hohlwelle 31 eingreifen. Auf diese Weise wird das von der Hohlwelle 31 vermittelte Drehmoment auf die Arbeitswelle 40 übertragen.

In Achsrichtung von den Mitnahmenasen 45 beabstandet sind an der Arbeitswelle 40 weiterhin Arretierungsnasen 46 angeord­ net. Diese Arretierungsnasen wirken mit einer Bajonetthülse 47 in bekannter Weise zusammen. Nach dem Einführen der Arbeitswelle 40 in die Hohlwelle 31 genügt eine Verdrehung um einen geringen Winkel, um die Arbeitswelle 40 durch das Zusammenspiel der Arretierungsnasen 46 und der Bajonetthülse 47 gegen weitere vertikale Bewegungen in Achsrichtung der Arbeitswelle 40 zu sichern. Es sind auch Ausführungen mög­ lich, bei denen die Funktionen der Mitnahmenasen 45 und der Arretierungsnasen 46 durch ein und dieselben Nasen erfüllt werden. Dafür ist eine entsprechende Ausgestaltung der Hohl­ welle erforderlich. Die verschiedenen konstruktiven Möglich­ keiten sind in der Technik wohl bekannt und brauchen daher hier nicht weiter ausgeführt zu werden.

Am äußersten Ende der Arbeitswelle 40 ist weiterhin ein Außengewindebereich 50 mit großer Steigung angeordnet. In der Verlängerung der Achslinie der Arbeitswelle 40 befindet sich ein Entriegelungsknopf 51 der gegen Verdrehungen gesichert am Ausleger 23 befestigt ist. Der Entriegelungsknopf 51 besitzt an seinem unteren Ende einen zum Außengewindebereich 50 komplementären Innengewindebereich 52. Die beiden Gewindebe­ reiche 50, 52 wirken bei vertikaler Verschiebung des Entrie­ gelungsknopfes 51 als Kupplungselemente zusammen, wodurch eine Verdrehung der Arbeitswelle 40 entgegen der Drehrich­ tung, welche im Betriebszustand vorherrscht, bewirkt wird. Dadurch wird der aus den Arretierungsnasen 46 und der Bajonetthülse 47 gebildete Bajonettverschluß entriegelt, und bei weiterer vertikaler Verschiebung des Entriegelungsknopfes 51 nach unten kann die Arbeitswelle 40 aus der Hohlwelle 31 ausgeworfen werden. Dieser Auswurf der Arbeitswelle wird durch das Eigengewicht der Arbeitswelle und des an ihrem extrorsen Ende angeordneten Werkzeugkopfes begünstigt. Als Kupplungselemente zwischen der Arbeitswelle 40 und dem Entriegelungsknopf 51 können auch andere allgemein bekannte Kupplungsteile verwendet werden.

In Fig. 5 ist eine veränderte Ausführung des Kraftübertra­ gungssystems zwischen der Hohlwelle 31 und der Antriebswelle 40 gezeigt. Die Arretierungsnase 46 muß bei dieser Ausfüh­ rungsform beim Einführen der Arbeitswelle 40 in die Hohlwelle 31 eine Federraste 55 überwinden, die bei weiterer vertikaler Verschiebung der Arbeitswelle 40 unter der Arretierungsnase 46 einrastet und damit ein selbsttätiges Herausrutschen der Arbeitswelle 40 aus der Hohlwelle 31 verhindert.

In dieser Variante bilden die Mitnahmenasen 45 ebenfalls Arretierungselemente, die mit der in diesem Bereich speziell ausgestalteten Hohlwelle in der Art eines Bajonettverschlus­ ses zusammenwirken. Nachdem eine Relativbewegung zwischen Arbeitswelle und Hohlwelle, beispielsweise durch Aufnahme des Betriebs, stattgefunden hat, kann die Arbeitswelle 40 auf­ grund des Bajonettverschlusses nicht mehr in axialer Richtung verschoben werden. Zur Entriegelung des Bajonettverschlusses ist auch hier eine Verdrehung der Arbeitswelle 40 im entge­ gengesetzten Drehrichtungssinn erforderlich.

Dafür ist in axialer Richtung unterhalb der Mitnahmenasen eine Entriegelungsnase 56 an der Arbeitswelle 40 ausgebildet. Durch einen Sicherungsring 57 ist eine Entriegelungshülse 58 drehbar am unteren Ende der Hohlwelle 31 befestigt.

In Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI-VI in Fig. 5 dargestellt. Die Zusammenschau der Fign. 5 und 6 läßt die spezielle Ausgestaltung der Hohlwelle 31 und der Entriegelungshülse 58 erkennen. Eine an der Entriege­ lungshülse 58 angeformte Raste 59 kommt bei der Verdrehung der Entriegelungshülse entgegen dem Drehrichtungssinn im Betriebszustand, mit der Entriegelungsnase 56 in Eingriff, wodurch die Arbeitswelle 40 um einen bestimmten Winkel entge­ gen der Betriebsdrehrichtung verdreht wird, was im Ergebnis zu einer Entriegelung des Bajonettverschlusses führt.

In dieser Stellung, die der zwischen der Arbeitswelle 40 und der Hohlwelle 31 während des Einführens der Arbeitswelle in die Hohlwelle erforderlichen Stellung entspricht, verhindert lediglich die Federraste 55 das selbständige Herausgleiten der Arbeitswelle aufgrund des Eigengewichts. Diese Hemmung wird dadurch überwunden, daß der Entriegelungsknopf 51 verti­ kal verschoben wird und mit seinem Ende eine Druckkraft auf die Arbeitswelle 40 ausübt. Bei dieser Bauvariante ist eine Kupplung zwischen Entriegelungsknopf und Arbeitswelle nicht erforderlich.

Es sind weitere Gestaltungen der Kraftübertragung zwischen der Antriebsvorrichtung und der Arbeitswelle denkbar. Auch eine Abwandlung der Arbeitswelle selbst ist möglich.

Claims (20)

1. Lineargetriebe mit gedämpftem Endanschlag, bestehend aus

• - einer Antriebswelle (1),
• - einem sich entlang der Antriebswelle (1) bewegenden Rollringgetriebe (2), welches mit Hilfe schwenkbar ange­ ordneter wälzgelagerter Rollringe, die kraftschlüssig an der glatten Antriebswelle (1) angreifen, eine Drehbewe­ gung der Antriebswelle mit konstantem Drehrichtungssinn in eine Linearbewegung in Achsrichtung der Antriebswelle mit wechselndem Richtungssinn umsetzt,
• - einem am Rollringgetriebe (2) angeordneten Betätigungs­ element (3), über das eine von einem Endanschlag einge­ leitete Anschlagkraft auf einen Umschaltmechanismus zur Änderung des Richtungssinns im Inneren des Rollringge­ triebes (2) übertragen wird, wodurch der Richtungssinn der Linearbewegung des Lineargetriebes geändert wird,
  dadurch gekennzeichnet, daß am Rollringgetriebe (2) wenig­ stens ein Dämpfungselement (10) derart angeordnet ist, daß vor Erreichen der Endposition der Bewegungsstrecke und Auslösen der Richtungssinnumschaltung wenigstens ein Teil der Federkraft des Dämpfungselements (10) überwunden wer­ den muß.

2. Lineargetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dämpfungselement zwei auf einem parallel zur Antriebswelle angeordneten Bolzen (5) geführte Druckfedern (10) vorgesehen sind; daß der Bolzen (5) an einer auf der Antriebswelle (1) geführten Halteplatte (4) befestigt ist; und daß die Druckfedern (10) mit ihren zueinander ge­ richteten Enden an einem Schaltelement (9), in welches seinerseits das den Umschaltmechanismus betätigende Betä­ tigungselement (3) eingreift, und mit dem jeweils anderen Ende an Führungslagern (7, 8), in welchen der Bolzen (5) geführt ist, anliegen, wodurch beim Stoppen der Linearbe­ wegung der Halteplatte (4) die im Richtungssinn der Bewe­ gung hintere Druckfeder (10) durch die zwischen Halte­ platte (4) und Rollringgetriebe (2) auftretende Relativbe­ wegung gespannt wird, bis die zur Betätigung des Betäti­ gungselements (3) erforderliche Federkraft ausreicht, um den Umschaltmechanismus zu betätigen.

3. Lineargetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungselement (3) Federelemente (11) angeord­ net sind, die der durch die Druckfedern (10) beim Anfahren der Endposition erzeugten Federkraft eine geringere Kraft entgegensetzen.

4. Gerät (20) zum Rühren, Mischen, Zerkleinern oder derglei­ chen mit

- einer Bearbeitungseinrichtung, umfassend eine Arbeits­ welle (40), an deren extrorsem Ende ein Werkzeugkopf (41) zum Bearbeiten einer Masse angeordnet ist, und die mit ihrem introrsen Ende in eine Antriebsvorrichtung (30) eingreift;

- einem Arbeitsbehälter (35), der die zu bearbeitende Masse enthält und in den die Arbeitswelle (40) mit dem Werkzeugkopf (41) eingeführt ist;
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Lineargetriebe vorgesehen ist, bestehend aus

- einer Antriebswelle (1), welche parallel zur Arbeits­ welle (40) angeordnet ist,

- einem sich entlang der Antriebswelle (1) bewegenden Rollringgetriebe (2), welches mit Hilfe schwenkbar ange­ ordneter wälzgelagerter Rollringe, die kraftschlüssig an der glatten Antriebswelle angreifen, eine Drehbewegung der Antriebswelle mit konstantem Drehrichtungssinn in eine Linearbewegung in Achsrichtung der Antriebswelle mit wechselndem Richtungssinn umsetzt,

- einem am Rollringgetriebe (2) angeordneten Betätigungs­ element (3), über das eine von Endanschlägen eingelei­ tete Anschlagkraft auf einen Umschaltmechanismus zur Änderung des Richtungssinns im inneren des Rollringge­ triebes (2) übertragen wird, wodurch der Richtungssinn der Linearbewegung des Lineargetriebes geändert wird,
wobei das Rollringgetriebe (2) derart mit einem den Arbeitsbehälter (35) tragenden Behälterträger (27) verbun­ den ist, daß die Linearbewegung auf diesen übertragen wird, woraus eine Relativbewegung zwischen Arbeitsbehälter (35) und Werkzeugkopf (41) mit wechselndem Richtungssinn längs der Achse der Arbeitswelle (40) resultiert.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lineargetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 vorgesehen ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Arbeitsbehälter (35) ausgebildete Begrenzungen die Endan­ schläge darstellen, die bei linearer Bewegung des Arbeits­ behälters in Achsrichtung der Arbeitswelle (40) am Werk­ zeugkopf (41) selbst anschlagen.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am introrsen Ende der Arbeitswelle (40), welches in eine Hohlwelle (31) der Antriebsvorrichtung (30) eingesetzt ist, wenigstens eine Mitnahmenase (45) ausgebildet ist, die zur Übertragung des Drehmoments von der Hohlwelle (31) auf die Arbeitswelle (40) in eine Nut der Arbeitswelle eingreift.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am introrsen Ende der Arbeitswelle (40), wenigstens eine Arretierungsnase (46) ausgebildet ist, die bei einer Relativdrehung zwischen Hohlwelle (31) und Arbeitswelle (40) in einem Bajonettverschluß (47) ein­ rastet, wodurch die axiale Verschiebung der Arbeitswelle in der Hohlwelle verhindert wird.

9. Gerät nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Nase als Mitnahmenase zur Übertragung des Drehmoments von der Hohlwelle auf die Arbeitswelle und gleichzeitig als Arretierungsnase zur axialen Arretierung der Arbeitswelle in der Hohlwelle durch Eingriff in den Bajonettverschluß ausgebildet ist.

10. Gerät nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Mitnahmenasen (45) und eine oder meh­ rere Arretierungsnasen (46) ausgebildet sind.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bajonettverschluß integral mit der Hohlwelle ausgebildet ist.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am introrsen Ende der Arbeitswelle (40) ein Kupplungselement (50) angeordnet ist; daß in Verlängerung der Achslinie der Arbeitswelle ein gegen Verdrehung gesi­ cherter Entriegelungsknopf (51) mit einem Kupplungsgegen­ stück (52), welches mit dem Kupplungselement (50) korre­ spondiert, angeordnet ist, der in Achsrichtung unter Überwindung einer Federkraft soweit verschiebbar ist, das die aus Kupplungselement (50) und Kupplungsgegenstück (52) gebildete Kupplung derart in Eingriff gelangt, daß die Arbeitswelle (40) entgegen der von der Antriebsvor­ richtung (30) vorgegebenen Arbeitsdrehrichtung verdreht wird und gleichzeitig eine Druckkraft vom Entriegelungs­ knopf (51) in Achsrichtung auf die Arbeitswelle ausgeübt wird.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Kupp­ lungselement (50) und Kupplungsgegenstück (52) jeweils aus korrespondierenden Gewinden großer Steigung gebildet sind.

14. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am introrsen Ende der Arbeitswelle (40) weiterhin eine Entriegelungsnase (56) ausgebildet ist; daß eine Entriegelungshülse (58) um ein Winkelsegment kleiner als 1800 drehbar an der Hohlwelle (31) befestigt ist; daß eine an der Entriegelungshülse (58) angeformte Raste (59) in axialer Höhe der Entriegelungsnase (56) durch eine Entriegelungsnut in der Hohlwelle (31) hin­ durchragt; daß die Raste (59) bei Verdrehung der Entrie­ gelungshülse (58) entgegen der Arbeitsdrehrichtung der Hohlwelle (31) an der Entriegelungsnase (56) angreift und die Arbeitswelle (40) mitnimmt, wodurch die Arbeitswelle entgegen der Arbeitsdrehrichtung verdreht wird und eine Entriegelung des Bajonettverschlusses erfolgt.

15. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Rollringgetriebe (2) ein Freischalter (12) angeordnet ist, bei dessen Betätigung die kraft­ schlüssige Verbindung zwischen Antriebswelle (1) und Rollringgetriebe (2) gelöst wird, wodurch das Rollringge­ triebe entlang der Arbeitswelle verschiebbar ist.