DE2032004C3 - Getriebeanordnung mit mindestens zwei Gliedern - Google Patents

Description

■ Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit mindestens zwei Gliedern, die in schräger Ebene relativ drehbar miteinander verbunden sind.

Derartige Gliederanordnungen sind für verschiedene Zwecke bekanntgeworden. So zeigt z. B. die DT-OS 19 12 682 ein Spielzeug, das in der oben angegebenen Form benützt werden kann und bei welchem die Ausbildung geometrischer Figuren, einfacher Buchstaben, Zahlen usw. möglich ist Dabei werden die einzelnen Glieder durch ein axial durchgehendes elastisches Band zusammengehalten.

Hier wird also die gewünschte geometrische Figur durch Verdrehung von jeweils einem Glied nach dem anderen in eine entsprechende Winkelstellung hergestellt oder es wird die labile Gliedreihe ungesteuert durch Schieben und Drücken verformt wobei sich die einzelnen Glieder in unkontrollierbarer Weise verdrehen.

Die technisch brauchbare Verwendung derartiger Gliederanordnungen ist jedoch sehr begrenzt. Die einseitig schräg verlaufenden Gliederdrehungen führen nur zu mehr oder weniger willkürlichen Formveränderungen des Gesamtkörpers. Während der Verdrehung ist der Gesamtkörper instabil und ungewollten Veränderungen ausgesetzt und auch im Ruhezustand ist er nur in geringem Maße formstabil, so daß er auch nicht zu Leistungsübertragungen eingesetzt werden kann. Auch andere bekannte Gliederanordnungen mit Drehung in schrägen Ebenen führen über die genannten Möglichkeiten nicht hinaus und erreichen dieses Ziel nicht.

Alle diese Ausführungen weisen nur unkontrollierbare einfache Verdrehungen und Schwenkungen der Glieder auf. Sie sind nicht in der Lage, genau bestimm- und wiederholbare Funktionsbewegungen auszuführen, worauf es im technischen Einsatz ankommt.

Außerdem ist die hier nur allein mögliche Ausführung einer einseitigen Schwenkbewegung der Glieder technisch für universelle Anwendungen im Sinne eines Raumgelenkes nicht ausreichend. Zumal auch diese Winkelbewegung noch mit dem Nachteil behaftet ist, daß der Gliedkörper bei der Verdrehung zwangläufig eine räumlich ausgreifende Schwenkung zur Erreichung der Winkelstellung ausführen muß, die den Ablauf und die praktische Verwendung stört.

Die bekannten Schrägschnitt-Cliederanordnungen sind also nicht in der Lage, Knick- oder Streckbewegungen auszuführen, die nur in einer Ebene ablaufen. Diese allzu begrenzten Bewegungsmöglichkeiten sind für die Ausübung universeller Funktionen ungeeignet.
Aber auch die anderen gegliederten Übertragur.gssysteme (ohne schräge Drehebenen) für Arbeitsabläufe· sind in ihren praktischen Anwendungs-Möglichkeiten begrenzt Um hier steuerbare Abläufe mit unterschiedlichen Richtungen und Weglängen zu ermöglichen (z. B. Ausleger mit Greifer), wurden bisher Stab- oder Rohrverbände mit eingesetzten Gelenkkupplungen und steuerbaren Spezialaggregaten verwendet die z.B. Knick- und Streckbewegungen ausführen können. Derartige Anlagen sind jedoch nur bedingt einsetzbar, denn für die Abwicklung und Steuerung der Funktionen sind umfangreiche Apparaturen nötig, die man nicht in beliebig großer Folge aneinanderreihen kann. Insbesondere gilt dies, wenn dabei noch weitere steuerbare Bewegungsvarianten oder Kombinationen (z. B. Drehung und Schwenkung zugleich) erzielbar sein sollen. Dazu sind für jede einzelne Steuerungsaufgabe mehrere getriebemäßig wirkende Aggregate nebeneinander mit Einzelantrieben erforderlich, welche einen entsprechenden Aufwand an Bauteilen, Bauraum, Gewicht und Leistungsverlusten verursachen. Insbesondere auch der große Raumbedarf beschränkt die Anwendung solcher Systeme auf größere Objekte.

Ferner ist es eine nachteilige charakteristische Eigenschaft der üblichen Gelenkverbindungen, daß in den Verbindungsstellen für das Abvvinkeln konstruktiv ein großer Freiheitsraum benötigt wird. Dadurch können die Dimensionen der Teile, welche die Verbindung herstellen und sichern, nur begrenzt groß sein und nur einen verhältnismäßig geringen Teil der zu verbindenden Gliederquerschnitte erfassen. Daraus ergibt sich eine verhältnismäßig geringe Belastbarkeit der Gelenke und auch eine von Glied zu Glied ausgedehnte und einschneidende Unterbrechung in der Gesamtgliederform.

Aus diesen Problemen ergibt sich die Aufgabe der Erfindung, welche darin besteht, die bekannte Gliederanordnung mit mindestens zwei Gliedern, die in schrägen Ebenen relativ drehbar miteinander verbunden sinu, derart weiter auszubauen, daß die Gliederfolge für die Ausführung von exakt bestimmbaren technischen Funktionen und Bewegungen geeignet ist, wobei insbesondere auch Verbesserungen bezüglich der Vielseitigkeit der Anwendung, der Handhabung und des Bewegungsverhaltens angestrebt werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Getriebeanordnung der behandelten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bewegung der Glieder steuerbar durch Festhalten oder zwangsweise Bewegung der Glieder ist.

Während man sich also bisher mit der einfachen Wirkung der Schrägflächen bei gegenseitigem Verdrehen der Glieder begnügte, geht die Erfindung einen wesentlichen Schritt weiter, indem sie auf das bekannte Gliedersystem weitere Einflußelemente ansetzt und damit ein getriebeähnliches System schafft, durch welches gezielte Bewegungsabläufe in beliebigen Ebenen, sowie veränderliche und stabile Funktionslagen mit der Weiterleitung eines Drehmomentes ermöglicht sind. Damit sind auch die bisher fehlenden Vorausset zungen für eine breit gefächerte technische Brauchbar keit der Gliederanordnung geschaffen.

Da erfindungsgemäß die gegenseitige Beeinflußung der Glieder steuerbar ist durch Festhalten odei zwangsweise Bewegung eines oder mehrerer Glieder so ergibt sich eine außerordentlich große Kombina tionsmöglichkeit der Steuerkomponenten, so daß aucl sehr komplizierte Bewegungs- und Funktionsabläufe be technischen Geräten erreichtbar sind. Auch de erwähnte nachteilige räumliche Schwenkausschlag de

bekannten Systeme ist völlig behoben bzw. kann nach Bedarf einer Steuerung unterworfen werden, da die Glieder durch die erfindungsgemäße Beeinflußung zugleich, jedoch in gleichen oder verschiedenen Richtungen mit gleicher oder verschiedener Winkelgeschwindigkeit drehbar sind, wodurch die in den Schrägflächen entstehenden und den Schwankausschlag bewirkenden Komponenten kompensiert werden können. Dadurch ist ein steuerbares schmiegsames Verhalten einer aus starren Einzelgliedern bestehenden Gliedfolge erreicht, welche einen geringen Bewegungsraum beansprucht und zugleich in der Lage ist, Leistung zu übertragen bzw. selbst als Arbeitsmittel eingesetzt zu werden.

Die Steuerung ist bei solchen Gliedereinheiten anlage- und wirkungsmäßig besonders günstig zu gestalten, denn die gliederverbindende Schrägfläche kann in vollem Umfang für Übertragungs- und Regelungsanlagen und für eine sichere Gliederverbindung herangezogen werden.

Die Einrichtungen können z.B. für zentralgelenkte Steuerungen auch durchlaufend, im Inneren der Gliedkörper angelegt werden. Damit steht eine Getriebeanordnung in einer geschlossenen Gliedmantelform zur Verfugung, mit der alle ebenen und räumlichen Bewegungen und Funktionen mit verhältnismäßig einfachen Mitteln sicher gesteuert und beherrscht werden können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in dem Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen besprochen, in weichen das Erfindungsprinzip hauptsächlich in den F i g. 1 bis 4, sowie bevorzugte Anordnungsbeispiele in den Fig.5a bis 15 dargestellt sind.

Dabei werden in den einzelnen Figuren Bezeichnungen verwendet, welche jeweils folgende Bedeutung haben:

A B, Q D. £ F	Glieder.
G H, IJ, L	Drehebene, Drehkreis ( = Schräg- 4° schnitte), Körper, auch gliedmäßiger Körper,
K	Mittelachse eines Gliedkörpers bzw.
M	einer Gliedfolge,
	Senkrechte Achse der schrägen 45
N	Drehebene,
	sonstige Teile und Ausbildungen,
R, υ, w, ζ	Gliedfolgen,
s, τ	Verbindungsteil, Verbindungskörper
ν	(zwischen den Gliedern), 5°
	weitere Achsen,
χ, υ	Glieder-Stellungen oder Strecken.
a,b,c usw.

Zur Erläuterung zeigt F i g. 1 als cchematisches Beispiel zylindrische Hohlglieder A und B, verbunden in der schräg verlaufenden Drehebene G-H.

Bei einfacher Ausführung und manueller Betätigung der Gliederdrehung können die Glieder in der Drehebene G-H z. B. durch eine überlappend ineinandergreifende ringförmige Gestaltung von Nut und Feder formschlüssig drehverbunden sein. Dabei kann eine Rastzahnung z. B. am Hals von Glied B und ein abhebbarer Rastbolzen bei Glied A vorgesehen sein um die jeweilige Stellung zu fixieren.

Als Beispiel für eine einfache mechanische Steuerung ist eine durch beide Glieder hindurchführende kardangelenkige Achse vorgesehen, die hier zunächst mit Glied A drehverbunden sein soll. Wird diese Achse gedreht, so verdreht sich Glied A in der Drehebene G-H und wandert unter Ausführung einer räumlichen Schwenkung von der Stellung a nach d Diese entspricht einer Gliederdrehung um die Schrägachse N und, in Bezug zur Gesamtkorperachse M, gleichzeitig einer Winkelverstellung.

F i g. 2 verdeutlicht die genannte Schwenkbewegung von a über c nach d in Pfeilrichtung Y von F i g. 1 gesehen.

Der Ablauf einer solchen üblichen Schwenkbewegung kann nun aber durch ein gleichzeitiges Bewegen des Gliedkörpers B, vornehmlich ein Drehen um die Gliedkörperachse M, noch systematisch gesteuert und dadurch verändert werden. Insbesondere durch verschiedene Drshgeschwindigkeiten, Drehrichtungen, Abbremsungen, Intervalle usw. können damit vielfältige Bewegungsabläufe hergestellt werden.

So kann z. B. bei langsamerem Drehtempo von Glied B in entgegengesetzter Richtung zu Glied A (F i g. 2, Pfeil m) das Glied A in diesem Falle schon bei c die Endwinkelstellung erreichen (wie vordem bei d). Durch langsameres Drehtempo von Glied B in der gleichen Drehrichtung (Pfeil n) wie Glied A wird eine Verzögerung des Schwenk-Ablaufes erzielt In diesem Falle erreicht Glied A die Endwinkelstellung z. B. bei e (Pfeil p). Zwecks besserer optischer Verdeutlichung wurde bei den Zeichnungen zum Teil auf geometrische Genauigkeit verzichtet

Diese beliebig kombinierbaren Ablauf-Formen ermöglichen zwar bestimmte brauchbare technische Anwendungen. Sie sind jedoch für eine Gesamtlösung der Aufgabe noch nicht ausreichend. Um im Sinne eines Universalgelenkes noch größeren Bewegungsanforderungen zu entsprechen, muß die Gliedersteuerung wahlweise auch Abläufe ermöglichen, die exakt nur in einer Ebene, also ohne räumlichen Schwenkausschlag, verlaufen.

Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden Glieder A und B in exakt gleichem Bewegungstempo gegenläufig angetrieben um die Körperachse M zugleich verdreht werden. Fig. 3 zeigt diesen Vorgang (in Pfeilrichtung Y gesehen) mit Ablauf des Gliedes A in nur einer Ebene (Zeichenebene) von a nach fund Glied B von b nach g. Bei einem solchen Drehablauf heben sich die Schwenkausschläge der Glieder in gegenseitiger Wechselwirkung völlig auf, so daß nur noch eine ebene Knickung stattfindet.

Der Bewegungsablauf in einer Ebene kann auch einseitig begrenzt, d. h. nur durch Antrieb auf einer Gliederseite (z. B. Glied B) erfolgen. Dabei verdreht sich dann das andere Glied A gezwungen durch eine Abstützung oder Führung, die in einer Ebene abwinkelnde Bewegung wird dann nur von einem Glied A allein ausgeführt (Fig. 3, Ablauf Glied A von a nach />, Glied B in Stellung b verbleibend um die Achse M drehend).

Eine Drehbewegung der Glieder kann in kinematischer Umkehrung auch durch ein abwinkelndes Bewegen der Achse X (F i g. 1) erzwungen werden, wenn dies funktional erwünscht ist. Die hierfür drehbeweglich um die Achse gelagerten Glieder verdrehen sich dann (in axialer Richtung belastet und abgestützt) in ihrer schrägen Drehebene G-H.

Weiter können Gliederdrehungen auch durch eine andere Gliederbewegung, z. B. Bewegen von Glied B in Richtung der Körperachse bis zur Belastung durch einen Widerstand P erzwungen werden (oder umgekehrt) (F i g. 4).

Die in den Fig.5a bis 15 gezeigten Beispiele und deren Beschreibung betreffen den weiteren Ausbau der Anordnung sowie besondere technische Anwendungsbeispieie.

Mit den bisher beschriebenen steuerbaren Abläufen in einer Ebene und zusammen mit den vorgenannten räumlichen Ablaufmöglichkeiten steht eine neuartige, universell-gelenkige, steuerbare Gliedereinheit mit optimaler Gliederverbindung zur Verfugung.

Diese steuerbare Gelenkeinheit kann nun aber in ihrem weiteren Ausbau auch noch der Bewältigung weit komplizierterer Funktionen dienen. Denn es wurde erkannt, daß bei einem System von mehreren Drehkreisebenen sich nicht nur die übliche Wiederholung der gleichen Wirkung ergibt, sondern daß dabei auch neue Funktionsmöglichkeiten entstehen.

F i g. 5a zeigt ein Beispiel einer Anordnung mehrerer Drehebenen in nachgeordneter Folge (G-H, H-I, l-J, J-L). Dadurch entsteht eine Vielfalt neuartiger räumlicher Bewegungsmöglichkeiten. Durch Kombinationsbewegungen lassen sich praktisch alle Abläufe, auch so komplizierte wie Spiralform-Drehungen oder Schraubenlinien, gegebenenfalls in einem Zuge ausführen und beherrschen.

Eine solche Gliedfolge stellt praktisch auch eine formstabile, umlenkbare kinematische Kette dar, mit welcher Arbeitsfunktionen ausgeführt werden können. So kann eine Gliedfolge körperaxial (also in Richtung M) bewegt und an einer bestimmten Stelle im Raum durch inner- oder außerhalb der Glieder einwirkende Drehbewegungs-Steuerungsmittel ein Glied nach dem anderen umgelenkt werden, so daß die ganze GHedfolge in eine andere Richtung fließend weiterbewegt werden kann. Die Gliederverdrehung kann dabei z. B. von außen durch formschlüssig auf das Glied einwirkende Führungsstifte erzwungen werden, die bei den Gliedern in entsprechende Gegennuten eingreifen. Beim Erreichen des Umlenkungspunktes ist die Aufhebung einer Glieder-Drehsperre und nach der Umlenkung des jeweiligen Gliedes eine wiedereinrastende Dreharretierung vorgesehen.

Ebenso kann die GHedfolge ortsfest verbleiben und ein Glied (oder mehrere gleichzeitig) nach dem anderen gesteuert verdreht und damit in eine andere Achsrichtung versetzt werden, was z. B. den Auf- und Abbau einiv Mastes bewirken könnte.

DuTch fortlaufendes ortsveränderliches Wirken von Glieder-Umlenkungsstellen lassen sich Gliedfolge-Bewegungen pulsierender Art und von wandernder Form erzeugen.

Auch bei einer Gliedfolge mit einer Mehrzahl von nachgeordneten Drehebenen und Gliedern kann der Bewegungsablauf in nur einer Ebene hergestellt werden, indem z.B. jedes zweite Glied gleichmäßig in der Gegenrichtung verdreht wird.

Zur Regulierung von Funktionsabläufen oder einwirkenden Kräften können die Glieder mit axial oder/und radial wirkenden bzw. angeordneten Regulierungsmitteln oder -vorrichtungen (z. B. Federn, Anschlägen usw.) versehen sein, die gegebenenfalls auch die kräfte- und zeitmäßigen Verhältnisse und Abläufe regeln.

Beispiel einer Regulierung sind unter anderem auch ineinander angeordnete Gliedfolgen, die durch axiales Verschieben oder radiales Verdrehen eine Kongruenz in den beiden Drehebenen erreichen und damit erst funktionsfähig werden.
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lungen wie etwa bei F i g. 9,9a und 9b eine Verspannung gegenüber einem anderen innen- oder außerhalb angeordneten Körper (z. B. Rohr) herstellen.

Die Glieder können verschiedene Längen, Formen und Schnittwinkel aufweisen. Glieder, deren Schnitte an beiden Gliedenden so verlaufen, daß sie sich schneiden, und zwar besonders am Gliedkörper oder in dessen Nähe, z. B. Fi g. 5a, Glied C, Schnitte H-I und /-/, bilden einen verdrehbaren Keil, der einen engen Drehbewegungsverlauf ohne wesentlichen räumlichen Ausschlag

ίο ermöglicht

Solche Keilglieder wie hier C, Ci und C2 können durch aktive (angetriebene) oder passive (getriebene) Drehbewegungen in ihrer Funktion untereinander sich ergänzend so ausgleichend wirken, daß jede beliebige Verformung des Gesaintkörpers mit den angeschlossenen Gliedern (A und B) ohne störenden Ausschlag möglich ist Die Wirkung dieses Ausgleichs beruht auf einem kontinuierlich abwechselnd ausgleichenden Drehverhalten der einzelnen Keilglieder untereinander in Anpassung an den Gesamtablauf.

Insbesondere die Keilglieder ermöglichen die formschlüssige Aneinanderreihung voneinander unabhängiger Glieder, wie z. B. Glied A und Glied B in Fig.5b. Auf solche Weise können rasch andere, neue komplexe Körper gebildet und verändert werden.

Mit einer Gliederfolge lassen sich geschlossene Formen, z. B. Kreisformen, bilden, wie F i g. 6 zeigt, gegebenenfalls auch mit gebogenen Gliederformen zur exakten Kreisbildung, wobei die installierte Leistung in einem geschlossenen System verwertet werden kann. Funktionelle Ausbildungen oder Zusätze bei den Gliedern können eine besondere Verwendung ermöglichen, wie z. B. in F i g. 6 gezeigte Gleitrollen W oder Räder IV', womit der Körper in jeder Form rollbeweglieh ist, oder es können diese auch z. B. einem Transport im Innern des Kreises dienen.

Je nach den erforderlichen Bewegungsanforderungen können innerhalb einer Gliedfolge mit Schrägschnitten auch Normalschnitte zur Mitwirkung eingesetzt werden. wie F i g. 7 zeigt (H-H'. IJ'. L-L')

Ein Normalschnitt hat in diesem Zusammenhang mittelbare Funktionen. So kann z. B. eine Drehung vor Glied ßim Normalschnitt H-H' die treibende Wirkung auf Glied A im Schrägschnitt G-C mit einfachen Mitteln herstellen, ohne daß die anderen angeschlossenen Glieder (C, D, E) von dieser Bewegung störend beeinflußt werden.

Normalschnitte wie H-H' und /-/' (F i g. 7) könner aber auch dazu dienen, eine schräge Drehebene /-/ ohne Einfluß auf die übrige Gliedfolge in eine andere Position zu verdrehen. Weiter kann auch ein Normal Zwischenglied oder Zwischenring wie Glied E dazi dienen, zwischen den Schrägschnittgliedern Funktions mittel anzuordnen, die die Verdrehungen der Gliedfolg«

nicht mitmachen sollen oder die für normal verdrehban Funktionen bestimmt sind.

Fig.8 zeigt z.B. eine Kreisformanlage mit Schräg schnittgliedern C und Funktionsgliedern A, verdrehba; um die Kreisnngachse M. Dabei können die Glieder /

z. B, in zentrischer oder exzentrischer Anordnung un die Achse M, verdrehbare Funktionsausbildungei aufweisen, die je nach Drehstellung unterschiedlich! Abmessungen im bezug zur Achse M haben. Eine solchi exzentrische Gliedausbildung zeigt K an, und um 180'

verdreht W. Bei einer Drehung solcher Glieder in dei Drehebenen G-H ergeben sich dabei Formveränderun gen im Kreisbild, z. B. werden die Innenabstände F-i veränderlich, was gegebenenfalls auch auf die Außen

form zutrifft. Hierbei können Seitenwände (Z) der Glieder konvergieren oder überlappen. Solche Einflüsse können auch durch Verdrehen der Keilglieder C hervorgerufen, verstärkt oder verändert werden.

Bei solchen Ausbildungen können die geometrischen Ebenen und räumlichen Daten (z. B. Durchmesser, Seitenverhältnisse, Achslängen) einer durch die Glieder gebildeten oder mit derartigen Gliedern versehenen Anlage verändert werden. Dies läßt sich vielfältig nutzen, z. B. für Düsen, Span- und Spann-Werkzeuge usw.

Wird für die Gliederform ein zylindrischer Körper gewählt, so ergibt der schräge Schnitt eine davon abweichende elliptische Form. Solche Differenzen können aber durch Formenanpassungen an den Enden der großen Ellipsenachse durch verlaufende Übergänge korrigiert werden. Wird jedoch eine genau kontinuierliche Mantelform der Glieder gewünscht, so wählt man hierfür einen Körper mit elliptischem Normal-Querschnitt, welcher der Winkellage des Schrägschnittes in Kreisform entspricht

Zur Erzielung unterschiedlicher Bewegungen können verschiedene Schnittwinkel in einem Körper verwendet werden, gegebenenfalls mit kontinuierlich divergierenden Mantellinien. Es können aber auch unterschiedliche, gegebenenfalls asymmetrische Glieder(-Mantel)Formen verwendet werden. Ein solcher Körper hätte zwar keine einheitliche Mantellinie, doch kommt es hierbei mehr darauf an, durch die Kombination verschiedener Drehkreise besondere Bewegungsabläufe zu erzielen.

Gliedfolgen mit mehreren Drehebenen (z. B. Fi g. 5a) wurden in einer nachgeordneten Gliederfolge gezeigt Hierbei stehen die Glieder jedoch in einem Bewegungs-Abhängigkeitsverhältnis zueinander (besonders auch in der Körper-Gesamtachse), das ihnen nur begrenzt (durch den Drehwinkel) die kooperative Funktion der Gliedkörper untereinander erlaubt

Dagegen können unabhängig voneinander angeordnete Drehebenen mit ihren Gliedern in jedem beliebigen Winkel bzw. in jeder Weise frei zusammenwirken, gegebenenfalls in gezielter Zusammenfassung oder Anordnung.

Die gezielt angelegte räumliche Zuordnung mehrerer Drehebenen erbringt vornehmlich in verzweigter und in Mehrfach-Achsen-Anordnung, neue Ablauf-Komponenten durch die sich überlagernden, verästelten oder gruppiert zusammenwirkenden Glieder- und Gliedfolge-Bewegungen. Dies reicht weit über die Funktion eines einzelnen gelenkigen Armes hinaus und erfaßt weitere Bereiche der Bewegungstechnik mit ganz neuen Problemlösungen.

Mehrere Gliedfolgen-Arme können in ihrer Funktionsbewegung z. B. in einer (oder mehreren) resultierenden Achsrichtung(en) zusammenwirken, z. B. wie in Fig.9 die Gliedfolge-Achsen Xl und XI mit der resultierenden Wirkrichtung der Achse Y. Ausgangsstellung ist hier a und b, die Anwendung etwa katapultartig oder umgekehrt als Ramme u.dgl. Dabei sind auch noch zusätzlich räumliche Wirkmöglichkeiten in Richtung der Tiefe der Achse Ygegeben.

Die Gliedfolge kann der Aufnahme und Verarbeitung gewollter oder ungewollter und unbestimmter Kräfte dienen, wie sie sich z. B. ergeben, wenn eine bewegende Kraft auf der Linie Vin Fig.9 angesetzt wird Die Gliedfolge ermöglicht allgemein die gezielte und gesteuerte Umlenkung und Bewegungsumkehr gegebe- «i.jfalU Mhrderang vos Rrläsa, "U* durcb Ableitung. Reibune oder Federung, und zwar nicht nur mit Wirkung an einem Punkt, sondern auch weiterwirkend von Glied zu Glied in ausgedehnter, nachgeordneter oder verzweigter Folge. Dadurch wird es möglich, Bewegungen und Kräfte zu beherrschen, die sich sonst nur mit großem technischen Aufwand systematisch erfassen und lenken lassen (z. B. Rückstoß, Aufprall).

Die Funktionen können in einer Endlosbewegung ablaufen, da die Glieder beim Weiterdrehen im gleichen Drehsinn wieder automatisch in die Ausgangsstellung

ίο zurückkehren. Bei kreisförmiger Anordnung mehrerer Arme können auch schaukelnde Bewegungen oder ein Drall bei einem Objekt hervorgerufen werden.

Die Arme können zu gemeinsamer Funktion stativartig, parallel oder räumlich zusammengefaßt werden, gegebenenfalls durch ein Verbindungs-Knotenglied, das den verschiedenen Armen die voneinander unabhängige Drehbewegung erlaubt.

Fig. 10 zeigt andere Mehrfachanordnungen von einander zugeordneten Drehebenen bzw. Schrägschnittgliedern. In dieser Figur sind mehrere nebengeordnete oder verzweigte Beispiele zusammengefaßt. Am Basiskörper K befinden sich hier die neben- bzw. gegenüber angeordneten Glieder A und B, welche zunächst ohne die weiter gezeigten Glieder zu betrachten sind. Durch ihre Drehbewegung von der Lage A' nach A und B' nach B können sie z. B. einen Kupplungseffekt im Zusammenwirken mit einem anderen Körper, hier z. B. W, bewirken, wobei ein formschlüssiges Hintergreifen des anderen Kupplungsteiles möglich ist. Bei kreisförmiger Glieder- bzw. Drehebenen-Anlage am Basiskörper können z. B. noch weitere Glieder diese Funktion ergänzen, wie Glied C andeutet.

Weiter zeigt Glied D mit den an seinem Gliedkörper angesetzten Gliedern E und F eine andere verzweigte Anordnung von Drehkreisen. Besonders bei gleichzeitigen Drehbewegungen z. B. von den Gliedern B, D, fund F lassen sich die verschiedensten Wirk-Komponenten herstellen. Die Gliedfolge S deutet weitere gliedermäßige Verzweigungsmöglichkeiten an.

Die vielen sich ergebenden Bewegungs- und Kooperationsmöglichkeiten erlauben die Ausführung bisher nur schwer oder gar nicht erreichbarer Bewegungsvorgänge und Arbeitsfunktionen. Die Zuordnung von Funktionsteilen bzw. Arbeitsmitteln an oder von derartigen Ausbildungen bei den Schrägschnittgüedem dient zur Realisierung dieser Funktionen.

Solche Funktionsmittel stellen nicht nur übliche Zusätze dar, wie sie etwa gewöhnlich z. B. am Ende eines beweglichen Armes angebracht werden. Vielmehl handelt es sich hierbei um Mittel, die dem Gliedermante zugeordnet sind, wobei die Glieder nicht nur al! bewegungsübertragende oder bewegungssteuemde Or gane wirken, sondern ihre entsprechend ausgebildetei bzw. ausgestatteten Gliedkörper selbst als funktionsaus übende bzw. funktionsverändernde Arbeitsmittel einge setzt werden. Dabei ist ihre Gesamtfunktion auf ein mi den charakteristischen Gliederdrehungen herstellbares veränderliches Zusammenwirken der einzelnen Funk tionsabschnitte ausgerichtet

Fig. 11a zeigt ein einfaches schematisches Beispie hierfür in einer Gliedfolge mit den Drehebenen G um spitzen Ausbildungen W an den Gliedern. Be Gliederverdrehung verändert sich die vorher strenj linear geordnete Ausrichtung der Spitzen zu eine beliebig verwandelbaren neuen Konstellation de einzelnen F'jnktionsteilabschnitte zueinander, wi Fig. 11b andeutet Hierbei kann die arbeitsmäßig

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Anwendung sowohl in der Nutzung der neuen Gesamtkörperform wie in deren veränderlicher Verstellung erfolgen.

Die Glieder können aber auch gänzlich als Funktionskörper gestaltet, z. B. als Rühr- oder Verdrängungskörper für die Verwendung bei einem Rühr-Mischgerät oder einer Pumpe genützt sein.

Die Funktions-Ausbildungen und Vorrichtungen (z. B. Ansätze, Vertiefungen, Öffnungen, Verschlüsse, Führungselemente, Kontakte, Leitwege u.dgl.) an oder in den Gliedern können so angelegt sein, daß sie durch oder bei Gliederdrehung in eine andere Kombination oder in einen jeweils anderen Verlauf usw. gebracht werden können oder trotz Verdrehung ihre Funktion beibehalten.

Ein Beispiel zeigt hierzu Fig. 12a mit einer Gliedfolge in Draufsicht (wobei die Schrägschnitte wie z. B. G-H hier kreisförmig zu sehen sind). Hier sind Führungsteile W als auf den Gliedkörper aufgesetzte Profilteile vorgesehen, die zunächst eine von Glied zu Glied kontinuierliche geradlinige Führungsreihe im Sinne einer Schiene ergeben. Dreht man nun die Glieder Λ, B, C. D, E, F in ihren Drehebenen (G-H) in eine vorbestimmte Position (Fig. 12b), in der andere, der D-ehstellung entsprechende, z. B. bogenförmig angelegte Führungsteile Zdie Führungsaufgabe an Stelle von W übernehmen, so läßt sich dadurch z. B. trotz der Richtungsänderung eine ebenso ununterbrochene Führungsreihe herstellen, dies gegebenenfalls auch im Sinne einer Weichenstellung.

Die Art der Gestaltung des Gliedkörpers ist nicht an die in den Zeichnungen fortlaufend gezeigte zylindrische Körperform gebunden. F i g. 13 zeigt z. B. lediglich aus verschiedenen Verstrebungen (A, B) gestaltete Glieder mit den Schrägdrehkreisen G, hier benutzt als Innenführung und Lenkung für einen flexiblen Schlauch (K).

Bei den Gliedkörperformen ist auch an eine Kugel mit Schrägschnitten gedacht Dabei entspricht jeder Kugelabschnitt einem Glied. Fig. 14 zeigt z.B. eine Kugel bestehend aus den Gliedern A, B, und C mit der gemeinsamen Achse M und den Schrägschnitten G-H und H-I sowie gegebenenfalls mit Hohlraum O zur Aufnahme von Übertragungsmitteln. Mit relativen Verdrehungen dieser Glieder können z. B. Kugelform-Veränderungen etwa zu Spannzwecken innerhalb eines Lagers erfolgen.

Die Kugel-Segmente können auch eine Hohlform bilden, welche gtnz oder teilweise eine Kugel ummantelt und gegebenenfalls dabei einen mit der Kugel verbundenen Arm formschlüssig umfassen und mit der Gliederbewegung steuern kann.

Aber auch sonst können die Getriebeglieder als systematisch steuerbare Führung anderen Gelenken oder/und Wellen sowie gelenkig verbundenen oder biegsamen Körpern zugeordnet sein.

Ein Beispiel zeigt hierzu Fig. 15. Hier ist z.B. ein Kardangelenk dargestellt mit den Gelenkteilen K 1 und K 2 und einem Verbindungsteil V. Diese Gelenkteile K 1 und K 2 sind hier bewegbar gelagert in führenden Glieder-Mantelteilen A, B, C, die mit ihren Schrägdrehkreisen G-G' und H-H' eine steuernde Gliedereinheit bilden. (Das mittlere Glied B ist hier aus räumlichen Gründen bogenförmig gestaltet, wodurch trotz größeren Innenraumes die Schnitt-Durchmesser nicht vergrößert werden müssen.)

Die allseitige Beweglichkeit dieser äußeren Einheit ermöglicht uneingeschränkte Bewegungen des inneren Gelenkes. Da durch die äußere Gliedfolge in jeder Bewegungsphase ein klar geregelter und erfaßbarer Bewegungsablauf gegeben ist, kann in einer solchen Gelenk- bzw. Führungs-Kombination jede gewünschte Einstellung auch gezielt erreicht werden. Ungewollte oder unbestimmte Kräfte können das Gelenk nicht unkontrolliert beeinflussen. Vielmehr werden solche Kräfte hier durch die Mantel-Gliedereinheit aufgenommen und gerichtet, wie auch gewollte Kräfte auf das innere Gelenk übertragen werden und dieses steuern können.

Solche Vorgänge und Wirkungen können übrigens auch wechsel- oder gegenseitig bzw. umgekehrt erfolgen, wobei eine gemeinsame Arretiermöglichkeit, z. B. durch Fixierung nur einer Einheit oder Blockierung der Lagerung möglich ist.

Die genannte Kombination eignet sich als Führung bei der Übertragung von Drehkräften, wobei im Beispiel von F i g. 15 das innere Gelenk der Drehkraftübertragung und das äußere der Richtungsbestimmung dient.

Aus der Drehbewegung der Gelenkteile K 1 und K 2 ergibt sich, daß die Gelenkteilachsen Drehebenen bilden (U 1 und U2), welche bei abgewinkelter Gelenkstellung schräg zueinander stehen. Erfaßt man nun diese Drehebenen bzw. die Drehbewegung z. B. von Gelenkgliedern wie K1 und K 2 durch zwangsläufige Führung (z. B. von Drehkreislagern Z, die zweckmäßig auch Bestandteil der Winkelführungen wie A, B und C sein können), so kann dadurch eine Ungleichförmigkeit im Drehablauf des inneren (Kardan-)Gelenkes verhindert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Getriebeanordnung mit mindestens zwei Gliedern, die in schräger Ebene relativ drehbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Glieder (A. B, C, D, E. F) steuerbar durch Festhalten oder zwangsweise Bewegung eines oder mehrerer Glieder ist

2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gliedfolge Glieder eingesetzt sind, deren Drehebenen (H-H'; J-J'; L-L'; O-O') ein- oder beidseitig normal zur Gliedachse verlaufen.

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