DE2328425A1

DE2328425A1 - Antrieb fuer diskontinuierliche drehbewegungen

Info

Publication number: DE2328425A1
Application number: DE19732328425
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. M Antrag
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Renault SAS
Priority date: 1972-06-07
Filing date: 1973-06-05
Publication date: 1974-01-10
Also published as: JPS4949065A; IT988837B; FR2188745A5

Description

Neva

85 Augsburg 22 Patentanwälte WiföliÄ-^aaN¹⁹¹¹· «·«· ^.6.1973

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dr. ing. E, UEBAU 2328425

• . ,__,.,. Unser Zeichen R 9138/p

DIPL. ING. G. LIEBAU (Bei Rückantwort bitte pngeberi)

* Ihr Zeichen

BEGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile Zola
Butane ourt /Seine (Frankrä-ch)

und

AUTOMOBILES PEUGEOT

7 5 Avenue de la Grande Armee

Paris / Frankreich

Antrieb für diskontinuierliche Drehbewegungen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Vorrichtung, mit der einem Organ eine diskontinuierliche Drehbewegung mitgeteilt werden kann; die Vorrichtung ist verwandt mit dem als Malteserkreuz bekannten Mechanismus.

Die Vorrichtung ermöglicht bei den verschiedenartigsten Maschinen eine günstige Lösung für die folgenden drei

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Arten von Problemen:

I - Sie ist für jeden nach Art eines Malteserkreuzes „ arbeitenden mechanischen Antrieb verwendbar_s dessen Umdrehungsfrequenz dazu zwingt, den Kurbelzapfenhalter in vollem Schwünge (kontinuierliche Rotation) drehen zu lassen, und wo es wichtig ist, ein kleines Verhältnis von Umdrehungszeit zu Stillstandszeit zu erzielen.

Das ist besonders bei Werkzeugmaschinen und bei Montagemaschinen der FaIl₃ wenn die Zyklusdauer sich der Sekunde nähert.

II - Es kann wünschenswert sein, bei allen Umdrehungsphasen eines Maschinentisches _9y einen Zwischenhalt oder "Stop" von einer Dauer, die praktisch null ist, einzuschalten. Diese kurze Stillstandszeit kann erforderlich und ausreichend sein, um zwischen den Hauptarbeitsschritten Markierungs-, Etikettier-, Werkstückexnführungs-, Werkstückausgabe- oder elektrische Überwachungs-Schritte auszuführen, die auf einem Tisch zusammengefaßt sein können, aber nicht müssen.

III - Bei einer dritten Art von zyklischen Umdrehungen eines Maschinentischs können die auszuführenden Schritte nur eine Folge von sehr kurzen Stillstnadszeiten erfordern, d.h. sie können keine der oben erwähnten Hauptarbeits sehr it te zulassen. Das kann der Fall sein:

- bei Beschickungstischen in allen industriellen Anwendungen: Werkzeugmaschinen, Montagemaschinen, Abfüll- oder Verpackungsanlagen;

- bei Etikettiertischen, bei Adressenaufdrucktischen, bei

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Verpackungskontrolltischen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung für den Antrieb eines Organs, etwa eines Maschinentischs, zu einer diskontinuierlichen Drehbewegung, weist mindestens eine Radialnut auf, mit der mindestens ein Kurbelzapfen zusammen- · arbeitet, der von einer Kurbelscheibe getragen wird, deren Drehachse parallel zu derjenigen des Tisches verläuft, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelscheibe exzentrisch auf einem umlaufenden Mitnehmertisch angebracht ist, dessen Achse parallel zu der Achse der Kurbelscheibe verläuft, die ihrerseits mit einem Satellitenritzel starr verbunden ist, das mit einem feststehenden und koaxial zu dem Mitnehmertisch angeordneten gezahnten Bauteil im Eingriff steht. ·

Wie sich noch zeigen wird, erlaubt diese Anordnung im Vergleich zu dem üblichen' Malteserkreuze-Mechanismus und bei einem Betrieb in vollem Schwünge, das Verhältnis von Umdrehungszeit zu Stillstandszeit des mitgenommenen Tischs herabzusetzen (erwähntes Problem I). Es ist ferner geeignet, während jeder Umdrehungsphase des mitgenommenen Tischs eine kurze Zwischenstillstandszeit zu erzielen, was zu einem günstigen Gesamtverhältnis von Umdrehungszeit zu Stillstandszeit gegenüber dem führt, das man mit einem · Malteserkreuz-Mechanismus erreichen könnte (erwähntes Problem II).

Die Vorrichtung ist geeignet zur Ausbildung eines zyklisch mitgenommenen Tischs mit kurzen Stillstandsperioden am Ende jeder Umdrehungsphase des Zyklus (erwähntes Problem III), wobei eine kompakte Bauweise erzielbar ist.

Ferner zeigt es sich, daß die Vorrichtung gut geeignet

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ist für alle Lageeinstellungen des angetriebenen Tischs sowie zum Anbringen eines Kraftbegrenzers in dem Antrieb .

Mehrere Ausführungsformen der Antriebsvorrichtung werden nachstehend beispielshalber und unter Heranziehung der Zeichnungen beschrieben, die folgendes darstellen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung, wobei der angetriebene Tisch nicht gezeichnet ist;

Fig. 2 eine erläuternde Draufsicht auf den Bewegungsablauf einer erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung;

Fig. 3 bis 5 erläuternde Ansichten von weiteren Bewegungsabläufen bei erfindungsgemässen Antriebsvorrichtungen ;

Fig. 6 und 7 schematische Ansichten anderer Ausführungsformen und Bewegungsabläufe von erfindungsgemässen Vorrichtungen;

Fig. 8 ein KonstruktionsdeiaLl der Vorrichtung nach Fig.

Die in Fig. 1 dargestelLte Vorrichtung weist.ein Gehäuse

et,

1 auf, an dem mittels zweier Lagerungen 2 und 3 eine Vertikalwelle 4· angebracht ist, die von einer mit einem an dem Gehäuse befestigten Motor 7 versehenen Schnecken- und Tangentialrad-Mechanik 5, 6 in Umdrehung versetzt werden soll. In ihrem oberen Abschnitt trägt die Welle 4· einen Mitnehmertisch 8, in dem aussermittig eine zy-

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lindrische Ausnehmung vorgesehen ist _t die eine Kurbelscheibe 9 aufnimmt_s die mit einem Kurbelzapfen 10 versehen ist, der aus der Mitnehmerscheibe nach oben herausragt. Diese Kürbeischeibe ist mit einer Drehachse 11 starr verbunden, die durch den Tisch 8 geführt ist tmd unter dem.Tisch ein Ritzel 12 aufgekeilt erhältj das mit einem koaxial zu dem Mitnehmertisch stehenden und fest an dem Gehäuse angebrachten Zahnrad 13 kämmt«

Aus dieser Anordnung ergibt sich, daß, wenn der Mitnehmertisch 8 in Drehung versetzt ist» das Ritzel als Satellit um das ein Planetenrad bildende Zahnrad 13 herumläuft, und der Kurbelzapfen 10 der Kurbelscheibe 9 beschreibt eine Folge von Epizykloiden, wie sie in Fig» 3 mit IM- bezeichnet sind. Wenn das Verhältnis der Zähnezahl des Rades 13 und des Ritzels 12 ganzzahlig ist, beschreibt der Kurbelzapfen bei einer Umdrehung des Mitnehmertischs 8 eine ebenso großße Zahl vollständiger Epizykloiden, im Fall der Fig* 2 und 3 also drei. In Fig· 2 ist der Maschinentiseh, der in eine diskontinuierliche Drehung versetzt werden soll, mit 15 bezeichnet; die Drehachse des Maschinentisches 15 verläuft parallel zu der Achse 17 der Welle 4. Der Tisch ist hier mit sechs Radialnuten 18a bis 18f versehen, die sich zum Rande hin öffnen und mit denen der Kurbelzapfen zusammenarbeiten soll und die Antriebseinrichtung ist gegenüber^ dem Tisch 15 so angeordnet, daß die Eingriffsund Freigabepunkte des Kurbelzapfens in Bezug auf die Muten sich auf einer ebensolchen Epizykloide befinden, in zwei Punkten der Epizykloide Symmetrisch zu der durch die Achsen 16, 17 verlaufenden Ebene und genau den Berührungspunkten zwischen den Winkelhai- · bierenden der Nuten des Tischs 15 und der zugeordneten"

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Epizykloide Ik entsprechend, so daß der Eingriff und die Freigabe des Kurbelzapfens gegenüber der Nut des Tischs praktisch tangential zu den Nuten erfolgt.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß einem Drehwinkel A des Tischs 15 von 60° ein Drehwinkel B des Mitnehmertischs 8 entspricht, der durch die Berührungspunkte des Satellitenritzels 12 mit dem Planetenrad 13 definiert ist und den Eingriffs- und Freigabeρunkten des Kurbelzapfens entspricht, Im vorliegenden Fall beträgt der Winkel B &8°, das beueutet, daß das Verhältnis von Umdrehungszeit zu Stillstandszeit bei dem Tisch 15 gleich , somit 1 : 6,5 ist. Bei einem üblichen Malteserkreuzantrieb durch Kurbelscheibe mit unveränderlicher Drehachse und bei tangentialem Eingreifen und Freigeben des Kurbelzapfens, erhält man ein Verhältnis von Umdrehungszeit zu Stillstandszeit des Malteserkreuzes, das bei aufeinanderfolgenden Drehwinkeln des Malteserkreuzes von 60° i : 2 beträgt und somit erheblich grosser als 1 : 6,5 ist.

Die beschriebene Vorrichtung löst somit in vorteilhafter Weise das oben angegebene Problem I. Man sieht, daß man mit gleichem Vorteil die Zahl der von dem Mitnehmertisch getragenen Kurbelscheiben vervielfachen kann bis auf drei um 120° versetzte Scheiben (nach dem Beispiel in Fig. 2), ganz wie bei dem üblichen Antrieb mit Malteserkreuz drei ebenfalls um 120°.gegeneinander versetzte Kurbelzapfen vorgesehen werden können.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der vorhergehenden durch die relative Anordnung der Mitnehmeranordnung gegenüber dem Tisch 15, wobei nämlich der Eingriffs- und der Freigabepunkt des Kurbelzapfens gegenüber den Nuten auf zwei von dem Kurbelzapfen beschriebenen, auf-

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einanderfolgenden Epizykloiden liegen, die symmetrisch zu der durch die Achsen 16, 17 verlaufenden Ebene lie-' gen. Diese Punkte entsprechen auch den Berührungspunkten zwischen den Winkelhalbierenden der Nuten des Tischs 15 und der betrachteten Epizykloiden. Im Falle der Fig. 3 beträgt der Winkel B 120°, wie es auch bei einem üblichen Malteserkreuzantrieb der Fall ist, aber man erhält hier ausserdem einen kurzen Zwischenstillstand des Tischs-15, wenn die Winkelhalbierende der. von dem Kurbelzapfen 10 beanspruchten Nut in die Ebene der Achsen 16, 17 einläuft, d.h. im Umkehrpunkt, der dem Zusammenstoßen der beiden Epizykloiden entspricht.

Diese Vorrichtung löst somit auch das eingangs erläuterte Problem II.

Wie im vorhergehenden Fall kann man die Zahl der von dem Mitnehmertisch getragenen Kurbelscheiben auf drei erhöhen und in diesem Fall wird der Tisch 15 in diskontinuierliche Umdrehung versetzt, wobei 12 kurze Stillstandsperioden auftreten, die in zwei Gruppen von sechs Stillstandsabschnitten, die gegeneinander versetzt sind und von verschiedener Art sind, denn die eine ergibt sich aus dem Wechsel der Antriebsnut und die andere aus dem Obergang von einer Epizykloide zur nächsten. ' ■ .

Die Fig. f bzw. 5 stellen die Bewegungsabläufe mit vier bzw. sechs Epizykloiden dar, die durch eine entsprechende Wahl der Zähnezahl bei dem Planetenrad 13 und dem Ritzel oder den Ritzeln, das oder die mit der Kurbelscheibe oder den Kurbelscheiben starr verbunden ist oder sind. Die Bewegungsabläufe sind hier für einen unveränderten Drehwinkel A zwischen dem Eingriffs- und dem Freigabepunkt desselben Kurbelzapfens gezeichnet, wobei der Winkel B im Falle der Fig. H

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dann 100° bzw. im Falle der Fig. 5 75° beträgt.

Bei den Beispielen nach den Fig. 2 bis 5 ist davon ausgegangen, daß der Kurbelzapfen 10 der oder jeder Kurbelscheibe um einen Betrag aussermittig angeordnet ist, der gleich dem Betrag des Teilkreisradius des mit dem Planetenrad 13 zusammenarbeitenden Satellitenritzels ist. Der Kurbelzapfen 10 kann aber auch um andere Beträge aussermittig angeordnet sein und insbesondere einen Umlaufradius haben, der grosser ist als der Teilkreisradius des Satellitenritzels 12, so daß die von ihm beschriebene Epizykloide weiter ausgebaucht ist, wie das in den Fig. 2 und 3 strichpunktiert angedeutet ist.

Daraus ergibt sich, daß für einen unveränderten Winkel A des Tischs 15 der Winkel B kleiner wird, womit sich auch das Verhältnis von Umdrehungszeit zu Stillstandszeit verkleinert.

Ferner folgt daraus, daß bei Bewegungsabläufen, wie sie in Fig. 3 gezeichnet sind, die der Verbindung von zwei Epizykloiden entsprechende Zwischenstillstandszeit, vergrössert wird, wobei der Tisch 15 sogar eine kleine Rückwärtsbewegung ausführen kann, bevor er wieder in der normalen Bewegungsrichtung weitergeführt wird.

Die Fig. 6 und 7 geben zwei weitere Anordnungen und Bewegungsformen gemäß der Erfindung wieder, mit denen auf einfache Weise das oben erörterte Problem III gelöst werden kann.

In diesem Fall werden der Tisch 8 und ein Maschinentisch 19 koaxial angeordnet; der Maschinentisch 19 weist eine einzige Nut 20 auf, in der der Kurbelzapfen 10 der Kurbelschei-

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be I sich hifi und her bewegt lind gingeschlöäsen bleibt»

6 entsprieltt dem vorhergehenden FaIl₄ bei dem das Sateliitenratzei Il sich um ein feststehendes Planetenrad 13 dreht*; das Zähnezähiverhälthis ist sechs\ so daß der* Kürbeizap^n 10 sechs Epizyklöiden bei seinem Umlauf der Mitmhifie^seheibe beschreibt (wie¹ gezeichnet)* Ef er^ teilt somit dein Mäsehinentiseh eine "zyklische'Rotation von eines? Bechgtelümdt'ehüng' in einer SeGhstelümdrehungj getrennt dureh einen kurzen Zwischens'tiIlständ am Verbindüngspuftltt der ängegebeenen au fe inaft der folgenden EpI-zykloideh, ' " ''

Fig* 7 stellt den Fall dar* daß das'Satellitenritzel 12 im Inneren eines feststehenden Zannkranzes 13a umlauft₄ wobei das Vefhältnis der Zähnezählen auch hier sechs beträgt j so daß der Kurbelzapfen 10 die sechs Hypozykloiden bei einer Umdrehung der Mitnehmerscheibe beschreibt. Er erteilt somit dem Mäschinentisch eine gleiche Art von Umdrehungen wie bei der Äusfuhrungsform nach Fig. 6.

Wie in Verbindung mit F'ig* 3 erörtert, ist es in diesem Fall ebenfalls möglich, durch eine grössere Exzentrizität des Kurbelzapfens 10 sich leicht überlappende Epizykloiden (Fig. 6) oder Hypozykloiden (Fig. 7) zu erhalten, wenn Zwischenstillstände von grösserer Dauer verlangt werden, wobei ein geringfügiger Rücklauf zugelassen ist.

Um die. erforderliche Regelung einer erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung herbeizuführen unter Berücksichtigung der erforderlichen Winkellage des Maschinentischs beim Stillstand₅ braucht nur eine winkelverstelibare Montierung des gezahnten Reaktionsorgans vorgesehen zu werden, an dem das öder die Satellitenritzel 12 abrollen.

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Eine derartige Montierung verträgt sich ohne weiteres äusserdem mit der Anbringung eines Kräftbegrenzers, der in Fig. 8 für den Fall der Ausführung der Vorrichtung -nach Fig. 1 gezeichnet ist; danach besitzt das-Planetenrad 13 einen nach unten zeigenden Finger 21, der sich schräg zwischen einem festen, durch eine Schraube 22 in einem fest an dem Gehäuse 1 angebrachten Halter 23 verstellbaren Anschlag und einem federnden Anschlag 24 abstützt* der hier durch eine geeichte Feder gebildet wird, die in einer' Halterung 25 untergebracht ist und die Reaktionskraft auf die Antriebsdrehung aufnimmt. Wenn diese Kraft einen bestimmten Wert übersteigt, bei dem die Feder nachgibt, betätigt der Finger 21 über eine Steuerungsrampe 21a einen elektrischen Schalter 26, durch dessen Auslösung der Antriebsmotor 7 abgeschaltet wird. Man kann auch unter Verwendung eines Kugelkopfzapfens sich mit einer ungefähren Parallelität zwischen den Drehachsen des Mitnehmertxschs, der Kurbelscheibe und des mitgenommenen Tischs begnügen. ■

Es ist evtl. möglich, daß das Verhältnis der Zahl der in dem gezahnten Reaktionsorgan und dem oder jedem Satellitenritzel eine ganzzahlige Anzahl von Zykloiden erst bei mehreren Umdrehungen des Mitnehmertxschs hervorbringt, etwa nach zwei oder drei Umdrehungen, so daß die mitgenommene Scheibe die gleichen Winkellagen erst nach zwei oder drei vollständigen Umläufen wieder erreicht, wobei die Zahl seiner ■ Mitnehmernuten insbesondere bei den Beispielen nach den Fig. 2 bis 5 infolgedessen vergrössert wird.

Die drei oben erläuterten und durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gelösten Probleme ermöglichen insbesondere jeweils die folgenden Anwendungen:

I - Im Hinblick auf das erste Problem ist die Erfindung

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besonders interessant für Werkzeugmaschinen und Montagemaschinen, die in vollem Schwung gesteuert werden und geringe, Trägheit haben.

II - Im Hinblick auf das zweite Problem ist sie ebenfalls sehr brauchbar in Werkzeugmaschinen und Montagemaschinen. Der in der Mitte jeder Umdrehung markierte Zwischenstillstand eröffnet wichtige Anwendungsmöglichkeiten:

- die Möglichkeit, kurze Arbeiten, etwa Einführen von Werkstücken,. Ausgabe von Werkstücken, Markieren, Etikettieren, Bedrucken ..., während dieser Zwischenstillstandszeiten des Tisches auszuführen, kürzt umso mehr die wichtigen ■Arbeitsschritte ab und erleichtert ihre Ausführung;

- die Möglichkeit, während dieser Zwischenstillstandszeiten systematische Kontrollen auszuführen, die man immer elektrisch auf eine zentrale Anzeige übertragen kann, erleichtert den Ausbau der Bearbeitungs- und Montagemaschinen mit "Schwenktisch" zu Maschinen für die automatische Störungskontrolle;

III - Im Hinblick auf das dritte Problem gelangt die Erfindung in den Bereich der sehr kurzen Vorgänge: Einführung und Ausgabe von Werkstücken, Verpacken, Etikettieren, Markieren, Bedrucken ... Die zyklisch bewegten umlaufenden Tische, die nach der. Erfindung hergestellt werden können, sind aus sergewöhnlich kompakt gebaut.

Die Einfachheit der Einstellung beim Zusammenbau und der Anbringung einer einfachen Sicherheitseinrichtung lassen die technologischen Mittel der vorliegenden Erfindung geeignet erscheinen zur Ausführung von Mischen für lange Arbeitszyklen mit Stillstandszeiten oder mit Lösen des Drehantriebs des Tisches.

Patentansprüche?

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Claims

Patenten s ρ rü ehe

1./Vorrichtung für den Antrieb eines Organs, etwa eines Maschinentischs, zu einer diskontinuierlichen Drehbewegung, mit mindestens einer Radialnut, mit der mindestens ein Kurbelzapfen zusammenarbeitet, der von einer Kurbelscheibe getragen wird, deren Drehachse parallel zu derjenigen des Tisches verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelscheibe (9) exzentrisch auf einem umlaufenden Mitnehmertisch (8) angebracht ist, dessen Achse parallel zu der Achse der Kurbelscheibe (9) verläuft, die ihrerseits mit einem Satellitenritzel (12) starr verbunden ist, das mit einem feststehenden und koaxial zu dem Mitnehmertisch angeordneten gezahnten Bauteil (13) im Eingriff steht.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Zähnezahlen des gezahnten Bauteils (13) und des Satellitenritzels (12) ganzzahlig ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenteisch (15) und der Mitnehmertisch (8) koaxial zueinander angeordnet sind, und daß der Maschinentisch eine einzige Radialnut (20) aufweist, in der sich der Kurbelzapfen (10) einer einzigen Kurbelscheibe (9) hin und her verlagert.

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Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß es sich, bei dem feststehenden gezahnten Bauteil (13) um ein Planetenrad (13) handelt, um das das Satellitenritzel (12) läuft,

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daße s sich bei dem feststehenden gezahnten Bauteil um einen Zahnkranz (13a) mit innenverzahnung^ in dem das· Satellitenritzel (12) läuft, handelt*

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Maschinentisches (15) und des Mitnehmer ti sches (8) Abstand voneinander haben, und daß der Maschinentisch mit mehreren Radiälnuten (18a-f) versehenist, mit denen der oder jeder Kurbelzapfen (10) zusammenarbeitet, indem er in die Nuten eingreift und sieh aus ihnen in praktisch tangentialer Richtung entfernt.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß de Eingriffs- und diö Austrittspunkte des oder jedes Kürbelzäpfens an den Muten auf ein Und derselben, von dem Kurbelzapfen beschriebenen Epizykloide liegen.

8» Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6·, dadurch gekennzeich- - net, daß die Eingriffs- und die Austrittspunkte des oder jedes Kurbelzapfens an den Nuten auf zwei der von dem Kurbelzapfen beschriebenen aufeinanderfolgenden Epizykloiden liegen, so daß ein Zwischenstillstand beim Durchlaufen des Umkehrpunkts der genannten Epizykloiden eintritt.

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9« Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1,, dadurch gekenn- " zeichnet, daß das genannte gezahnte kreisförmige Bauteil (13, 13a) in seiner Winkellage um seine Achse einstellbar ist.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch Ij dadurch gekennzeichnet, daß das genannte gezahnte kreisförmige Bauteil (13, 13a) sich winkelmässig gegen einen feststehenden Anschlag (22, 23) und einen federnden, die Reaktionskraft auf die Antriebsdrehung aufnehmenden Anschlag (24) abstützt und daß ein Antriebsorgan vorgesehen ist, das mit Haltemitteln für den Mitnehmertisch (8) versehen ist, die vjirksam werden _s wenn das Reaktion ε moment die Kraft des federnden Anschlags übersteigt.

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