DE2329272B2 - Vorrichtung zum umsetzen einer drehbewegung in eine intermittierende bewegung - Google Patents

Description

IO

15

20 mit einem Zwischenrad

X¹Ce^MOtOr" k'ann auf dem Schwenkhebel angeordnet sein und das Zwischenrad antreiben.

en Abtriebgliedes dienen. Unter intermittierender

,0 Bewegt ng soll sowohl die hin- und hergehende

BeweSnl einer längsverschiebbaren Werkstuckplatte

als auch die von einem wiederholten Stil setzen

unterbrochene Drehbewegung einer Werkstückplatte

Das Hauptpatent betrifft eine Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung, insbesondere für die Werkstückplatte eines Arbeitstisches, mit einem in mit Zähnen versehenen Abtriebsglied eingreifenden und im Zahneingriff mit diesem gehaltenen, angetriebenen Zahnrad. Diese Vorrichtung ist erfindungsgemäß nach dem Hauptpatent dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Zahnrad außerhalb seines Mittelpunktes mit einer Antriebswelle verbunden ist, die quer zur Verschieberichtung des Abtriebsgliedes um den sich Uemgemau ucuuu das Zusatzpatent eine Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine intermittierende Bewegung, insbesondere für die Werkstückplatte eines Arbeitstisches, mit einem in Antriebsverbindung mit dem Abtriebsglied gehaltenen ₄„ angetriebenen Antriebsrad, das außerhalb seines Mittelpunktes mit einer Antriebswelle verbunden ist, die quer zur Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes um den sich parallel zum Abtriebsglied verschiebenden Mittelpunkt des angetriebenen Antriebsrades beweglich geführt ist. ^₅ Die vorgenannte Aufgabe ist in einer ersten Ausfiihningsform erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Abtriebsglied eine Kette befestigt ist, in der das Antr ebsrad eingreift. Die Kette tritt somit an die Stelle der in den Ausführungsbeispielen des Hauptpatents vorgesehenen Zahnstange, wodurch sich die Bewegungsverhältnisse des Abtriebsgliedes zusätzlich beeinflussen lassen.

Die vorgenannte Aufgabe ist in einer zweiten Ausführungsform ferner dadurch gelöst, daß das J₅ Antriebsrad in Antriebsverbindung mit einem Abtriebszahnrad ist und um den Mittelpunkt des Abtriebszahinrades schwenkbar gehaltert ist. Damit ist in einfacher Weise der intermittierende Antrieb eines drehbaren Arbeitstisches ermöglicht. Ferner lassen sich durch J₀ Wahl der Zähnezahl des Antriebsrades und des Abtriebszahnrades die Bewegungsverhältnisse zusätzlich verändern. Das Antriebsrad kann entweder mit einer Außenverzahnung oder mit einer Innenverzahnung des Abtriebszahnrades kämmen.

In vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführungsform kann das Antriebsrad durch eine Kette mit dem Abtriebszahnrad verbunden sein. Dieser Antrieb ermöglicht ebenfalls eine intermittierende Bewegung des

drehbaren Abtriebszahnrades.

Bei dieser Ausführung kann ferner die Kette an der dem Abtriebszahnrad zugekehrten Sehe des Antriebsrades eingreifen. Dabei ergibt sich in einfacher Weise eine Drehrichtungsumkehr des Abtriebszahnrades.

Wie im Hauptpatent erläutert, ergeben sich mehrere Möglichkeiten für den Antrieb der Vorrichtung. Der Antriebsmotor kann entweder gehäusefest oder auf einem Schwenkhebel angeordnet sein, in dem die Antriebswelle gelagert ist Der Antriebsmotor kann aber auch auf dem Abstandhalter angeordnet sein, welcher das Antriebsrad gegenüber dem Abtriebsglied in einem bestimmten Abstand hält. In diesem Fall treibt der Antriebsmotor das Antriebsrad unmittelbar an, wobei ebenfalls der intermittierende Antrieb des Abtriebsgliedes erzwungen wird.

Der intermittierende Antrieb eines hin- und hergehenden Abtriebsg.'iedes nach dem Grundgedanken des Hauptpatents läßt sich aber auch dadurch erzielen, daß die zum Antriebsrad exzentrisch liegende Antriebswelle nicht quer zur Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes beweglich geführt ist, sondern ihre Achse im Raum feststeht und lediglich drehbar angetrieben ist. Das Antriebsrad ist so quer und parallel zur Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes um den Mittelpunkt der Antriebswelle beweglich geführt

In diesem Fall wird in einer dritten Ausführungsform die vorgenannte Aufgabe auch dadurch gelöst, daß das Abtriebsglied an einem Hebel angelenkt ist, dessen eines Ende schwenkbar gelagert und dessen anderes Ende mit einem weiteren Abtriebsglied verbunden ist. Damit lassen sich die gleichen Bewegungsverhältnisse wie bei anderen Ausführungsformen erzielen.

Mehrere Ausführungsbeispiele sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines linearen Antriebes in einer Seitenansicht;

F i g. 2 stellte einen Schnitt gemäß der in F i g. 1 bezeichneten Ebene 10-10 dar;

F i g. 3 ist ein Schnitt gemäß der Ebene 11-11;

Fig.4 ist eine abgewandelte Ausführungsform, bei der die Querbewegung des Antriebsrades durch ein Abtriebsgestänge aufgenommen ist;

F i g. 5 ist ein Schnitt gemäß der in F i g. 4 bezeichneten Ebene 13-13;

F i g. 6 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei der das Abtriebsglied rotiert und intermittierend von außen angetrieben ist;

Fig.7 ist ein Schnitt gemäß der Ebene 15-15 der F i g. 6 und F i g. 8 ein Schnitt gemäß der Ebene 16-16;

Fig.9 bis 13 stellen Diagramme dar, die den Ablauf der Bewegung der Vorrichtung gemäß Fig.6 veranschaulichen;

Fig. 14 stellt eine weitere Abwandlung dar, bei der das Abtriebsglied rotiert und von innen intermittierend angetrieben ist;

Fig. 15 ist ein Schnitt gemäß der Ebene 23-23 in Fig. 14 und

F i g. 16 ein Schnitt gemäß der Ebene 24-24 in F i g. 14;

Fig. 17 zeigt eine weitere Abwandlung, bei der zum Antrieb des Abtriebsgliedes eine Kette dient;

Fig. 18 ist ein Schnitt gemäß der Ebene 26-26 in Fig. 17;

Fig. 19 ist ein Schnitt gemäß der Ebene 27-27 in Fig. 17;

F i g. 20 bis 24 stellen wieder Diagramme dar, die zu der Vorrichtung gemäß Fig. 17 bis 19 verschiedene zeitlich aufeinanderfolgende Stellungen veranschaulichen;

Fig.25 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar, bei dem zum Antrieb des Abtriebsgliedes ein umgekehrter Kettenantrieb benutzt ist;

Fig.26 einen Schnitt gemäß Jer Ebene 34-34 in F ig. 25;

Fig.27 einen Schnitt gemäß der Ebene 35-35 in F ig. 25.

Eine auf dem Grundgedanken des Hauptpatents beruhende Ausführungsform, die mit einer Kette oder einem Kabel ausgestattet ist, ist in den F i g. 1 bis 3 dargestellt Diese Ausführungsform stimmt in kinematischer Hinsicht mit derjenigen gemäß F i g. 1 des Hauptpatents überein. Die Verbindung zwischen dem exzentrischen Zahnrad und dem nachfolgenden Abtriebsglied ist hier durch die genannte Kette oder ein Kabel bewirkt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 bis 3 ist auch wieder ein Untersetzungsgetriebe 102 vorgesehen, das auf einer Grundplatte 104 angebracht ist und durch einen Motor 106 angetrieben wird. Auf der Abtriebswelle Λ 1 des Untersetzungsgetriebes 102 ist ein Kettenrad 108 befestigt.

Auf der Grundplatte 104 ist weiterhin mit Hilfe von Trägern 116, Lagern 112 und einer Welle 114 ein Arm 110 schwingend gehaltert. Die Schwenkachse dieses Armes fällt mit der Achse A 1 zusammen. An seinem anderen Ende trägt dieser Arm 110 eine Antriebswelle 118, die in einem Lager 120 gehaltert ist. Die Antriebswelle 118 trägt ein Kettenrad 122, das um die Achse A 2 umläuft. Dieses Kettenrad 122 ist mit dem Kettenrad 108 über eine Kette 124 verbunden, die so ausgebildet ist, daß sie über die Zähne der beiden Kettenräder passend übergreift.

Das andere Kettenrad, dem auch schon bei der Ausführungsform nach dem Hauptpatent die entscheidende Bedeutung zukommt, ist das Kettenrad 126. Dieses ist mit der Antriebswelle 118, deren geometrische Achse A 2 etwa durch seinen Teilkreis verläuft, fest auf dem Kettenrad 122 montiert unter Zwischenschaltung eines Distanzstückes 128. Dieses Kettenrad 126 läuft mit seiner zentrischen Welle 132 in Lagern 130. Die geometrische Achse A 3 dieser Welle 132 weist somit von der geometrischen Achse A 2 aufgrund der Exzentrizität einen gewissen Abstand auf. Diese Welle 132 ist an einem Führungskörper starr befestigt, der aus den Platten 134, 136 und 138 zusammengesetzt ist. Dieser Führungskörper wird durch Rollen 140 geführt, die in den Platten 134 und 138 gelagert sind und die auf der abtriebsseitigen Stange 142 laufen. Diese abtriebsseitige Stange 142 ihrerseits wird durch Rollen 144 getragen und geführt, die in den auf der Grundplatte 104 stehenden Trägern 146 angeordnet sind.

Die genannte Abtriebsstange kann in waagerechter Richtung relativ zur Grundplatte 104 bewegt werden, und der Führungskörper 134/136/138 seinerseits kann sich relativ zu der Abtriebsstange 142 ebenfalls in waagerechter Richtung bewegen.

Das Kettenrad 126 ist mit der Abtriebsstange 142 über eine Kette 148 verbunden. Diese Kette 148 ist über Leerlaufkettenräder 150 geführt, die in Vorsprüngen der Platte 134 gelagert sind. Die Enden der Kette 148 sind mit der Abtriebsstange 142 durch Ankerblocks 152 verbunden. Es ist ersichtlich, daß diese Kette 148 von dem einen Ankerblock 152 um das Leerlaufrad 150 herum geführt ist, dann in Antriebsverbindung mit dem exzentrischen Kettenrad 126 steht, alsdann über das

zweite Leerlauf ketten rad 150 verläuft, um schließlich zu dem anderen Ankerblock 152 zu führen, an dem es mit diesem anderen Ende befestigt ist.

In F i g. 1 ist aus dem gesamten Bewegungsvorgang eine Stellung dargestellt, in der eine kleine Drehung des Kettenrades 108 nur eine vernachlässigbar kleine Bewegung der Abtriebsstange 142 bewirkt. Die Arbeitsweise der Anordnung während dieses Verharrungszustandes und während der Bewegung kann am besten verstanden werden, wenn man den anschließenden Ablauf betrachtet. So sei angenommen, daß das Kettenrad 108 im Uhrzeigersinn um einen kleinen Winkel gedreht werden möge. Dieses verursacht über die Kette 124 eine entsprechende Drehbewegung des Kettenrades 122 um seine Achse A 2. Das Kettenrad 126 dreht sich um einen entsprechenden Wert um die Achse A 2, wobei es die Kette 148 in eine Richtung bewegt, die eine Verschiebung der Abtriebsstange 142 nach links bewirkt. Hierbei ist zu beachten, daß die Drehung der Kettenräder 122 und 126 die Achse A 3 veranlaßt, sich im Uhrzeigersinn um die Achse A 2 herumzubewegen (hierbei also im Raum ebenfalls eine Winkeldrehung auszuführen), wodurch der Führungskörper 134/136/138 in Richtung nach rechts verschoben wird. Wenn man die verschiedenen Parameter geeignet bemißt, so kann man erreichen, daß diese Bewegung diejenige der Kette 148 wieder aufhebt, so daß die Abtriebsstange praktisch ruhend verharrt.

Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß die Achsen A 2 und A 3 sich während der Betätigung der Vorrichtung bewegen, wobei sie den festen Abstand voneinander beibehalten. Die Bewegung der Achse A 3 kann man als ein Pendeln längs einer Bahn bezeichnen, die parallel zur Richtung der Bewegung der Abtriebsstange 142 verläuft, während die Bewegung der Achse A 2 ein Pendeln längs einer Bahn ist. die einen Bogen um die ruhende Achse A 1 darstellt. Die Bahn der Achse A 2 verläuft daher im wesentlichen quer zur Bahn der Achse AX

Wenn die Kettenräder 122 und 126 sich um etwa 90° gedreht haben, dann hat sich die Achse A 2 in Richtung nach oben bis in die gleiche horizontale Ebene bewegt, in der die Achse A 3 liegt. Hierbei befindet sich der Führungskörper 134/136/138 stationär in seiner am weitesten rechts liegenden Grenzstellung. Die geradlinige Bewegung der Abtriebsstange verläuft daher in Richtung nach links, und zwar deshalb, weil nur das Kettenrad 126 sich im Uhrzeigersinn dreht, während der Führungskörper 134/136/138 zu diesem Zeitpunkt seines Stillstandes nichts von dieser Bewegung aufhebt.

Wenn sich die Kettenräder 122 und 126 dann aber um etwa 180° gedreht haben, dann liegt die Achse A 2 ziemlich genau über der Achse A 3, und dann bewegt sich der Führungskörper 134/136/138 in Richtung nach links. Diese Bewegung addiert sich zu dem durch die Kette 148 auf die Abtriebsstange 142 ausgeübten Antrieb. Daher ist die Gesamtgeschwindigkeit der Abtriebsstange wegen dieser durch das Kettenrad 126 über die Kette 148 bewirkten Bewegung praktisch doppelt so groß.

Nach einer Gesamtdrehung der Kettenräder 122 und 126 um 360° liegt die Achse A 2 wieder genau unter der Achse A 3, und es ist dann somit wieder der Zustand der Beharrung erreicht

Aus diesen Darlegungen geht hervor, daß die Bewegungseigenschaften in quantitativer Hinsicht genau die gleichen sind wie diejenigen, die bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 6 des Hauptpatents durch die Zahnstange und das Getriebesystem erreicht werden.

Eine umgekehrte Ausführungsform dieses gleichen Grundsystems ist in F i g. 4 und 5 dargestellt. Hier ist das hinter dem exzentrischen Zahnrad eingeschaltete Zwischengetriebe wieder als Zahnstange ausgebildet, die mit einem Gestänge verbunden ist, das quer zur Abtriebsrichtung beweglich ist und somit die gleichen Abtriebseigenschaften wie zuvor erzeugt

ίο Bei dieser Ausführungsform gemäß F i g. 4 und 5 ist auch wieder ein Untersetzungsgetriebe 202 vorgesehen, das auf eine Grundplatte 204 montiert ist und durch einen Motor 206 über eine Kupplung 208 angetrieben wird. Die Antriebswelle 210 des Zahnrades 216 rotiert um eine ruhende Achse A 1, auf die eine exzentrische Platte 212 fest aufmontiert ist.

An dieser Platte 212 sind eine Stummelwelle 214 und das Zahnrad 216 angebracht und zwar auf einer Achse A 2, die zur Achse A1 exzentrisch liegt. Eine Zahnstange 218 ist so angeordnet und ausgebildet, daß sie mit dem Zahnrad 216 in Eingriff steht. Die Teillinie der Zahnstange 218 berührt den Teilkreis des Zahnrades 216 tangential. Dieses wird durch eine Anordnung sichergestellt, die aus einem Lager 220, einer Welle 222, einer Platte 224, zwei Wellen 225 und zwei Rollen 228 besteht. Hierbei ist das Lager 220 im Zahnrad 216 montiert und steuert die Stellung der Welle 222 in der Weise, daß sie auf der Mittellinie der Achse A 2 verbleibt. Die Welle 222 ist min der Platte 224 starr verbunden, die ihrerseits zwei andere Wellen 226 unterstützt. Eine Rolle 228 kann frei auf diesen Wellen 226 und den Buchsen 230 rotieren. Die Außendurchmesser der Rollen 228 berühren das Gestänge 218. Dadurch wird die Zahnstange 218 mit dem Zahnrad 216 während seines exzentrischen Umlaufs in Eingriff gehalten.

Die Zahnstange 218 ist mittels eines Stiftes 234 nut einem Schwinghebel 232 verbunden. Dieser Schwinghebel 232 seinerseits is;t mittels eines Zapfens 236 über eine Stütze 238 an der Grundplatte 2104 gelenkig befestigt.

Andererseits ist an diesen Schwinghebel 232 mittels eines Stiftes 242 eine Verbindungsstange 240 angelenkt. Diese Verbindungs.'tange 240 treibt die Abtriebslast mit den gewünschten Beschieunigungs- und Verzögerungseigenschaften an. und zwar mit einem Hub, der durch die geometrischen Eigenschaften des Mechanismus bestimmt ist. Bei richtiger Wahl der Exzentrizität, d. h. des Abstandes zwischen den Achsen A 1 und A 2, sind die kinematischen Eigenschaften des Abtriebs so beschaffen, daß jeweils an jedem Ende des Hubes die Geschwindigkeit und die Beschleunigung zugleich den

Wert Null annehmen. Ein solcher typischer Hub ist

durch die gestrichelte Darstellung des Schwinghebels

232 und der Verbindungsstange 240 veranschaulicht

Es ist ersichtlich, daß die Zahnstange 218 mittels des

Zapfens 234 mit jedem beliebigen Antriebsteil gelenkig verbunden werden kann, bei dem die Bewegung dieses Verbindungspunktes im wesentlichen in Richtung längs des Weges der Achse der Stange verläuft Der wichtige Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und den

zuvor beschriebenen Systemen besteht darin, daß in diesem Fall sich die Stange quer zur Rotationsachse A 1 bewegt um ein bestimmtes Verhältnis zur Getriebeachse A 2 beizubehalten. Demgegenüber bewegt sich bei dem zuvor beschriebenen System die Rotationsachse quer zur Zahnstange. In verschiedenen anderen Punkten aber können beide Systeme im Prinzip miteinander verglichen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 bis 8 stellt

die Welle 302 die Abtriebswelle eines Motors 304 dar, der auf dem Gestell 306 angebracht ist. Dieser Motor 304 kann ein hydraulischer Motor sein, ein Luftmotor, ein Elektromotor oder irgendeine andere Kraftquelle, die unmittelbar oder aber über ein Untersetzu lgsgetriebe angekuppelt werden kann.

Die Welle 302 rotiert um eine Achse A 1. Eine stationäre Welle 308, die konzentrisch mit der Achse A 1 angeordnet ist, ist auf eimer Stütze 310 montiert, die ihrerseits am Gestell 306 befestigt ist. Ein tangentialer Hebel 312 ist durch Lager 309 an der Welle 308 gehaltert. Das andere Ende dieses tangentialen Hebels 312 trägt in Lagern 316 eine umlaufende Antriebswelle 314 mit der beweglichen Achse A 2.

Auf der Antriebswelle 314 ist ein Kettenrad 318 angebracht, das durch ein auf der Welle 302 befindliches Kettenrad 322 über eine Kelte 320 angetrieben wird. Weiterhin ist auf der Antriebswelle 314 ein Exzenter 324 fest angebracht, der seinerseits konzentrisch zur Achse A 3 einen Stummelzapfen 326 sowie ein Zahnrad 328 trägt, die ihrerseits zur Achse A 2 exzentrisch liegen. Das Zahnrad 328 ist so angeordnet, daß es in ein Zahnrad 330 eingreift. Dieses Zahnrad ist das Abtriebsglied. Es ist dieses Zahnrad 330 auf eine Welle: 332 montiert, die um eine Achse A4 umläuft. Diese Welle 332 ist in Lagern 334 gelagert, die ihrerseits im Gestell 306 angebracht sind.

Der Abstand der Mittelpunkte des Zahnrades 328 und des Zahnrades 330 ist durch einen Abstandhalter 336 genau festgelegt. Dieser Abstandhalter ist an einem L-ndc mit der Stummelwelle 326 durch ein Lager 338 verbunden und am anderen Ende mit der Welle 332 durch ein Lager 340.

Die Kinematik der Vorrichtung ist so beschaffen, dall dann, wenn die Antriebswelle 302 durch den Motor mit einet· konstanten Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird, die Antriebswelle 314 um ihre Achse A 2 umlauft und cias Zahnrad 328 um seine Achse A 3. Die Achsen A 2 und Λ 3 drehen sich jedoch umeinander, wobei die Achse A 2 gemäß einer Bahn pendelt, die etwa radial zu der Abtriebsachse A 4 liegt, während die Achse A S gemäß einer Bahn pendelt, die einen Bogen um Λ 4 darstellt. Diese Pendelbewegung der Achse A 3 ist es. die bei Überlagerung der Drehung des Zahnrades 328 das Zahnrad 330 veranlaßt, sich zyklisch zu beschleunigen und zu verzögern, und zwar in jedem Umlauf aes Zahnrades 328. Die Größe dieser überlagerten zyklischen Geschwindigkeitsschwenkung hängt von dem Wert der Exzentrizität ab, der zwischen den Achsen A 2 und A 3 besteht. Für jede praktisch in Frage kommende Kombination von Werten des Abstandes von A1 zu A 4. ferner der Länge des Abstandhalters 336 und des Hebels 312 (beide gemessen von Mittelpunkt zu Mittelpunkt), gibt es einen Wert der Exzentrizität, nämlich den Abstand der Achse A 2 von Achse Λ 3. der es mit sich bringt daß das Abtriebs-Zahnrad bei jeder Umdrehung des Zahnrades 328 an einem Punkt zum Stillstand kommt „,. . .

Natürlich ist es nicht erforderlich, daß die Winkelgeschwindigkeit der Welle 302 konstant ist Die intermittierende Bewegung tritt auch dann in Erscheinung wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Antriebs ment konstant ist Indessen werden die dynamischen Bewegungsverhältnisse in dem Maße geändert in dem die eingangsseitige Rotation von der GleicnformigKen abweicht _, ,

Das qualitative Verhalten der Vorrichtung während einer Umdrehung des Zahnrades 328 kann anhand der F i g. 9 bis 13 veranschaulicht werden. Hierbei handelt es sich um eine Reihe von fünf vereinfachten schematischen Skizzen, die die fortschreitenden Stellungen der Komponenten darstellen, und zwar für vier Stationen, bezogen auf eine 90°-Drehung des Abtriebsrades. Dieses wird erreicht, wenn das Zahnrad 330 einen Teilkreisdurchmesser hat, der viermal so groß ist wie der Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 328.

In Fig.9 ist die Vorrichtung im Stillstand des

ίο Abtriebesrades dargestellt. Dieses bedeutet, daß eine kleine Drehung der Welle 302 in der einen oder in der anderen Richtung, beispielsweise um ±10°, eine extrem kleine Bewegung des Abtriebsrades 330 bewirkt.

In Fig. 10 hat das Zahnrad 328 bereits eine Drehung um etwa 90° im Uhrzeigersinn, bezogen auf die Mittellinie des Armes 320, ausgeführt. Diese Winkeldrehung des Zahnrades 328 ist begleitet von einer Drehung der Achsen A 2 und A3 umeinander um 90°, wodurch der Abstandshalter 336 um seine Achse A 4 im

jo Uhrzeigersinn geschwenkt wurde. Dadurch wurde der Betrag der entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgenden Bewegung des Abtriebsrades 330 vermindert. Die Folge davon ist, daß während der ersten eingangsseitigen Drehung um 90° oder 1/4 der Eingangsbewegung, das Abtriebsrad sich nur um etwa 7° bewegt hat.

F i g. 11 gibt diejenige Stellung wieder, die sich ergibt, wenn das Zahnrad 328 sich aus seiner Ausgangsstellung um etwa 180° im Uhrzeigersinn gedreht hat, bezogen auf den Hebel 312. Während dieses Abschnitts der Drehung haben die Achsen ,4 2 und A 3 ebenfalls eine weitere Drehung um 90° umeinander ausgeführt. Hierdurch wurde der Abstandshalter 336 um seine Achse A 4 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt. Dadurch hat sich eine Vergrößerung derjenigen Drehung ergeben, die das Abtriebsrad 330 entgegen dem Uhrzeigersinn ausführt. Dieses hat zur Folge, dat! während dieses zweiten Abschnitts der Eingangsbewegung, nämlich der Drehung um weitere 90°, die Ausgangswelle sich um 38° gedreht hat. Aufgrund dei gesamten Drehung um 180°, d.h. der Hälfte der Antriebsbewegung, hat das Abtriebsrad sich nunmehr also um etwa 45° gedreht.

Fig. 12 stellt die Vorrrichtung in derjenigen Stellung dar, die sich ergibt, wenn das Zahnrad 328 sich aus seiner Ausgangsstellung gegenüber dem Hebel 312 in" Uhrzeigersinn um etwa 270° gedreht hat. Wahrem: dieses Bewegungsabschnitts haben sich auch die Achser A 2 und A 3 um weitere 90° umeinander gedreht, was zur Folge hat, daß der Abstandshalter 336 seinerseits sich entgegen dem Uhrzeigersinn um seine Achse A ■! weiter dreht, so daß sich auch jetzt wieder ein« entsprechende Vergrößerung dieser entgegen den Uhrzeigersinn erfoigenden Drehung des Abtriebsradei 330 ergibt Die Folge davon ist, daß während diese; dritten Abschnitts der eingangsseitigen Drehung um 90' das Abtriebsrad 330 sich wieder nur um etwa 38' gedreht hat Für die gesamte eingangsseitige Drehung um 3/4 der Gesamtdrehung, d.h. um 270°, ergibt siel eine Drehung des Abtriebsrades 330 um insgesamt nu; 83°.

F i g. 13 schließlich veranschaulicht diejenige Stellung die sich ergibt wenn das Zahnrad 328 sich aus seine Anfangsstellung gegenüber dem Hebel 312 um insge samt etwa 360° gedreht hat Während dieses letztei Abschnitts der Drehung haben sich die Achsen A 2 um A 3 auch wieder um weitere 90° umeinander gedrehi wodurch sich ergibt daß der Abstandshalter 336 durcl Drehung im Uhrzeigersinn um seine Achse A'

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zurückkehrt. Hierdurch wird wieder der Betrag der durch das Abtriebsrad 330 entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeführten Bewegung verringert. Die Folge davon ist, daß während dieses letzten Abschnitts der eingangsseitigen Drehung um 90" das Abtriebsrad 330 sich auch wieder nur um etwa weitere 7° gedreht hat. Während der Gesamtdrehung des Zahnrades 328 um 360° hat sich also das Abtriebsrad 330 um 90° gedreht.

Die Größe der Umdrehung des Abtriebsrades 330 während eines Index-Zyklus hängt vom Verhältnis der Zähnezahlen der Räder 330 und 328 ab bzw. vom Verhältnis ihrer Teilkreisdurchmesser. Jedenfalls ergibt eine vollständige Umdrehung des Eingangsrades 328 um 360° einen vollständigen Index-Zyklus.

Die vorstehenden Ausführungen stellen eine qualitative Beschreibung der einzelnen Schritte eines Index-Zyklus dar. Eine ins einzelne gehende genaue kinematische Analyse führt zu dem Ergebnis, daß man einen sehr weiten Bereich von Bewegungsverhältnissen erzielen kann, indem man die eingangsseitigen Parameter entsprechend wählt.

Die Grundform der Beschleunigung ist zykloidal zuzüglich höherer Harmonischer, deren Größe und Phase durch die Bemessungsverhältnisse der geometrischen Parameter festgelegt werden können.

So ist es möglich, einen spezifischen Wert der Exzentrizität zu berechnen, d. h. den Abstand zwischen den Achsen A 2 und A 3, in bezug auf feststehende Werte des Mittenabstandes, sowie den Abstand der Achse A 1 von der Achse A 4. Ebenso kann man für feststehende Werte des Durchmessers der Räder 318 und 338 erreichen, daß das Abtriebsrad bei jedem Zyklus zu einem vollständigen Stillstand kommt. Weiterhin ist es möglich, Exzentrizitäten zu errechnen, die die Stillstandscharakteristiken in der Weise abwandeln, daß das Abtriebsrad nicht einen vollständigen Stillstand erreicht oder daß es während der Mitte der theoretischen Stillstandsperiode sogar leicht zurückläuft. Schließlich ist es sugar möglich, Exzentrizitäten zu berechnen, die zwischen festgelegten Grenzen vorherbestimmte zyklische Geschwindigkeitsänderungen ergeben.

Zusätzlich zu den drei von außen angetriebenen Vorrichtungen, die vorstehend beschrieben wurden, wird nachstehend nunmehr eine andere Vorrichtung beschrieben, deren Unterschied darin besteht, daß da:s Abtriebsrad ein Innengetriebe darstellt. Dadurch wird nicht nur die Richtung der Abtriebsdrehung, in bezug auf die Antriebsdrehung, geändert, sondern es ergeben sich auch einige kleinere kinematische Änderungen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 14 bis 16 rotiert die Welle 402 um eine feststehende Achse A 1, nämlich die Abtriebswelle eines Antriebsmotors 404, der am Rahmengestell 406 angebracht ist Bei diesem Antriebsmotor 404 kann es sich wieder um einen Hydraulikmotor, einen Luftmotor, einen Elektromotor oder irgendeine andere geeignete Antriebskraftquelle handeln, die unmittelbar oder über ein Reduktionsgetriebe arbeitet

Eine stationäre Welle, die konzentrisch zur Achse A 1 liegt, ist auf einen Träger 410 montiert, der seinerseits am Rahmengestell 406 befestigt ist Ein Hebel 412 ist mit der Welle 408 durch ein Lager 409 verbunden. Das mdere Ende des Hebels 412 trägt eine Welle 414 über Lager 416, und zwar erfolgt die Drehung um die Achse 42

Ein Kettenrad 418 ist auf der Welle 414 montiert und vird durch ein Kettenrad 422, das auf der Welle 402 nontiert ist, über eine Kette 420 angetriebea Ein

Exzenter 424 ,st auf der Welle 414 fest angebracht un< tragt seinerseits eine Stummelwelle 426 sowie en Zahnrad 428. Letzteres ist konzentrisch zur Achse A ■ angebracht die gegenüber der Achse A 2 exzenlriscl

/I ?J% ^{ad 4M ist SO} ^ordnet, daß es in eir ZaIu rad 430 eingreift. Letzteres stellt das Abtriebsgliec dar. Dieses Zahnrad 430 ist auf eine Welle 432 moniiert *^eT ^einc feststehende Achse A 4 umläuft. Die Welle

^Ulngern ** * "

ίο

^zwischen dem Zahnrad 428 und

SrÜ r ,^{Zahnrad 43}° ^{isl durch} einen Abstandshalter 4M festgelegt, der an einem Ende über ein Lager 438

.< ZL ρ^S'^Ummelwelle 426 verbunden ist und am ■5 anderen Ende über ein Lager 440 mit der Welle 432

J?i,J*A ^e"^Ichtliu^h· ^{daß diese mit} Innengetriebe arba d Vornchtung voll und ganz analog der

™^{ß Fig}-^{6 bis 8 ents}P^richt· ^{das mit} f ^stattet ist. Auch die Index-Eigen-

α ^{aSt die 8leichen}· ^{Bei dcn mei}*^{len A}"^wendu"gen werden die speziellen

i ^Elgenschaften entscheiden, welches der teme zu wählen ist

^{ibe gemäß Fi}& ^{14 bi}* '& erfolgt Ai ml ^Ub!f ^{eme Wclle auf der} Senden Achse een mia" (T ^dara" ^erinnert· ^{daß für die} Vorrichtun-

de!cn die A ,"^kT¹* ^ ^{Arten mÖglich sind}· ^nach denen de Antriebskraft auf die stationäre Achse A 1

bewerft ^bewegliche Achse A 2 oder auf die ciSes'i, r-'"!τ*^{3 überlra}gen werden kann. Kemäß F,^g \lZ ^{dle Vorrichtu}"g mit Innengetriebe entweder ^g* „ ^{IS 1}^ ^{ES kann also der} Antriebsmotor unn^HoL H w^m„^{Hebel 412 a}"gebracht werden und ΪΓη Ich r ? ^{e414antreiben}- ^Der Antriebsmotor werdend · η ^Absta"^haltcr 436 aufgesetzt WWh ^dT^mme!^bardicWelle432 antreiben.

^"Λ" ' ^Vorrichtung ^a"<* als Teil eines ^ausgebiidet werden und von

T^{so daß kein eigencr}

einen

der

Tor

,^{gmnach Fig}·^17bis 19dientdie ^Untcrsetzung_Sgetriebes 504, das auf ™>ntiert ist. unmittelbar zum Antrieb ^richtung. So ist ein Antriebsmo7 ^Elektrom°'°r 508, ebenfalls auf

S^{11 d d}

A 1 U^
beweelichen
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It

Mittenabsta
durch

der

^{Kettenrad 51}°- ^{Auf die}*e ^auf *r "!henden Achse

^an- ^{Λε mit einem auf eini:r} Kettenrad 514

516 ist mit dem

^{den Achsen} >» ί und Λ 2 wird ^ ^{der an} ™™ ^Ende ™it

^bT^de" ¹^ ^und "« ^flber ein Lager '"^" ^E"^{de Über ein} ^^{εΓ 522} «* begliche Achse ^5Mrid

in An^i Λ ^{entnSch m} Mittellinienachse A 2 52i^_t ^ebsketif^{nrad 526} * konzentrisch auf der ttfS Antriebskettenrad

α w_ montiert, die sich um eine

e Achse A4 dreht Die Abtriebswelle 532

dreht sich in den Lagern 534, die in einer am Rahmen 506 angebrachten Stützkonsole 536 angebracht sind.

Zwischen den Achsen A 4 und A 3 wird ein fester Abstand eingehalten, und zwar durch einen Abstandshalter 538, der an einem Ende durch Lager 540 an der Abtriebswelle 532 gehaltert ist, während sein anderes Ende an der Stützwelle 524 mit Hilfe von Lagern 542 gehaltert ist

Die Kinematik der Vorrichtung ist so beschaffen, daß zu vorgegebenen Abständen zwischen den Achsen A 1 ι ο und A 4, den Achsen A 1 und A 2 sowie den Achsen A 3 und A 4 ein Abstand zwischen den Achsen A 2 und A 3 gefunden werden kann, der so groß ist, daß beim Umlaufen des Antriebskettenrades 510 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit das Abtriebs-Kettenrad sich intermittierend bewegt, wobei es auch eine Periode völligen Stillstands erreicht, und zwar bei Winkelintervallen, die durch das Verhältnis des Antriebs-Kettenrades 526 zum Abtriebs-Kettenrad 530 bestimmt sind.

Das qualitative Verhalten der Vorrichtung während eines Index-Zyklus ist aus den F i g. 20 bis 24 ersichtlich. Hierbei handelt es sich um fünf schematisch vereinfachte Darstellungen, die die aufeinanderfolgenden Stellungen der Elemente wiedergeben, und zwar unter Zugrundelegung eines 6-Stationen- Index.

In Fig.20 ist die Vorrichtung im Beharrungszustand des Abtriebs-Kettenrades dargestellt. Die besagt, daß in dieser Stellung eine kleine Bewegung des Eingangs-Kettenrades in der einen oder in der anderen Richtung, beispielsweise um ±10°, eine Bewegung des Abtriebs-Kettenrades bewirkt, die praktisch vernachlässigbar klein ist.

In derjenigen Stellung, die F i g. 21 zeigt, hat sich das Kettenrad 514 im Uhrzeigersinn etwa um 90° gedreht, bezogen auf die Mittellinie des Hebels 518. Da das Antriebs-Kettenrad 526 mit dem Kettenrad 514 in fester Verbindung steht, hat es sich ebenfalls um etwa 90" im Uhrzeigersinn gedreht. Zugleich aber hat damit die Drehbewegung des Kettenradpaares 514 und 526 eine Schwenkung des Abstandshaltern 538 bewirkt, und zwar um seine Achse A 4 entgegen dem Uhrzeigersinn. Dadurch wird der Betrag der Bewegung des Abtriebs-Kettenrades in entsprechendem Maße verringert. Im Endergebnis verbleibt somit von der Eingangsdrehung um 90°, d. h. von 1/4 der gesamten Eingangsbewegung, daß das Abtriebsrad sich nur um etwa 5° gedreht hat.

Bei der in Fig.22 gegebenen Darstellung haben sich das Kettenrad 514 und das Antriebs-Kettenrad 526 aus ihrer Eingangsstellung im Uhrzeigersinn um etwa 180° gedreht. Während dieses Zeitabschnitts der Drehung von 90° auf etwa 180° hat die genannte Drehung des Kettenradpaares 514 und 526 den Abstandshalter 538 zu einer Schwenkung um seine Achse A 4 im Uhrzeigersinn veranlaßt, was im Endergebnis auch wieder eine Vergrößerung der Winkelbewegung des Abtriebs-Kettenrades zur Folge hat. So ergibt sich während dieses zweiten Bewegungsabschnitts um 90°, d. h. um 1/4 der eingangsseitigen Bewegung, daß das Abtriebs-Kettenrad sich um etwa 25° gedreht hat Daraus folgt, daß bei der eingangsseitigen Drehung um 180° oder 1/2 der gesamten eingangsseitigen Bewegung, das Abtriebs-Kettenrad sich um etwa 30° gedreht hat

F i g. 23 zeigt die Stellung nach erfolgter Drehung des Kettenrades 514 und des Antriebs-Kettenrades 526 um etwa 270° im Uhrzeigersinn, gemessen gegenüber der Ausgangsstellung. Während dieser Drehung von etwa 180° auf etwa 270° hat sich für den Abstandshalter 538 eine weitere Schwenkung um die Achse A 4 im Uhrzeigersinn ergeben, so daß während dieser Bewe gungsphase die Winkelbewegung des Abtriebs-Ketten rades weiter zugenommen hat. So ergibt sich zu dei Eingangsdrehung um 270° oder 3/4 der Gesamtdrehung, daß das Abtriebs-Kettenrad jetzt eine Drehung um etwa 55° ausgeführt hat.

F i g. 24 zeigt diejenige Stellung der Vorrichtung ir der das Kettenrad 514 und das zwischengeschaltetc Antriebs-Kettenrad 526 sich im Uhrzeigersinn urr insgesamt 360°, bezogen auf die Ausgangsstellung gedreht haben. Während dieses Abschnitts der Drehung von etwa 270° auf 360° hat die Winkeldrehung dei Keltenräder 514 und 526 dazu geführt, daß dei Abstandshalter 538 sich um die Achse A 4 entgegen den" Uhrzeigersinn gedreht hat, was den Betrag dei WinkeldreTiung des Abtriebs-Kettenrades wieder verringert hat. So ergibt sich, daß in diesem vierter Abschnitt, in dem antriebsseitig eine Drehung um etwa 90°, d. h. 1/4 der gesamten eingangsseitigen Bewegung erfolgt,das Abtriebs-Kettenrad sich auch wiederum nui etwa 5° weitergedreht hat. Somit verbleibt zum Schluß daß während der antriebsseitigen Drehung um 360° das Ausgangs-Kettenrad sich nur um 60° weitergedreht hat.

Der Betrag der Weiterdrehung des Abtriebs-Kettenrades 530 je Index-Zyklus ist bestimmt durch das Verhältnis des Teilkreisdurchmessers des Antriebs-Kettenrades 526 zum Teilkreisdurchmesser des Abtriebs-Kettenrades 530 bzw. vom Verhältnis der Zähnezahl Eine vollständige Drehung des Zwischen-Kettenrades 526 um 360° ergibt somit einen Index-Zyklus.

Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Vorrichtung läßt sich die Drehrichtung des Abtriebs-Kettenrades in bezug auf die Drehrichtung der anderen umlaufenden Weilen auch umkehren.

Diese umgekehrte Vorrichtung ist in Fig. 25 bis 27 dargestellt Die Welle 602 der Vorrichtung ist zugleich die Abtriebswelle des am Grundgestell 606 befestigten Untersetzungsgetriebes 604. Auf dem gleichen Grundgestell ist ein geeigneter Antriebsmotor angebracht, beispielsweise ein Elektromotor 608, der das Untersetzungsgetriebe 604 antreibt.

Ein Kettenrad 610 ist auf der Welle 602 angebracht die um eine feste Achse A 1 umläuft und eine Kette 612 antreibt. Letztere führt zu einem Kettenrad 614, das um eine bewegliche Achse A 2 umläuft. Eine Stummelweile 616 ist mit dem Kettenrad 614 fest verbunden und konzentrisch zur Achse A 2 angeordnet. Zwischen den Achsen A 1 und A 2 besteht ein fester Abstand, der durch einen Hebel 618 festgelegt ist. Letzterer ist an einem Ende mit der Welle 602 über ein Lager 620 verbunden und an seinem anderen Ende über ein Lager 622 mit einer Welle 616.

Eine Trägerwelle 624, die um eine bewegliche Achse A 3 umläuft, ist starr mit dem Kettenrad 614 verbunden, in der Weise, daß die Achse A 3 exzentrisch zur axialen Mittellinie A 2 Hegt Ein Antriebs-Kettenrad 626 ist starr und konzentrisch auf der Welle 624 angebracht Dieses Antriebs-Kettenrad 626 treibt eine Kette 628, die zu einem Abtriebs-Kettenrad 630 führt Letzteres ist auf der Abtriebswelle 632 angebracht die um eine feste Achse /4 4 umläuft Die Abtriebswelle 632 läuft in Lagern 634, die in einer im Rahmengestell 606 befestigten Stütze 636 angebracht sind.

Auch zwischen den Achsen A4 und A3 wird ein fester Abstand eingehalten, und zwar mittels eines Abstandhaltern 638, der an einem Ende durch Lager 640 mit der Abtriebswelle 632 verbunden ist während sein anderes Ende über Lager 642 mit der Welle 624 in

Verbindung steht Zusätzlich hierzu trägt der Abstandhalter 638 durch geeignete Lager zwei Leerlaufwellen 644. Jede Leerlaufwelle 644 trägt ein Leerlauf-Kettenrad 646, das in der Kettenschleife 628 liegt. Der Zweck dieser Leerlauf-Kettenräder 646 besteht darin, die Kettenschleife 628 so zu führen, daß die Kettenräder 626 und 630 in entgegengesetzten Richtungen umlaufen. Dieses ist für manche Fälle der Anwendung nicht nur mechanisch günstig, sondern es sind die kinematischen Eigenschaften auch ihrem Wesen nach verschieden von denjenigen eines normalen Systems, obwohl die meisten Eigenschaften einander ähnlich sind.

Bei der umgekehrten Vorrichtung gemäß den F i g. 25 bis 27 wird die Antriebsbewegung einer Welle auf der ruhenden Achse A 1 zugeführt.

Wie erläutert, kann die stationäre Achse A 1, die bewegliche Achse A 2 oder auch die bewegliche Achse A 3 angetrieben werden. Dies kann auch bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erfolgen. Es kann also ein geeignter Antriebsmotor auf dem Hebel 618 angebracht werden und die Welle 616 unmittelbar antreiben. Eine andere Möglichkeit ist die, den betreffenden Antriebsmotor auf dem Abstandshalter 638 anzubringen und die Antriebskraft unmittelbar der Welle 624 zuzuführen. Bei den beschriebenen Vorrichtungen ist der Abstandshalter zur Führung der Achse A 2 als Hebel ausgebildet, der die Achse A 2 in konstantem Abstand von der Achse A 1 hält. Man kann auch andere Typen von Führungen benutzen. Es muß aber das Merkmal erfüllt sein, daß die Achse A 2 gezwungen wird, sich längs eines Weges zu bewegen,

„.m Wee der schwingenden Achse A3 η Frie kämen beispielsweise Schlittenführun-Rollen unÄn oder auch ein Gelenkviereck, um

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dienende Abstandshalter in Form e.nes

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darstellt Als Beispiel für eine

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nie bevorzugte Anordnung des exzentrischen Zahnbeschaffen daß seine Welle, über die es an

3.

bewegung™ eine^terminierend. Bewegung umge wandelt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: verschiebenden Mittelpunkt

1. Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine intermittierende Bewegung, insbesondere für die Werkstückplatte eines Arbeitstisches, mit einem in Antriebsverbindung mit dem Abtriebsglied gehaltenen angetriebenen Antriebsrad, das außerhalb seines Mittelpunktes mit einer Antriebswelle verbunden ist, die quer zur Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes um den sich parallel zum Abtriebsglied verschiebenden Mittelpunkt des angetriebenen Antriebsrades beweglich geführt ist, nach Patent21 50410, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Abtriebsglied (142) eine Kette (148) befestigt ist, in die das Antriebsrad (126) eingreift

2. Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine intermittierende Bewegung, insbesondere für die Werkstückplatte eines Arbeitstisches, mit einem in Antriebsverbindung mit dem Abtriebsglied gehaltenen angetriebenen Antriebsrad, das außerhalb seines Mittelpunktes mit einer Antriebswelle verbunden ist, die quer zur Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes um den sich parallel zum Abtriebsglied verschiebenden Mittelpunkt des angetriebenen Antriebsrades beweglich geführt ist, nach Patent P 21 50 410, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (328, 428, 526, 626) in Antriebsverbindung mit einem Abtriebszahnrad (330,430,530,630) ist und um den Mittelpunkt des Abtriebszahnrades schwenkbar gehaltert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (526) durch eine Kette mit dem Abtriebszahnrad (530) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kette an der dein Abtriebszahnrad (530) zugekehrten Seite des Antriebsrades (626) eingreift.

5. Vorrichtung zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine intermittierende Bewegung, insbesondere für die Werkstückplatte eines Arbeitsstisches, mit einem in Antriebsverbindung mit dem Abtriebsglied gehaltenen angetriebenen Antriebsrad, das außerhalb seines Mittelpunktes mit einer Antriebswelle verbunden ist, wobei das Antriebsrad quer und parallel zur Bewegungsrichtung des Abtriebsgliedes um den Mittelpunkt der Antriebswelle beweglich geführt ist, nach Patent P 21 50 410, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsglied (218) an einem Hebel (232) angelenkt ist, dessen eines Ende schwenkbar (bei 236) gelagert und dessen anderes Ende mit einem weiteren Abtriebsglied (240) verbunden ist.

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