DE2903732A1 - Schrittgetriebe - Google Patents

Schrittgetriebe

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DE2903732A1 DE19792903732 DE2903732A DE2903732A1 DE 2903732 A1 DE2903732 A1 DE 2903732A1 DE 19792903732 DE19792903732 DE 19792903732 DE 2903732 A DE2903732 A DE 2903732A DE 2903732 A1 DE2903732 A1 DE 2903732A1
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    • F16H27/04Step-by-step mechanisms without freewheel members, e.g. Geneva drives for converting continuous rotation into a step-by-step rotary movement
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Description

-If-
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schrittgetriebe mit mindestens einer mit einem.Abtrieb verbundenen Scheibe mit auf beiden Seiten angeordneten mit zwei Kurvenscheiben eines Treibers wechselweise zusammenwirkenden Rollen. Derartige Getriebe werden bevorzugt in der VerpaokungsIndustrie für den Antrieb von Drehtischen mit Verpackungsaufnahmen etc. eingesetzt. Die Getriebe der bekannten Bauart sind jedoch für diskontinuierlich arbeitende Verpackungsmaschinen nicht geeignet, bei denen zum Beispiel ein Förderrechen so weit zurückgenommen werden muß, daß die einzuschlagenden Packungen umgedreht werden können. Der Grund liegt darin, daß die bekannten Getriebe keine Rücklaufphase bei kontinuierlichem Antrieb des Treibers bzw. der Treiberkurven aufweisen. .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu- . gründe, das eingangs definierte, wegen der einfachen Konstruktion und Robustheit vielfach bewährte Getriebe so auszubilden, daß eine Rücklaufphase bzw. ein sog. Pilgerschritteffekt erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die eine Kurvenscheibe mit einer eine Rückbewegung der mit dem Abtrieb verbundenen Scheibe entweder im Anschluß an die Vorwärtsbewegung oder während der Stillstandsphase be-
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wirkenden Unterschneidung versehen ist, während die andere Kurvenscheibe eine Überhöhung aufweist, derart, daß der Bewegungsablauf des Abtriebs eine Stillstandsphase, Bewegungsphase und Rücklaufphase umfaßt und zwischen den Kurvenschßiben und den Rollen ständig, d.h. sowohl in der Stillstands-1 und Bewegungs- als auch in der Rücklaufphase Formschluß besteht.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein konstruktiv äußerst einfaches und daher unempfindliches Getriebe dar, das zugleich den Vorteil aufweist, daß eine Rücklaufbewegung vorhanden ist. Bei der Untersuchung des Bewegungsablaufes hat sich gezeigt, daß Elastizitäten der dem Getriebe nachgeschalteten Arbeitsorgane eine zusätzliche Rückbewegung verursachen, wenn diese Elastizitäten frei werden. Zur Vermeidung dieser in der Regel unkontrollierten Rückbewegungen soll erfindungsgemäß zwischen den Kurvenscheiben und den Rollen ständig, d.h. sowohl in der Stillstands-, Bewegungs- als auch in der Rücklaufphase Formschluß bestehen. Die Kurvenscheiben sind also stets nach beiden Seiten hin abgestützt.
Dadurch wird die Verwendung von Freiläufen, Klinkensperren, Magnetbremsen etc. zur Verhinderung einer unkontrollierten Rückbewegung der mit dem Abtrieb verbundenen Scheibe vermieden.
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Durch das in jeder Bewegungsphase formschlüssige Ineinandergreifen der Rollen und Kurvenscheiben ist ein absolut kontrollierter Bewegungsablauf einschließlich kontrollierter Rücklauf des Getriebes hergestellt.
Es wird noch darauf hingewiesen, daß ein ohne Treiberrollen versehenes Schrittgetriebe gegenüber einem Schrittgetriebe mit Sternscheibe bzw. Sternrad als Abtrieb und mit einem Treiber mit mit dem Sternrad unmittelbar zusammenwirkenden Treiberrollen die Vorteile aufweist, daß kein Sternrad mit Sternkurve erforderlich ist, keine Verschlingung der Rollenmittelpunktsbahnen vorhanden ist, eine Kontrolle des Abstandes zwischen dem Konturrand der Sternkurve und der Treiberrollenmitte entbehrlich ist, große Pilgerwinkel erzielbar sind und ein Formschluß auch bei einem Schrittwinkel von 9o° gewährleistet ist.
Weitere Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Nachstehend wird eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungs-
gemäßen Getriebes in Seitenansicht,
Fig. 2 das Getriebe gemäß Fig. 1 Längslinie
II-II,
Fig. 3 bis 7 den Eingriff zwischen den beiden Kurven-
scheiben und den Kurvenrollen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stillstandsphasen des Getriebes,
Fig. 8 ein Diagramm über den Bewegungsablauf
des Abtriebes, wobei die Rücklaufphase im Anschluß an die Vorwärtsbewegung erfolgt , und
Fig. 9 ein Diagramm über einen Bewegungsablauf
mit negativer Schwingbewegung des Abtriebes während der Stillstandsphase.
Das Schrittgetriebe gemäß den Fig. 1 und 2 weist einen Treiber 2o mit zwei Kurvenscheiben 24, 25 auf, die wechselweise mit Rollen Rl bis R8 zusammenwirken, die in zwei parallelen Ebenen zwischen frei auf einem Stehbolzen 2 6 drehbar gelagerten Rollenscheiben 22, 5o, 52 gelagert sind. An die Scheiben 22, 5o, 52 ist
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ein Abtriebszahnrad 56 angeformt. Der Stehbolzen ist im Gehäuse 54 des Getriebes gelagert. Die Treiberwelle 44 des Treibers 2o ist im Gehäuse 54 des Getriebes drehbar gelagert. Wie den Fig. 1 und 2 deutlich zu entnehmen ist, sind auf jeder Seite der mittleren Scheibe 22 längs eines gemeinsamen gedachten Umfangskreises 3ο gleichmäßig verteilt vier Rollen angeordnet, wobei die auf der einen Seite angeordneten Rollen mit den Bezugsziffern Rl, R3, R5, R7 und die auf der gegenüber liegenden Seite der Scheibe 2 2 angeordneten Rollen mit den Bezugsziffern R2, RH, R6, R8 versehen sind. Das zweite Rollenquartett R2, R4, R6, R8 liegt dabei auf den Winkel-halbierenden des ersten Rollenquartetts Rl, R3, R5, R7i die acht Rollen Rl bis R8 sind also auf dem gedachten Umfangskreis 3o gleichmäßig verteilt angeordnet.
Die erste Kurvenscheibe 24 weist einen etwa halbkreisförmigen Rastabschnitt 32, einen nasenförmig vorspringenden Nockenabschnitt 34 und im Bereich des einen Überganges zwischen Rast- und Nockenabschnitt eine muldenförmige Einbuchtung bzw. Auskehlung 36 sowie im Bereich des anderen gegenüberliegenden Überganges eine Unterschneidung 2 8 auf· Die Unterschneidung 2 8 wird dadurch erzeugt, daß der Radius des Rastkreises 32 sich im Bereich des zuletzt genannten Überganges zwischen dem Nocken- und Rastabschnitt stetig verringert. Die Aussenkontur der
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ersten Kurvenscheibe 24 ist also im genannten Bereich zur Treiberachse 44 hin eingesogen. Die zweite Kurvenscheibe 2 5 weist ebenfalls einen etwa halbkreisförmigen Rastabschnitt 38, einen nasenförmig vorspringenden Nockenabschnitt 4o und im Bereich des einen Überganges zwischen »Nooke und Rastabschnitt eine muldenförmige Einbuchtung bzw. Auskehlung 42 auf. Wie Fig. 1 deutlich zeigt, weist die zweite Kurvenscheibe im Bereich des der Einbuchtung bzw. Auskehlung 42 gegenüberliegenden Überganges zwischen Nocke und Rastabschnitt keine Unterschneidung auf. Die zweite Kurvenscheibe 25 weist jedoch im Bereich zwischen der Auskehlung 42 und dem Rastabschnitt 38 im Anschluß an die Auskehlung 42 eine Überhöhung 29 auf. Auf diese Weise ist während des gesamten Bewegungsablaufes zwischen den Kurvenscheiben 24, 2 5 und den Rollen Rl bis R8 stets Formschluß gewährleistet. Der Radius der beiden Einbuchtungen 36 und 42 entspricht den Radien der Rollen Rl bis R8.
Die beiden Flanken bzw. Konturen der Nockenabschnitte 34, 4o werden durch zwei sich schneidende Kurven3ste gebildet. Die dabei entstehende flache Spitze kann -wie im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 3 bis 7- abgerundet ausgebildet sein. Die Stärke der Abrundung ist jedoch durch die Bedingung begrenzt, daß stets, d»h. in allen relativen
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- Io -
Lagen zwischen Treiber und Abtrieb, ein Forinschluß zwischen Treiber und Abtrieb bestehen muß.
Die beiden Kurvenscheiben 24 und 2 5 sind auf der Treiberwelle 44 so angeordnet, daß die beiden Nocken 34,4o einen spitzen Winkel ο«, miteinander einschließen und die Einbuchtung bzw. Auskehlung 36 bzw. "42 der einen Kurvenscheibe 24 bzw. 2 5 jeweils auf den Mittellinien 46 bzw. 4 8 der anderen Kurvenscheibe 2 5 bzw. 24 liegt. Die erste Kurvenscheibe 24 wirkt mit den ungeradezahl ig indizierten Kurvenrollen Rl, R3, RS, R7, die zweite Kurvenscheibe 2 5 mit den geradezahlig indizierten Kurvenrollen R2, R4 , R6, R8 zusammen. Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, ist der Treiber 2o mit den beiden Kurvenscheiben 24, 25 einstückig ausgebildet.
In Fig. 1 befindet sich das Getriebe in der sogenannten Durchschlagslage bzw. Durchschlagsstellung der Kurvenrolle Rl, in der die beiden Getriebeachspunkte mit der Kurvenrolle Rl auf einer' Linie liegen. In dieser Stellung sind drei Rollen, nämlich die Rollen Rl, R2 . und R8 mit den beiden Kurvenseheiben 24, 25 im Ein-" gri f f."'"-' '
Tm folgenden wird anhand der Fig. 3 bis 7 der gegenseitige' Eingriff zwischen den leiden Kurvenscheiben 24, 25 und den Kurvenrollen Rl bis R8 η3her erläutert. Die Fig. 3 bis 7 sind eine
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- ία -
vereinfachte Darstellung des Getriebes gemäß Fig. 1, wobei mit D die Drehrichtung der als Treiber dienenden Kurvenscheiben 24, 25 bezeichnet ist«
In Fig. 3 befinden sich die Kurvenrollen Rl und R7 mit dem Nockenabschnitt 34 der ersten Kurvenscheibe 24 in Eingriff. Die Kurvenrolle R8 taucht in die Einbuchtung 42 der zweiten Kurvenscheibe ein. Fig. 3 zeigt die Stellung des Getriebes kurz vor der Durchschlagslage der Kurvenrolle R8 bzw. nach der Durchschlagslage der Kurvenrolle Rl gemäß Fig. 1.
In Fig. 4 haben sich die beiden Kurvenscheiben 24, 25 in Drehrichtung D so weit gedreht, daß die Kurvenrolle Rl außer Eingriff ist. Es besteht Formschluß zwischen der Kurvenscheibe 2 5 und der Kurvenrolle R8 im Bereich der Überhöhung 29 sowie zwischen der Kurvenscheibe 24 und der Kurvenrolle R7 im Bereich der Unterschneidung In der gezeigten Stellung setzt gerade die Rücklaufphase der Scheibe 2 2 ein. Dies ist durch den Pfeil A in Fig. 4 angedeutet. Der Rücklauf der Scheibe 22 beginnt nämlich dann, wenn die Kurvenrolle R7 die tiefste Lage der Unterschneüung 2 8 durchfahren und die Kurvenrolle R8 den höchsten Punkt der Überhöhung 29 erreicht haben. Wie in Fig. 4 deutlich dargestellt, besteht also auch während der Rücklaufphase ein Formschluß zwischen dem Treiber und der mit dem Abtrieb verbundenen Scheibe 22.
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In Fig. 5 ist die Stellung nach beendetem Rücklauf dargestellt. Die Rollen R8 und R7 befinden sich auf den beiden Rastabschnitten bzw. Rastkreisen 32, der Kurvenscheiben 24, 25. Es setzt nunmehr die Stillstandsphase der Scheibe 22 ein.
In Fig. 6 befindet sich die Scheibe 2 2 nach wie vor in der Stillstandsphase. Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, besteht auch zu Beginn und während der Stillstandsphase stets Formschluß zwischen den beiden Kurvenscheiben 2H, 25 und den Kurvenrollen der Scheibe 22, in den Fig. 5, 6 den Kurvenrollen R8 und R7.
In Fig. 7 ist die Durchschlagslage bzw. -stellung der Kurvenrolle R7 dargestellt. Die am Nockenabschnitt ^o der zweiten Kurvenscheibe 25 anliegenden Kurvenrollen R8 und R6 nehmen vorzugsweise alle Kräfte auf. Die Kurvenrolle R7 wird dadurch unterstützt. Welche Rollen die Kräfte tatsächlich aufnehmen, hängt natürlich von den Toleranzen ab. Die Kurvenrolle R7 könnte ebenfalls alle Kräfte aufnehmen. Die Sicherheit gegen ungewolltes Verdrehen etc. ist jedoch erhöht, wenn mindestens noch eine Kurvenrolle die Konturen der Kurvenscheiben berührt.
Die Lage gemäß Fig. 7 entspricht der Lage gemäß Fig. 1, nur mit dem Unterschied, daß die Kurvenscheiben 24, 2 5 in Drehrichtung D um 3 6o , die Scheibe 2 2 um 9o gedreht sind.
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Besondere des erfindungsgemäßen Getriebe« liegt im Einschwingen einer der jeweils im Eingriff stehenden Kurvenrollen bis unter den Rastkreis der zugeordneten Treiberkurve und dem anschließenden Rücklauf der Kurvenrolle auf diesen Rastkreis im Sinne eines Pilgerschnittes. Der Unterschneidung bzw* der Unterschnitt der besagten Treiberkurve 24 entspricht eine angepaßte Überhöhung der zweiten Treiberkurve25. Dadurch ist in allen Bewegungsphasen einschließlich der Rücklaufphase Formschluß zwischen den Treiberkurven und Rollen der Abtriebescheibe gewährleistet.
Die formschlüssige Pilgerschritt- bzw. Rücklaufphase des Abtriebes erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel im Anschluß an die Vorwärtsbewegung. Bezüglich des Bewegungsablaufes dieses Getriebes wird auf Fig. 8 verwiesen, in der die in den Fig. 1,3- 7 dargestellten Phasen an den entsprechenden Stellen markiert sind.
In Fig. 9 ist eine negative Schwingbewegung des Abtriebes während der Stillstandsphase dargestellt, Der Stillstand des Abtriebes bzw. der mit dem Abtrieb verbundenen Scheibe wird durch einen Rück- und Vorlauf (negative Schwingbewegung) unterbrochen. Ebenso wäre eine Unterbrechung durch einen Vor- und Rücklauf denkbar. Man nennt diese Bewegungsphase dann positive Schwingbewegung.
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Derartige Schwingbewegungen können mit der Pilgerschrittphase gemäß Fig. 8 kombiniert werden, falls ein entsprechender Bewegungsablauf gefordert wird.
Die Schwingbewegungen in der Stillstandsphase lassen sich konstruktiv durch die Ausbildung von Unterschneidungen und Überhöhungen auf den Rastabschnitten der Kurvenscheiben erzielen.
Die in Fig. 2 dargestellten sog. Stutzscheiben 5o, 52 sind bei kleineren Getriebeausführungen unter Umständen entbehrlich. Die auf beiden Seiten der Scheibe 22 angeordneten Kurvenrollen Rl bis R8 sind dann jeweils fliegend gelagert.
Es wird noch darauf hingewiesen, daß bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Schaltwinkel von 9o erzielbar ist. Werden auf jeder Scheibenseite statt vier Rollen sechs Rollen angeordnet, und zwar vorzugsweise wiederum gleichmäßig verteilt längs eines gemeinsamen gedachten Umfangskreises, erhält man einen Schaltwinkel von 6o°. Die Anordnung von sechs Rollen auf jeder Scheibenseite bedarf natürlich einer entsprechenden Anpassung der Kurvenscheiben 24 und 25.
Schließlich wird darauf hingewiesen, daß die Rollen auf der einen Scheibenseite nicht notwendigerweise auf den Winkelhalbierenden zwischen den Rollen auf der anderen Scheibenseite liegen müssen.
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Leerseife

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Schrittgetriebe mit mindestens einer mit einem Abtrieb verbundenen Seheibe mit auf beiden Seiten angeordneten mit zwei Kurvenscheiben eines Treibers wechselweise zusammenwirkenden Rollen, dadurch gekennzeichne-t, daß die eine Kurvenscheibe (24) mit einer eine Rückbewegung der mit dem Abtrieb (56) verbundenen Scheibe (22) entweder im Anschluß an die Vorwärtsbewegung oder während der Stillstandsphase bewirkenden Unterschneidung (28) versehen ist, während die andere Kurvenscheibe (25) eine Überhöhung aufweist, derart, daß der Bewegungsablauf des Abtriebes (56) eine Stillstandsphase, Bewegungsphase und Rücklaufphase umfaßt und zwischen den Kurven-
    Eingesandte Modelle werden nadi 2 Monaten, lall· nicht zurQcfcVeWrdYrtTfeKlcfflef. Mtfndfld* Abreden, Insbesondere durch Fernsprecher bedürfen schriftlicher Beitmigung."— Öle In Rechnung gestellten Kosten ilnd mit Redinungsdatum ohne Abzug fällig. — BaI verspäteter Zahlung werden Bankzinsen bereämet.
    Gerichtsstand und Erfüllungsort Bremen. Bremer Bank, Bremen. Nr. 2310028 · Die Sparkasse In Bremen, Nr. 104 5855 ■ Postscheckkonto: Hamburg 339 52-202
    Scheiben (2H, 25) und den Rollen Rl, R3 , R5, R7 bzw. R2, R4, R6, R8) ständig, d. h. sowohl in der Stillstands- und Bewegungs- als auch in der Rücklauf phase FormschTuß besteht.
    2\ Schrittgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Scheibenseite jeweils eine gerade Anzahl von Rollen längs eines gedachten Umfangskreises angeordnet sind, wobei die Anzahl und/oder Lage der Rollen auf jeder Scheibenseite zueinander die Baugröße und den Schalt- bzw. Übertragungswinkel bestimmen.
    3. Schrittgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Scheibenseite jeweils vier Rollen (R1,R3,R5,R7 bzw. R2, R4, R6, R8) längs eines gedachten Umfangskreises angeordnet sind. .
    H. Schrittgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Scheibenseite jeweils sechs Rollen längs eines gedachten Umfangskreises angeordnet sind.
    5. Schrittgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Scheibenseite längs eines gemeinsamen gedachten Umfangskreises (3o) gleichmäßig verteilt vier Rollen (Rl, R3, R5, R7 bzw. R2, R4, R6 R8) angeordnet sind, wobei das zweite Rollenquartett (R2, R4, R6, R8) vorzugsweise auf den Winkelhalbierenden des ersten Rollenquartetts (Rl, R3, R5, R7) liegt.
    6. Schrittgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
    a) die erste Kurvenscheibe (24) einen etwa halbkreisförmigen Rastabschnitt (32), einen vorspringenden Nockenabschnitt (3·+) und im Bereich des einen Übergangs zwischen Rast- und Nockenabschnitt eine muldenförmige Einbuchtung bzw. Auskehlung (36) sowie im Bereich des anderen Übergangs die Unterscheidung (28) aufweist, und daß
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    b) die zweite Kurvenscheibe (25) ebenfalls einen etwa halbkreisförmigen Rastabschnitt (38), einen Nockenabschnitt (4o), im Bereich des einen Oberganges zwischen Nocke und Rastabschnitt eine muldenförmige Einbuchtung bzw. Auskehlung (42) und im Bereich zwischen der Auskehlung C H 2") und der Unter schneidung (28) der ersten Kurvenscheibe (24) eine Überhöhung (29) aufweist.
    7. Schrittgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kurvenscheiben (24, 25) auf einer Treiberwelle (44) so angeordnet sind, daß die beiden Nocken (34, 4o) einen spitzen Winkel (<&) miteinander einschließen und die Einbuchtung (36) bzw. (42) der einen Kurvenscheibe (24 bzw. 25) auf der Mittellinie (46 bzw, 48)der anderen Kurvenscheibe (.25 bzw. 24) liegt.
    8. Schrittgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der mit dem Abtrieb verbundenen Scheibe (22) jeweils eine Stützscheibe (5o, 52) vorgesehen ist, in denen die Rollen (Rl,R3, R5,R? bzw. R2, R4, R6, R8) ebenfalls gelagert sind.
    Anmelderin : Für die Anmelderin
    Focke & Co. Meissner & Balte
    Siemensstraße Io Patentanwälte
    281o Verden/Aller
    030036/0019
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