DE2953710C1

DE2953710C1 - Intermittierend schaltende Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE2953710C1
Application number: DE2953710A
Authority: DE
Inventors: Heizaburo Omachi Ichikawa Kato
Original assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1986-03-27
Also published as: US4282779A; DE2943422A1; DE2943422C2

Description

Die Erfindung betrifft eine intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

In einer solchen intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung wird eine kontinuierliche Drehbewegung einer Eingangswelle einer herkömmlichen Antriebsmaschine, beispielsweise eines Elektromotors u. ä., in eine intermittierende Drehbewegung oder eine hin- und hergehende oder schwingende Bewegung einer Ausgangswelle umgewandelt. Eine derartige Antriebseinrichtung ist für intermittierend umlaufende oder schaltende Drehtische in Produktionsautomaten oder anderen Werkzeugmaschinen geeignet. Ferner kann diese Antriebseinrichtung vorteilhafterweise dazu verwendet werden, intermittierend ein langgestrecktes, streifenförmiges Rohmaterial verschiedenen Arbeitsstationen intermittierend Schritt für Schritt zuzuführen. Im allgemeinen weist eine übliche intermittierend schaltende Antriebseinrichtung eine Antriebswelle auf, welche kontinuierlich von einer Antriebsquelle in einer vorbestimmten Richtung angetrieben wird. Die kontinuierliche Drehbewegung der Antriebswelle wird durch Zusammenwirken einer Kurven- oder Nockenwelle auf der Antriebswelle und einem Nockenstößel oder Mitnehmer oder aber durch Zusammenwirken einer in einer Richtung wirkenden Kupplung und einer Bremse in eine intermittierende oder hin- und hergehende Drehbewegung umgewandelt und über ein Getriebe an eine Abtriebswelle übertragen. Intermittierend schaltende Antriebseinrichtungen dieser Art haben im allgemeinen jedoch den großen Nachteil, daß der Drehwinkel oder die Größe der intermittierenden Drehbewegung der Abtriebswelle nicht ohne ein Austauschen von Zahnrädern geändert werden kann, welche das Getriebe oder die entsprechenden Übertragungselemente bilden. Folglich ist ein schwieriger und zeitaufwendiger Vorgang erforderlich, nämlich ein Austauschen der Zahnräder, was von großem Nachteil ist. Ferner führt ein häufiges Ändern des Drehwinkels zu einer beträchtlichen Verminderung des Gesamtbetriebswirkungsgrads.

Um die vorstehenden Schwierigkeiten insbesondere auf dem Gebiet von Zuführeinrichtungen für bandförmiges Material zu überwinden, ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, in welcher ein langgestreckter Arm, der starr mit einem Nockenstößel verbunden ist, über eine Verbindungsstange wirksam an die Abtriebswelle angekoppelt ist. Ein verschiebbares Teil ist so an dem Arm angebracht, daß es in axialer Richtung des Arms bewegbar ist, und ein Ende der Verbindungsstange ist schwenkbar mit dem verschiebbaren Teil verbunden. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in der JP-OS 53-43284 beschrieben. Bei dieser Anordnung kann die Größe der intermittierenden Drehbewegung oder der Schwingbewegung der Abtriebswelle durch Ändern der Stellung des verschiebbaren Teils bezüglich des Arms geändert werden, ohne daß ein Austauschen der Übertragungsteile, zum Beispiel von Zahnrädern, erforderlich ist. Jedoch hat auch diese Antriebseinrichtung den Nachteil, daß die Einstellung nicht ohne eine Betriebsunterbrechung der Antriebseinrichtung sowie der angetriebenen Maschinen durchgeführt werden kann. Zusätzlich kommt es beim Betrieb zu einem Spiel, und folglich ist die Antriebseinrichtung nicht für einen hochtourigen Betrieb geeignet. Ferner kann mit dieser Antriebseinrichtung keine hohe Genauigkeit beim schrittweisen Schaltbetrieb erzielt werden.

Schließlich ist aus der DE-PS 12 04 488 eine intermittierend schaltende Antriebseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art bekannt, die in der Weise arbeitet, daß eine kontinuierliche Drehung der Eingangswelle in einer vorbestimmten Richtung eine Schwingbewegung des zweiten Schwenkteils erzeugt, was über die Kurvenscheibenanordnung geschieht, die drehfest mit der Eingangswelle verbunden ist, sowie über die als mehrarmiger Gelenkhebelmechanismus ausgebildete Verbindungseinheit. Die Schwingbewegung des zweiten Schwenkteils wird über einen Freilauf in eine intermittierende Drehung der Ausgangswelle umgewandelt. Damit nun der Schwenkwinkel des zweiten Schwenkteils verändert werden kann, ohne daß die Kurvenscheibenanordnung ausgetauscht werden muß, und damit außerdem diese Veränderung des Schwenkwinkels stufenlos durchgeführt werden kann, ist das erste Schwenkteil als zweiarmiger Schwinghebel ausgebildet, das heißt also als ein solcher Schwinghebel, der um eine zwischen seinen beiden Hebelenden liegende Schwenkachse verschwenkbar ist. Diese Schwenkachse ist bezüglich des als zweiarmiger Schwinghebel wirkenden ersten Schwenkteils ortsfest, so daß also die beiden Hebelarme dieses Schwinghebels in ihrer Länge unveränderlich sind. Mit dem einen Ende dieses Schwinghebels ist die Drehkopfwelle so verbunden, daß dieses Ende um die Drehkopfwelle verschwenkbar ist, während mit dem anderen Hebelende die eine der beiden Gelenkverbindungen verbunden ist, mit denen das Verbindungsteil versehen ist.

Diese intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach der DE-PS 12 04 488 hat insbesondere folgende Nachteile:

a) Es sind verhältnismäßig viele Schwenkhebel erforderlich, um die kontinuierliche Drehbewegung der Eingangswelle in eine intermittierende Drehbewegung der Ausgangswelle umzuwandeln. Und zwar sind außer den bereits erwähnten Schwenkhebeln, die das erste Schwenkteil, das Verbindungsteil und das zweite Schwenkteil bilden, noch mindestens zwei weitere Schwenkhebel notwendig, damit eine entsprechende Führung erzielt wird. Es ergibt sich also insgesamt eine komplizierte Hebelanordnung, die einen verhältnismäßig hohen Totgang zur Folge hat, wodurch während des Betriebs der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung starke Vibrationen und Geräusche verursacht werden und eine große Schaltgenauigkeit verhindert wird, und wodurch es unmöglich gemacht wird, die intermittierend schaltende Antriebseinrichtung, wie es an sich erwünscht ist, mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben.

b) Die Rollen der Drehkopfanordnung, die dem Profil der Kurvenscheibenanordnung folgen und sich im Druckkontakt mit der Kurvenscheibenanordnung befinden, erfordern es wegen des besonderen Aufbaus ihrer Führung, wonach die eine Rolle gegenüber der anderen, als Gegenrolle ausgebildete Rolle an der Kurvenscheibenanordnung abläuft, und wonach diese beiden Rollen durch ein Gestänge verbunden sind, daß die Verbindung mittels einer Feder nachgiebig ausgeführt ist, damit auch durch Ungenauigkeit in der Bearbeitung kein Spiel entsteht. Es ist also immer ein gewisser Mindestanpreßdruck mittels der erwähnten Feder für die Rollen einzustellen. Durch einen solchen Aufbau wird jedoch auf die Dauer kein angemessener Kontaktdruck während des Betriebs der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung sichergestellt. Da-

durch, daß der Kontaktdruck ungeeignet wird, kommt es zu Vibrationen, so daß die Schaltgenauigkeit auch dadurch vermindert wird,
c) Die Einstellvorrichtung, die eine stufenlose Veränderung des Schwenkwinkels des zweiten Schwenkteils ohne jede Veränderung der Kurvenscheibenanordnung ermöglichen soll, besitzt nicht nur einen relativ sehr beschränkten Verstellbereich, sondern sie ist betriebsmäßig auch insofern nachteilig, als bei der Verstellung ein erhöhtes Spiel entstehen kann. Zunächst ist nämlich der Verstellbereich schon aufgrund der Tatsache äußerst beschränkt, daß es der eine zusätzliche Schwenkhebel verhindert, daß das Gestänge, welches die beiden Rollen trägt, um mehr als nur einen kleinen spitzen Winkel um die Achse der Eingangswelle herum verdreht werden kann.

Bei einem Verändern der Position der Schwenkverbindung durch eine Veränderung der Position des beweglichen Teils wird, da die eine Rolle durch den vorstehend erwähnten zusätzlichen Schwenkhebel im wesentlichen — abgesehen von ihrer Steuerkurvenfolgebewegung — ortsfest gehalten wird, das Gestänge praktisch um die Achse dieser Rolle herum verschwenkt. Dadurch wird bei vorgegebener Kurvenscheibenanordnung der maximale und minimale Abstand zwischen den beiden genannten Rollen verändert, wodurch es erforderlich wird, die Vorspannungskraft der erwähnten Feder erneut einzustellen, damit einerseits kein unerwünschtes Spiel entsteht und damit andererseits die Vorspannungskraft nicht zu groß wird. Diese bekannte Antriebseinrichtung kann daher nicht genau und stoßfrei betrieben werden, wenn der Kontaktdruck zwischen der Kurvenscheibenanordnung und der jeweiligen Rolle nicht angemessen eingestellt ist. Diese angemessene Einstellung erfordert eine entsprechende Einstellung der Kraft der erwähnten Feder. Wenn jedoch, wie vorstehend dargelegt, die Position der Schwenkverbindung während des Betriebs der Antriebseinrichtung verändert wird, dann erfordert es die dadurch bedingte automatische Veränderung des Kontaktdrucks, daß die Kraft der erwähnten Feder erneut eingestellt wird. Infolgedessen ist es bei jeder wesentlichen Veränderung der Position der Schwenkverbindung während des Betriebs der Antriebseinrichtung notwendig, die Kraft dieser Feder entsprechend nachzustellen. Es ist klar, daß diese Nachstellung nicht ohne Abschalten der Antriebseinrichtung bewirkt werden kann, weil sich im Betrieb das Gestänge und die daran vorgesehene Feder laufend bewegen. Es ist also nicht möglich, den Schwenkwinkel der Ausgangswelle während des Betriebs der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung nach der DE-PS 12 04 488 zu verändern, ohne daß die Genauigkeit dieser Antriebseinrichtung in nachteiliger Weise beeinflußt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine intermittierend schaltende Antriebseinrichtung der in der DE-PS 12 04 488 beschriebenen Art so auszubilden, daß sie bei insgesamt einfacherem und kompakterem Aufbau eine Verstellung des Drehschwingwinkels der Ausgangswelle während des Betriebs der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung ermöglicht, ohne daß durch diese Verstellung die sonstige Betriebsweise nachteilig beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Hierdurch wird eine gegenüber der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung nach der DE-PS 12 04 488 wesentlich vereinfachte intermittierend schaltende Antriebseinrichtung erhalten, die nicht nur kompakt und deren Schwenkteil- bzw. Hebelzahl auf ein Minimum beschränkt ist, sondern die ohne irgendwelche nachteilige Beeinflussung ihres Betriebs eine stufenlose Verstellung des Schwenkwinkels der Ausgangswelle ohne jede Unterbrechung des Betriebs ermöglicht, wobei insbesondere praktisch jeglicher Totgang ausgeschaltet ist, so daß die intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach der Erfindung mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann, wie es zur Erzielung von hohen Produktionsgeschwindigkeiten der mit einer solchen intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung ausgerüsteten Produktionsmaschinen wünschenswert ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 10b im einzelnen erläutert; es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine intermittierend schaltende Antriebseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 2 eine zusammengesetzte Kurvenscheibenanordnung und eine damit zusammenwirkende Drehkopfanordnung, die in der in F i g. 1 dargestellten intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung vorgesehen sind;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Verbindungseinheit, die in der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung nach F i g. 1 vorgesehen ist;

F i g. 4 eine Schnittansicht durch die Verbindungseinheit entlang der Linie IV-IV in F i g. 3;

Fig.5a eine Anordnung des in Fig.3 und 4 dargestellten Kugel- und Stirnrades, gesehen von der Linie V-V der Fig.3 aus in Richtung der daran befindlichen Pfeile;

F i g. 5b eine Schwingbewegung des Kugelrades bezüglich des Stirnrads;

Fig.6 einen Längsschnitt durch eine intermittierend schaltende Antriebseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine zusammengesetzte globoide Kurvenscheibenanordnung und zwei Drehkopfanordnungen, die in der in Fig.6 dargestellten Antriebseinrichtung vorgesehen sind;

Fig.8 den Aufbau einer Verbindungseinheit, die in der in Fig.6 dargestellten Antriebseinrichtung vorgesehen ist;

F i g. 9 eine Teilschnittansicht durch die Verbindungseinheit;

F i g. 10a eine Teilschnittansicht eines Planetengetriebes, das in der in F i g. 6 dargestellten Antriebseinrichtung vorgesehen ist; und

F i g. 10b eine Seitenansicht des Planetengetriebes.

Es sei zunächst die in den F i g. 1 bis 5b dargestellte erste Ausführungsform einer intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung beschrieben:

Diese Antriebseinrichtung weist eine Eingangswclle 1 auf, welche an eine nicht gezeigte Antriebsquelle angekuppelt ist. Eine Kurvenscheibenanordnung 2 ist auf der Eingangswelle 1 befestigt und mit dieser drehbar. Parallel zu der Eingangswelle 1 verläuft eine Drehkopfwelle 3, auf welcher eine Drehkopfanordnung 4 in Form eines umgekehrten V in vertikaler Ausrichtung bezüglich der

Kurvenscheibenanordnung 2 fest angebracht ist, so daß die Drehkopfanordnung unter der Wirkung der Kurvenscheibenanordnung hin- und herschwingend bewegt wird. Eine Ausgangswelle 5 ist genau parallel zu der Drehkopfwelle 3 angeordnet und über eine Verbindungseinhcit 6 wirksam mit der Drehkopfwelle 3 verbunden.

In F i g. I und 2 weist die erste Drehkopfanordnung 4 die Form eines umgekehrten V auf und hat ein Paar Schenkel 4a und 4b, welche mit Rollen 4c und 4d an ihren unteren oder freien Enden versehen sind. Ferner ist die Kurvenscheibenanordnung 2 durch ein Paar Kurvenscheiben 2a und 2b gebildet. Hierbei sind die Drehkopfanordnung 4 und die Kurvenscheibenanordnung 2 so zueinander angeordnet, daß die Rolle 4c an der Umfangsfläche der Kurvenscheibe 2a anliegt, während die Rolle 4d der Drehbewegung der Kurvenscheibe 2b folgt. Auf diese Weise wird dann, wenn die Kurvenscheibenanordnung 2 zusammen mit der Eingangswelle 1 kontinuierlich in einer Richtung gedreht wird, die Drehkopfanordnung 4 hin- und herbewegt, wobei die Drehkopfwelle 3 hin- und herschwingend gedreht wird, wie durch den Doppelpfeil A in Fig.2 angedeutet ist. Die Schwingbewegung der Drehkopfanordnung 4 hängt natürlich von der geometrischen Ausbildung oder dem Profil der Kurvenscheiben 2a und 2b ab. Der Mechanismus zum Umsetzen einer Drehbewegung in eine Schwingbewegung oder eine hin- und hergehende Drehbewegung mit Hilfe einer Kurvenscheiben- und einer Drehkopfanordnung der vorbeschriebenen Art ist an sich bekannt und wird auch als schwingende Antriebseinrichtung bezeichnet.

Bei der hier dargestellten sogenannten konjugierten Kurvenscheibenanordnung kann das Auftreten eines unerwünschten Spiels wirksam dadurch verhindert werden, daß die Kurvenscheiben 2a, 2b und die Rollen 4c, 4d unter einem vorbestimmten Druck aneinander in Anlage gehalten werden, was steuerbar sein kann, indem der Abstand zwischen der Eingangswelle 1 und der Drehkopfwelle 3 verringert wird, wodurch dann Schwingungen und ein Entstehen von Geräuschen beim Betrieb der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung selbst bei einem hochtourigen Betrieb wirksam unterdrückt werden können. Außerdem kann eine hohe Schaltgenauigkeit beim Betrieb der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung erhalten werden.

Nach den F i g. 3 und 4 weist die Verbindungseinheit 6 ein armförmiges erstes Schwenkteil 9 auf, welches im wesentlichen senkrecht zur Achse der Drehkopfwelle 3 (F i g. 4) verläuft und von welchem ein Ende fest mit der Drehkopfwelle 3 verbunden ist. Ein bewegliches Teil 7 ist in Längsrichtung verschiebbar in dem ersten Schwenkteil 9 angeordnet. Die Verbindungseinheit 6 weist ferner noch folgende Teile auf: ein armförmiges zweites Schwenkteil 10, das parallel zu dem ersten Schwenkteil 9 verläuft und am inneren Ende der Ausgangswelle 5 fest angebracht ist; ein stangenförmiges Verbindungsteil 11, das schwenkbar mit einem freien Ende des zweiten Schwenkteils 10 und mit dem beweglichen Teil 7 verbunden ist; ein Kugelrad 12 an dem ersten Schwenkteil 9 und ein Stirnrad 13, das drehbar an einem feststehenden Teil eines Gehäuses 16 gehaltert ist und mit dem Kugelrad 12 (siehe auch Fig. 1) kämmt. Das Kugelrad 12 ist so angebracht, daß es um die Achse der Drehkopfwelle 3 (Fig.4) zusammen mit dem ersten Schwenkteil 9 schwenkbar ist, wie durch den Doppelpfeil A in F i g. 4 und 5 angedeutet ist, und außerdem ist es um die Drehachse 15' drehbar, die senkrecht zu der Achse 14 in einer Ebene verläuft, welche die Achse 14 der Drehkopfwelle 3 und die Achse 8 des ersten Schwenkteils 9 enthält. Das Kugelrad hat eine halbkugelförmige Oberfläche, wobei der Krümmungsmittelpunkt an der Schnittstelle Oder Achse 14 und der Drehachse 15 liegt, und es weist eine Anzahl äußerer Zähne 12' auf, welche bogenförmig in Richtung der Drehachse 15' verlaufen. Das Kugelrad 12 kämmt mit dem Stirnrad 13, dessen Zähne 13' linear in derselben Richtung verlaufen wie die bogenförmigen Zähne 12' des Kugelrades 12 (siehe insbesondere F i g. 5a).

Bei einer derartigen Anordnung des Kugelrades 12 und des Stirnrades 13 erzeugt ein Schwingen des Kugelrades 12 um die Achse 14 in horizontaler Richtung, wie durch den Doppelpfeil A in Fig.4 angedeutet ist, eine entsprechende Bewegung der Zähne 12' bezüglich der Zähne 13' des Stirnrades 13 in derselben Richtung wie das Schwingen des Kugelrades 12 um die Achse 14. Eine derartige Stellung ist in Fig. 5b strichpunktiert dargestellt. Wenn andererseits das Stirnrad 13 um seine Mittelachse 13" gedreht wird (Fig. 3 und 5) wird auch das Kugelrad 12 um seine Drehachse 15' gedreht. In Fig. 1 und 3 sind ferner noch ein Elektromotor 17 gezeigt, der dazu dient, das Stirnrad 13 über einen Treibriemen 17 anzutreiben, der um eine Riemenscheibe läuft, die sich auf der Welle 18 befindet, auf der das Stirnrad 13 fest angebracht ist.

In Fig.3 und 4 ist ein Antriebszahnrad 21 auf der Welle 15 des Kugelrades 12 befestigt und kämmt mit einem angetriebenen Zahnrad 22, das seinerseits auf einer mit einem Gewinde versehenen Welle 20 gehaltert ist, die in einer Führungsnut in dem Schwenkteil 9 angeordnet ist. Das Zahnrad 22 ist ortsfest bezüglich des Schwenkteils 9 gehalten.

Das freie Ende der Welle 20 ist fest mit dem beweglichen Teil 7 verbunden. Wenn bei dieser Anordnung der Elektromotor 16 angetrieben wird, um das Stirnrad 13 anzutreiben und dadurch das Kugelrad 12 um dessen Drehachse 15 zu drehen, wird das angetriebene Zahnrad 22 durch das Antriebszahnrad 21 gedreht, wodurch die Welle 20 und damit das bewegliche Teil 7 in einer entsprechenden Richtung entlang der Achse 8 verschoben werden. Das bewegliche Teil 7 ist in der vorbeschriebenen Weise vorgesehen, damit der Winkelschwenkbereich des zweiten Schwenkteils 10 bezüglich des Winkelschwenkbereichs des ersten Schwenkteils 9 geändert werden kann, wie nachstehend noch ausgeführt wird. In F i g. 3 und 4 ist ein Drehzapfen 19 vorgesehen, der an dem beweglichen Teil 7 gehaltert ist und zu einer Schwenkbewegung eines größeren Endteils 23 des Verbindungsteils 11 an dem beweglichen Teil 7 dient. Das andere Ende des Verbindungsteils 11 ist in ähnlicher Weise schwenkbar mit dem zweiten Schwenkteil 10 verbunden (siehe F i g. 3).

Nunmehr wird die Arbeitsweise der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung, die den vorstehenden Aufbau hat, beschrieben. Wenn die Eingangswelle 1 und die erste Kurvenscheibenanordnung 2 kontinuierlich in einer vorgegebenen Richtung gedreht werden, wird die erste Drehkopfanordnung 4 unter der Steuerwirkung der Kurvenscheibenanordnung 2 in Schwingung versetzt, was eine hin- und hergehende Drehbewegung der Drehkopfwelle 3 und damit eine Schwingbewegung des ersten Schwenkteils 9 zur Folge hat, das an der Drehkopfwelle 3 befestigt ist (siehe Fig. 3 und 4). Die Schwingbewegung des ersten Schwenkteils 9 wird mittels des Verbindungsteils 11 auf das zweite Schwenkteil übertragen, wodurch dann die Ausgangswelle 5 in

eine Drehschwingung versetzt wird.

Bei der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung kann das Verhältnis des Schwingwinkels des zweiten Schwenkteils 10 zu dem des ersten Schwenkteils 9 in einfacher Weise durch Verschieben des beweglichen Teils 7 (siehe F i g. 3 und 4) in dem ersten Schwenkteil 9 entlang der Achse 8 verändert werden. Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, schwingt das erste Schwenkteil 9 um die Achse 14 der Drehkopfwelle 3, was der Schnittstelle O in F i g. 3 entspricht. Wenn folglich das bewegliche Teil 7 entlang der Achse 8 verschoben wird, wird der Abstand C zwischen der Schnittstelle O und dem Verbindungspunkt D (Fig.3) des ersten Schwenkteils 9 und des Verbindungsteils 11 entsprechend geändert, wodurch der Winkel θ zwischen der Achse 8 und dem Verbindungsteil U ebenfalls entsprechend geändert wird. Folglich wird der Schwingwinkel des zweiten Schwenkteils 10 um einen vorbestimmten Winkelbetrag bei gleichbleibender Verschwenkung des ersten Schwenkteils 9 geändert, was dann eine entsprechende Änderung im Drehwinkel der Ausgangswelle 5 zur Folge hat.

Das bewegliche Teil 7 kann durch Drehen des Kugelrads 12 mittels des Elektromotors 16 über das Stirnrad 13 verschoben werden, wodurch dann die mit Gewinde versehene Welle 20 in der Richtung der Achse 8 des ersten Schwenkteils 9 mittels des Antriebszahnrads 21 und des angetriebenen Zahnrads 22 bewegt wird, wie oben ausgeführt. Ferner wird das Kugelrad 12 infolge der Schwingdrehung der Drehkopfwelle 3 verschwenkt, was durch die kontinuierliche Drehung der Kurvenscheibenanordnung 2 zustande gebracht wird. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß das Kämmen zwischen dem Kugelrad 12 und dem Stirnrad 13 kein Hindernis für die Schwingbewegung des ersten Schwenkteils 9 darstellt, da die Zähne 12' des Kugelrads 12 in jeder Schwenkrichtung gleichmäßig und glatt bezüglich der Zähne des Stirnrades 13 bewegt werden können, wie oben ausgeführt ist. Natürlich kann die Verschiebung des beweglichen Teils 7 auch von Hand mittels eines entsprechenden Griffs anstelle mittels des Elektromotors 16 gesteuert werden.

Nunmehr wird anhand der F i g. 6 bis 10b eine zweite Ausführungsform einer intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung beschrieben:

Wie in F i g. 6 dargestellt, weist diese Antriebseinrichtung folgendes auf: eine zusammengesetzte Kurvenscheibenanordnung 101, die mit einer Antriebsquelle, wie einem (nicht dargestellten) Elektromotor über eine Eingangswelle 106 verbunden ist, eine Drehkopfanordnung 102, eine Drehkopfwelle 103, auf welcher die Drehkopfanordnung 102 fest angebracht ist, eine Ausgangswelle 104, welche im wesentlichen parallel zu der Drehkopfwelle 103 verläuft, und eine Verbindungseinheit 105, welche die Drehkopfwelle 103 mit der Ausgangswelle 104 verbindet. Wie aus F i g. 7 zu ersehen ist, weist die Drehkopfanordnung 102 ein Paar Rollen 102' auf, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind, so daß sie an den entsprechenden Steuerflächen 101a der zusammengesetzten Kurvenscheibenanordnung 101 anliegen. Wenn die Kurvenscheibenanordnung 101 kontinuierlich in einer Richtung gedreht wird, wird die Drehkopfanordnung 102 gezwungen, wie durch einen Doppelpfeil A angedeutet ist, in Abhängigkeit von dem Profil der Steuerflächen 101a zu schwingen. Wie bereits ausgeführt, ist das Umsetzen einer Drehbewegung in eine Schwingung oder in eine hin- und hergehende Drehbewegung mittels einer zusammengesetzten Kurvenscheibenanordnung und einer Drehkopfanordnung an sich bekannt. Bei der beschriebenen, intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung wird eine globoide Kurvenscheibe für die zusammengesetzte Kurvenscheibenanordnung 101 verwendet, um eine hohe Steifigkeit und Betriebsgenauigkeit zu gewährleisten.

Die Verbindungseinheit 105 weist, wie insbesondere aus F i g. 6,8 sowie 1 Oa und 1 Ob ersichtlich ist, ein erstes Schwenkteil 108 auf, das an der Drehkopfwelle 103 befestigt ist, sowie ein bewegliches Teil 110, das entlang

ίο der Achse 109 des ersten Schwenkteils 108 verschiebbar ist, ein zweites Schwenkteil 111, das an einem Ende an der Ausgangswelle 104 befestigt ist, ein stangenförmiges Verbindungsteil 112, welches das andere Ende des zweiten Schwenkteils 111 mit dem beweglichen Teil 110 schwenkbar verbindet, und eine Einstellvorrichtung 113, welche es ermöglicht, die Verschiebung des beweglichen Teils 110 in der Richtung der Achse 109 einzustellen. Die Einstelleinrichtung 113 besitzt eine Einstellstange 114, die im Inneren der Drehkopfwelle 103 verläuft, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, ein antreibendes Kegelrad 115, das am linken Ende der Einstellstange 114 befestigt ist, wie in F i g. 6 und 9 dargestellt ist und ein angetriebenes Kegelrad 117, das an der Stelle 116 auf das bewegliche Teil 110 aufgeschraubt ist. Das andere, rechte Ende (siehe F i g. 6 und 9) der Einstellstange 114 ist wirksam mit einem nicht dargestellten Handgriff, der außerhalb des Maschinengehäuses 121 angeordnet ist, über ein Planetengetriebe 118, eine Welle 119 und eine Riemenscheibe 120 angekuppelt.

Das angetriebene Kegelrad 117 sitzt unter der Vorspannkraft einer Feder 122 auf einem Lager 123 und ist dadurch an einer Eigenbewegung in Richtung der Achse 109 gehindert. Wenn die Einstellstange 114 mittels des erwähnten Handgriffs über die Riemenscheibe 120, die Welle 119 und das Planetengetriebe 118 gedreht wird, wird das angetriebene Kegelrad 117 über das antreibende Kegelrad 115 um das bewegliche Teil 110 herum gedreht, wodurch es dann zu einer entsprechenden Verschiebung des Teils 110 in axialer Richtung kommt. In F i g. 9 sind noch ein Halterungsbolzen 124 und ein drehbar gehaltenes Lager 125 dargestellt. Mittels des Halterungsbolzens 124 und des Lagers 125 ist das Verbindungsteil 112 an einem Ende schwenkbar mit dem beweglichen Teil 110 verbunden. Die Verbindung zwischem dem anderen Ende des Verbindungsteils 112 und dem zweiten Schwenkteil 111 ist in ähnlicher Weise ausgeführt (siehe F i g. 8).

In den Fig. 10a und 10b sind Einzelheiten des Planetengetriebes 118 dargestellt. Wie aus diesen Figuren zu ersehen ist, weist das Planetengetriebe 118 ein erstes und zweites Sonnenrad 126 und 127 auf, die an der Einstellstange 114 bzw. der Welle 119 befestigt sind, sowie ein erstes Planetenrad 129, das mit dem ersten Sonnenrad 126 und einer Innenverzahnung 128 kämmt, ein zweites Planetenrad 130 und ein drittes Planetenrad 131, welches mit dem zweiten Sonnenrad 127 kämmt. Die Zahnräder 126 bis 131 sind zwischen zwei Halterungsplatten 132 und 132' angeordnet und bilden das Planetengetriebe 118. Wenn bei der beschriebenen An-Ordnung der Zahnräder die Einstellstange 114 und das erste an dieser befestigte Sonnenrad 126 gedreht werden, werden die Planetenräder 129 bis 131 leer gedreht, wodurch das zweite Sonnenrad 127 ortsfest bleibt. Wenn andererseits der nicht dargestellte Handgriff betätigt wird, um die Welle 119 und das an dieser befestigte, zweite Sonnenrad 127 zu drehen, wird das erste Sonnenrad 126 und damit die Einstellstange 114 durch Zusammenwirken der Planetenräder 131, 130 und 129 gc-

dreht. Das Planetengetriebe 118 mit der vorstehend beschriebenen Übertragungscharakteristik kann ohne weiteres ausgeführt werden, indem die Anzahl der Zähne an den einzelnen Planetenrädern 126 bis 131 entsprechend gewählt wird.

Nunmehr sei die Arbeitsweise der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. Wenn die Eingangswelle 106 und damit die auf dieser befestigte, zusammengesetzte Kurvenscheibenanordnung 101 kontinuierlich durch eine nicht dargestellte Antriebsquelle gedreht werden, wird die Drehkopfwelle 103 in eine Schwingbewegung versetzt, wodurch das erste an der Welle 103 befestigte Schwenkteil 108 entsprechend verschwenkt wird (siehe Fig. 6, 8 und 9). Die Schwingbewegung des ersten Schwenkteils 108 wird über das Verbindungsteil 112 auf das zweite Schwenkteil 111 übertragen, wodurch es zu einer Drehschwingung der Ausgangswelle 104 kommt.

In der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung nach der zweiten Ausführungsform kann das Verhältnis des Schwenkwinkels des zweiten Schwenkteils 111 bezüglich des Schwenkwinkels des ersten Schwenkteils 108 geändert werden, wenn lediglich das bewegliche Teil 110 bezüglich des ersten Schwenkteils 108 nach oben oder unten verschoben wird. Insbesondere schwingt das erste Schwenkteil 108 um einen durch die Achse der Drehkopfwelle 103 und der Einstellstange 114 festgelegten Mittelpunkt. Der Schwingmittelpunkt ist in F i g. 8 mit O bezeichnet. Wenn das bewegliche Teil 110 in vertikaler Richtung verschoben wird, wird der Abstand C zwischen dem Schwingmittelpunkt O und dem Verbindungspunkt B des ersten Schwenkteils 110 und des Verbindungsteils 112 geändert, wodurch der Winkel θ zwischen dem Verbindungsteil 112 und der Horizontalen entsprechend geändert wird (siehe Fig. 1). Infolgedessen wird der Schwenkwinkel des zweiten Schwenkteils 111 für eine konstante Schwingbewegung des ersten Schwenkteils 108 über einem vorcingestellten Winkelbereich verändert, was eine entsprechende Änderung in der Größe der intermittierenden Drehbewegung der Ausgangswelle 104 zur Folge hat.

Die vertikale Verschiebung des beweglichen Teils 110 wird mittels eines nicht dargestellten Handgriffs gesteucrt, der außerhalb des Maschinengehäuses 121 vorgesehen und mit der Welle 119 verbunden ist (Fig.6 und I Ob). Wenn der Handgriff gedreht wird, werden die Einstellstange 114 und die beiden Kegelräder 115 und 117 entsprechend gedreht, so daß das bewegliche Teil 110 bezüglich des ersten Schwenkteils 108 verschoben wird, wie in Verbindung mit Fig. 6,9 und IOa, 10b ausgeführt ist. In diesem Zusammenhang sollte erwähnt werden, daß, obwohl die Drehschwingung der Drehkopfwelle 103 die gleichzeitige Drehbewegung der Einstellstange 114 bewirkt, trotzdem die Welle 119 ortsfest bleibt, wodurch der erwähnte Handgriff unabhängig von der Drehbewegung der Einstellstange 114 ortsfest bleibt. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da es zu keiner Verschiebung in der Einstell-Lage des Handgriffs kommt.

Wie beschrieben, sind die intermittierend schaltenden Antriebseinrichtungen entsprechend den dargestellten Ausführungsformen so ausgelegt, daß entweder eine Drehschwingung am Ausgang oder eine intermittierende Drehbewegung in einer Richtung an der Ausgangswelle erhalten werden kann. Die intermittierend schaltende Antriebseinrichtung ist somit zum Antrieb von Drehtellern verschiedener Produktionsautomaten geeignet, um die Drehteller in verschiedene Verarbcitungsstellungen intermittierend bzw. schrittweise zu schalten. Dadurch, daß die Winkelverschiebung der Ausgangswelle für jede intermittierende Drehbewegung stufenlos nur durch Bewegen des beweglichen Teils der Verbindungseinheit geändert werden kann, kann die intermittierend schaltende Antriebseinrichtung in vorteilhafter Weise als Antriebsquelle für eine automatische Werkzeugmaschine oder einen Fertigungsautomaten verwendet werden, welcher zum Bearbeiten oder Herstellen von Produkten verschiedener Art dient. Wenn beispielsweise die intermittierend schaltende Antriebseinrichtung in einer Bandstahl-Zuführeinrichtung verwendet wird, um ein Stahlband von einer Bandwicklung abzuwickeln und intermittierend in einer Richtung einer Arbeitsstation zuzuführen, kann die Zuführlänge des Stahlbandes geändert werden, indem die Größe der intermittierenden Drehbewegung der Ausgangswelle entsprechend geändert wird. Infolgedessen können Bandstücke unterschiedlicher Länge, die bei verschiedenen herzustellenden Produkten gefordert werden, der Arbeitsstation auf einfache Weise zugeführt werden.

Ferner kann der intermittierende Drehwinkel der Ausgangswelle steuerbar verändert werden, ohne daß der Betrieb der intermittierend schaltenden Antriebseinrichtung unterbrochen zu werden braucht. Durch die Kurvenscheibenanordnung in Verbindung mit der entsprechenden Drehkopfanordnung kann ein Spiel während des Betriebs wirksam unterdrückt werden, wodurch eine hohe Betriebszuverlässigkeit sowie eine hohe Genauigkeit gewährleistet werden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Intermittierend schaltende Antriebseinrichtung, umfassend eine zusammengesetzte Kurvenscheibenanordnung, die mit einer Antriebsquelle verbunden ist; eine Drehkopfanordnung, die bei einer Drehbewegung der zusammengesetzten Kurvenscheibenanordnung in Schwingung versetzt wird; eine Drehkopfwelle der Drehkopfanordnung, die entsprechend der Schwingbewegung der Drehkopfanordnung hin- und herbewegt wird; eine Ausgangswelle, die parallel zur Drehkopfwelle verläuft; und eine Verbindungseinheit, welche die Drehkopfwelle und die Ausgangswelle miteinander verbindet und ein erstes Schwenkteil aufweist, das mit der Drehkopfwelle verbunden ist, sowie ein zweites Schwenkteil, das an seinem einen Ende an der Ausgangswelle befestigt ist, und ein Verbindungsteil, welches das andere Ende des zweiten Schwenkteils mit dem ersten Schwenkteil verbindet, indem es mit beiden über je eine Schwenkverbindung verbunden ist, so daß das erste Schwenkteil entsprechend der Schwingbewegung der Drehkopfwelle hin- und herverschwenkt wird und diese Schwingbewegung als Schwinghebel auf das zweite Schwenkteil überträgt, wobei zur Veränderung des Schwenkwinkels des zweiten Schwenkteils eine Einstellvorrichtung vorgesehen ist, durch die ein bewegliches Teil verschiebbar ist, das mit dem ersten Schwenkteil durch eine Schwenkverbindung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schwenkteil (9, 108) drehfest mit dem einen Ende der mittels der Kurvenscheibenanordnung (2; 101) in Drehschwingung versetzbaren Drehkopfwelle (3; 103) verbunden ist, so daß es um deren Achse (14) als Schwinghebel hin- und herverschwenkbar ist; und daß die Schwenkverbindung (19,23; 124,125) zwischen dem ersten Schwenkteil (9; 108) und dem Verbindungsteil (11; 112) an dem beweglichen, an dem ersten Schwenkteil (9; 108) gehalterten Teil (7; 110) vorgesehen ist, das zusammen mit dem ersten Schwenkteil (9; 108) schwenkbar und relativ zu dem ersten Schwenkteil (9; 108) in axialer Richtung bewegbar ist; und daß die Einstellvorrichtung (12,13,15,16,17, 20, 21, 22; 113) eine die Position des beweglichen Teils (7; 11) bezüglich des ersten Schwenkteils (9; 108) in dessen axialer Richtung ändernde Vorrichtung ist.

2. Intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkopfwelle (103) eine hohle Welle ist, und daß die Einstellvorrichtung (113) eine Einstellstange (114) aufweist, die durch die hohle Drehkopfwelle (103) verläuft und mit dem beweglichen Teil (110) über ein Paar Kegelräder (115, 117) wirksam verbunden ist, welche ein antreibendes Kegelrad (115), das fest mit einem Ende der Einstellstange (114) verbunden ist und ein angetriebenes Kegelrad (117) sind, das an dem ersten Schwenkteil (108) unverschiebbar in axialer Richtung gehaltert ist und an einem Zwischenteil auf das bewegliche Teil (UO) aufgeschraubt ist, und daß die Einstellstange (114), die beiden Kegelräder (115,117), das bewegliche Teil (UO) und das erste Schwenkteil (108) als Einheit gleichzeitig mit der hin- und hergehenden Drehbewegung der Drehkopfwelle (103) verschwenkbar sind, wobei die Drehbewegung der Einstellstange

(114) bezüglich der Drehkopfwelle (103) in eine Verschiebung des beweglichen Teils (110) in axialer Richtung des ersten Schwenkteils (108) umsetzbar ist.

3. Intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Einstellstange (114) über ein Planetengetriebe (118) mit einem drehbaren Handgriff verbunden ist, wobei das Planetengetriebe (118) ein erstes Sonnenrad (126), das mit dem anderen Ende der Einstellstange (114) verbunden ist, ein zweites Sonnenrad (127), das fest mit einer mit dem Handgriff verbundenen Welle (119) verbunden ist, und eine Anzahl Planetenräder (129, 130, 131) aufweist, die zwischen den beiden Sonnenrädern (126, 127) in der Weise angeordnet sind, daß eine Drehbewegung des zweiten Sonnenrades (127) zu einer Drehung des ersten Sonnenrades (126) führt, während eine Drehbewegung des ersten Sonnenrades (126) keine Drehung des zweiten Sonnenrades (127) bewirkt.

4. Intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Teil (7) in dem ersten Schwenkteil (9), das im wesentlichen senkrecht zu Drehkopfwelle (3) und im wesentlichen parallel zum zweiten Schwenkteil (10) verläuft, untergebracht und ein Kugelrad (12) vorgesehen ist, das an dem ersten Schwenkteil (9) verschwenkbar angebracht ist und außerdem um eine Drehachse (15') drehbar ist, die parallel zu der Längsachse des ersten Schwenkteils (9) verläuft, wobei das Kugelrad (12) wirksam mit dem beweglichen Teil (7) verbunden ist, so daß das bewegliche Teil (7) bezüglich des ersten Schwenkteils (9) bei einer Drehung des Kugelrades (12) verschiebbar ist, und daß ein Stirnrad (13) vorgesehen ist, das mit dem Kugelrad (12) kämmt, wobei die Zähne des Kugelrades

(12) und des Stirnrades (13) so bemessen sind, daß bei einer Drehung des Kugelrads (12) das Stirnrad

(13) gedreht wird, während bei einer Schwenkbewegung des Stirnrades (13) zusammen mit dem ersten Schwenkteil (9) das Kugelrad (12) bezüglich des Stirnrads (13) in der Schwenkrichtung verschoben wird.

5. Intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelrad (12) um eine Drehachse (15') drehbar ist, die in einer Richtung senkrecht zur Achse der Drehkopfwelle (3) und der Achse des ersten Schwenkteils (9) verläuft, und daß das Kugelrad (12) mit einer Anzahl bogenförmiger Zähne (12') auf einer kugelförmigen Oberfläche versehen ist, die einen Mittelpunkt an der Schnittstelle (O) der Drehachse (15') und der Achse (14) der Drehkopfwelle (3) haben und in der Richtung verlaufen, die mit der Drehachse übereinstimmt, während die Drehachse und die Zähne des Stirnrades (13) im wesentlichen parallel zu der Drehachse (15') des Kugelrads (12) verlaufen.

6. Intermittierend schaltende Antriebseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelrad (12) um eine Drehachse (15') drehbar ist, die senkrecht zu der Achse (14) der Drehkopfwelle (3) in einer Ebene verläuft, welche die Achse des ersten Schwenkteils (9) und die Achse (14) der Drehkopfwelle (3) enthält.

ORIGINAL INSPECTED