DE3133729A1

DE3133729A1 - Verstellbare schwingantriebsvorrichtung und vorrichtung zum veraendern von deren ausgangsbewegung

Info

Publication number: DE3133729A1
Application number: DE19813133729
Authority: DE
Inventors: Joseph R. 60439 Bolingbrock Ill. DeMarais; Max Van der Glenview Ill. Graaf; Joseph K. 60439 Bolingbrock Ill. Robinson
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1980-08-26
Filing date: 1981-08-26
Publication date: 1982-04-08
Also published as: US4328718A; IT1137646B; JPS5776356A; SE8104951L; IT8123633A0; DE3133729C2; GB2082723B; GB2082723A; FR2489461A1; JPH0130033B2; SE450968B

Description

EMERSON ELECTRIC CO₀ St. Louis, Missouri 63136 V.St.Ao

Verstellbare Schwingantriebsvorrichtung und Vorrichtung zum Verändern von deren Ausgangsbewegung

Die Erfindung bezieht sich auf Schwingantriebsvorrichtungen und betrifft insbesondere eine Schicingantriebsvorrichtung/ die in der Lage ist, eine mechanisch veränderte Ausgangsbewegung zu erzeugen.

Nockengetriebene Vorrichtungen werden üblicherweise für industrielle Zwecke benutzt, um eine intermittierende Antriebsbewegung zu erzeugen» Beispielstieise können Weiterschalt- und Schwingantriebsvorrichtungen benutzt werden, um ein Einzelteil zwischen Arbeitsstationen weiterzuschalten, um Blech von einer Vorratsrolle intermittierend in eine Lochstanze zu fördern, um sogenannte Aufnahme=· und Aufsetzeinheiten zu betätigen, um Werkstücke von einer Station an eine andere zu übergeben oder um ausgewählte Werkstücke aus einer sich auf einem Förderer bewegenden Reihe von Werkstücken mechanisch wieder zu entnehmen.

-1-6 .

Bei solchen Antriebsvorrichtungen werden Nocken benutzt, die aus Metall oder anderen harten Materialien bestehen und nicht einstellbar sind. Der Ausgangshub oder die Vorschubstrecke der üblichen nockengetriebenen Vorrichtung kann ohne eine vollständige Umschaltung der Nockenteile oder der übrigen Antriebsverbindungen der Vorrichtung nicht ohne weiteres eingestellt werden. Es gibt daher einen immer wiederkehrenden Bedarf für eine einstellbare Schwingantriebsvorrichtung, die eine veränderte Ausgangsbewegung ergibt und dabei eine feste Lage der Eingangs- und der Ausgangswelle hat.

Ein bekannter Versuch zur Überwindung dieses Problems im Zusammenhang mit dem Zuführvorgang bei einer Lochstanze ist eine außerhalb des Schwingantriebs angeordnete Getriebevorrichtung zum Ändern der schließlichen linearen Zuführstrecke. Noch eine weitere bekannte Vorrichtung ergibt eine lineare Einstellung der intermittierenden Ausgangsbewegung der Antriebsvorrichtung, hat aber eine veränderliche Lage der Ausgangswelle. Diese veränderliche Lage der Ausgangswelle ergibt Probleme beim richtigen Einstellen der Antriebsteile der zugeordneten Zuführvorrichtung. Bei noch einer weiteren bekannten Vorrichtung wird ein harmonischer Mechanismus benutzt, der relativ massive Einzelteile aufweist, die die erzielbaren Ausgangsgeschwindigkeiten stark begrenzen.

Es hat sich deshalb als erwünscht herausgestellt, eine verstellbare Schwingantriebsvorrichtung zur Verfügung zu haben, die aus leichten Teilen besteht, mit der hohe Betriebsgeschwindigkeiten erzielbar sind, die leicht einzustellen und zu betreiben ist und· die eine feste Lage der Eingangs- und der Ausgangswelle hat.

Die Erfindung überwindet diese und weitere Probleme des Standes der Technik durch Schaffung einer verstellbaren Antriebsvorrichtung, bei der die Haupteingangswelle, eine Zwi-

schenwelle und eine Endausgangswelie jeweils eine feste Lage haben. Die Vorrichtung nach der Erfindung hat außerdem einen Kurbelarm, der durch die Zwischenwelle gleichmäßig hin- und herbewegt wird, ein erstes und ein zweites Zahnradsegment, die miteinander kämmen und in Wirkverbindung mit dem Kurbelarm bzw. mit der Ausgangswelle stehen, und ein bewegliches Haltestück zwischen den beiden Zahnradsegmenten, welches das erste Zahnradsegment schwenkbar lagert. Eine neue Einstell- und Bremsarretiervorrichtung ist vorgesehen zum ausgewählten Positionieren und Arretieren des Haltestücks in einer gewünschten Betriebsposition, was ermöglicht, das erste Zahnradsegment relativ zu der Zwischenwelle einzustellen.

Bei der verstellbaren Schwingantriebsvorrichtung nach der Erfindung wird durch die Einstellung des ersten Zahnradsegments relativ zu dem Kurbelarm der Winkel der Schwingung oder Hin- und Herbewegung, die auf das erste Zahnradsegment übertragen wird, verändert. Dadurch wiederum wird der Grad der Schwingung oder Hin- und Herbewegung, die auf das zweite Zahnradsegment übertragen wird, verändert und so die schließliche Ausgangsbewegung verändert. Die Erfindung kann bei verschiedenen Schwingantriebsvorrichtungen benutzt werden, beispielsweise bei denjenigen, die üblicherweise als Schwingantrieb der Parallelwellenbauart, der Bauart mit rechtwinkeligen Wellen und der Rollenlaufwerkbauart bezeichnet werden.

Die verstellbare Schwingantriebsvorrichtung nach der Erfindung kann sowohl im Ruhezustand als auch im Betriebszustand eingestellt werden. Der Ausgangswellenhub (in Grad Drehung) kann auf endliche Weise verändert werden, was beispielsweise die Synchronisierung des Betriebes von zugeordneten Aufnahme- und Aufsetzübergabevorrichtungen gestatten kann. Jede Drehausgangsbewegungsveränderung, die durch die Vorrichtung nach der Erfindung vorgenommen wird, kann außerdem über Antriebsverbindungen oder über weitere Antriebsteile umgesetzt werden, um

eine einstellbare lineare Zuführstrecke zu erzeugen. Bei Bedarf kann die Ausgangswelle im wesentlichen in eine Ruhestellung gebracht werden, d.h. in eine Stellung, in der die Ausgangsschwingung im wesentlichen null ist. Dieses Merkmal ist von Vorteil, wenn extrem kurze Werkstücke vorliegen, die einen minimalen Vorschubhub erfordern. Es werden leichte Zahnradsegmente und andere Teile benutzt, um das GeWicht der sich bewegenden Teile auf einem Minimum zu halten, was gestattet, hohe Schwingausgangsgeschwindigkeiten zu erzielen.

Die Erfindung schafft eine verstellbare Schwingantriebsvorrichtung, bei der die Lage der Eingangs- und der Ausgangswelle fest ist. ■

Weiter werden einstellbare Antriebsteile für eine verstellbare Schwingantriebsvorrichtung geschaffen, die ein geringes Gewicht aufweisen, so daß hohe Ausgangsgeschwindigkeiten erzielt werden können.

Ferner wird eine verstellbare Schwingantriebsvorrichtung geschaffen, die eine Bremsarretiervorrichtung für ihre einstellbaren Teile aufweist, so daß jedwede übermäßigen Vibrationen im Gebrauch verhindert werden.

Außerdem wird eine verstellbare Ausgangsvorrichtung für Schwingantriebsvorrichtungen geschaffen, die in einen Schwingantrieb direkt eingebaut werden kann, um eine integrale Einheit zu bilden, oder die statt dessen als eine Adaptereinheit benutzt werden kann.

Schließlich wird eine mechanisch einstellbare Vorrichtung geschaffen, die in Verbindung mit Schwingantriebsvorrichtungen der sogenannten parallelen, rechtwinkeligen oder Rollenlaufwerkbauart benutzt werden kann.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung xyerden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der einstellbaren

Schwingantriebsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 ' eine Schnittansicht im wesentlichen

nach der Linie 2-2 von Fig„ 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht nach

der Linie 3-3 von Fig„ 1 _f wobei gewisse Teile der Übersichtlichkeit halber weggebrochen worden sind,

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht nach

der Linie 4-4 von Fig» 3, die die verschiedenen Teile in einer Betriebsstellung maximalen Ausgangshubs zeigt,

Fig. 5 eine Schnittansicht der einstellbaren

Arbeitsteile der Vorrichtung nach der Erfindung ähnlich der Darstellung in Fig. 4, die aber die verschiedenen Antriebsteile in einer eingestellten Betriebsposition mittleren Hubes zeigt,

Fig. 6 eine weitere Schnittansicht der ein

stellbaren Arbeitsteile ähnlich der Ansicht in Fig. 4, die aber die Aiitriebsteile in einer Betriebsposition im wesentlichen minimalen Hubs zeigt,

Fig. 7 eine Schnittansicht der einstellbaren

Teile der Vorrichtung nach der Erfindung nach der Linie 7-7 von Fig. 4,

Fig. 8 eine Schnittansicht der Zwischenwelle

und der einstellbaren Zahnradsegmente der Vorrichtung nach der Erfindung nach der Linie 8-8 von Fig. 7,

Fig. 9 eine Schnittansicht der einstellbaren

Positionier- und Arretierteile der Vorrichtung nach der Erfindung nach der Linie 9-9 von Fig. 2,

Fig. 10 eine Schnittansicht der Einstellanzei

gevorrichtung der Vorrichtung nach der Erfindung nach der Linie 10-10 von Fig. 3 und

Fig. 11 eine Schnittansicht ähnlich der Dar

stellung in den Fig. 5 und 6, die aber andere einstellbare Arbeitsteile für die Vorrichtung nach der Erfindung zeigt.

In Fig. 1 ist die verstellbare Schwingantriebsvorrichtung nach der Erfindung insgesamt mit der Bezugszahl 20 bezeichnet. Die bevorzugte Ausfuhrungsform der verstellbaren Schwingantriebsvorrichtung 20 wird in Verbindung mit einer Schwingantriebsvorrichtung der Parallelwellenbauart (vgl. ÜS-PS 3 525 268) beschrieben. Der Grund dafür ist, daß diese Schwingantriebsvorrichtung von Haus aus in der Lage ist, mit hohen Drehausgangsgeschwindigkeiten zu arbeiten, die, in Abhängigkeit von der Belastung, beispielsweise über 1000 Schwingungen pro Minute liegen können.

Die Schwingantriebsvorrichtung 20 hat eine Eingangswelle 22, eine Ausgangswelle 24, ein einstellbares Handrad 26 und einen Bremsarretiergriff 28 und ist in ein Gehäuse 30 eingeschlossen.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Eingangswelle 22 an dem Gehäuse 30 mittels Kegelrollenlagern 32 gelagert und trägt zwei Kurvenplatten 34, die einen Kurvenabtaster 36 antreiben. Der Kurvenabtaster 36 ist auf einer Zwischen- oder Kurvenabtasterwelle 38 starr befestigt, die an ihrem linken Ende (Fig. 3) in dem Gehäuse 30 mit Hilfe eines Kegelrollenlagers 40 gelagert ist. Eine Lagerhtilse 42 ist an dem Gehäuse 30 befestigt, trägt das Lager 40 und übt eine Vorbelastung auf dieses aus. An dem rechten Ende (Fig. 3) der Zwischenwelle 38 ist eine vergrößerte Ringschulter 44 gebildet, die in einer Gehäusetragwand 46 durch ein Kegelrollenlager 48 gelagert und an dem Kurvenabtaster 36 mittels Befestigungselementen 45 befestigt ist.

Die Eingangswelle 22, die Kurvenplatten 34, der Kurvenabtaster 36 und die Kurvenabtasterwelle 38 bilden die Arbeitsteile des bekannten Parallelwellenschwingahtriebs. Diese Bauart eines Schwingantriebs ist in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform des hier beschriebenen verstellbaren Schwingantriebs wegen der Möglichkeiten hoher Ausgangsgeschwindigkeiten dargestellt, wie oben erwähnt.

Gemäß den Fig. 3, 7 und 8 ist ein Kurbelarm 50 mittels Schrauben 52 an der vergrößerten Schulter 44 der Zwischenwelle 38 befestigt. Ein linkes Führungsteil 54a und ein rechtes Führungsteil 54b sind mittels Schrauben 55 an dem Kurbelarm 50 starr befestigt und bilden zwischen sich eine Führungsbahn 53. Die Führungsteile 54a und 54b haben jeweils eine Hartmetallagerflache 57 und ein Nadellager 56. Ein Antriebsblock 58, der einen Antriebswellenfortsatz 60 hat, ist in

der Führungsbahn 53 durch die Nadellager 56 verschiebbar gelagert .

Ein Sektorzahnrad, das insgesamt mit der Bezugszahl 62 bezeichnet ist, ist in den Fig. 4-8 gezeigt. Eine vergrößerte Nabe 64 des Sektorzahnrades 62 dient zur Drehlagerung der Antriebswelle 60 mittels einer Reihe von Rollenlagern 66. Ein Sprengring 65 ist in die vergrößerte Nabe 64 eingepaßt, um die Rollenlager 66 darin zu halten. Ein Kugellager 68 sitzt auf einer Schulter 70 der Antriebswelle 60 und wird durch einen Sprengring 67 darauf gehalten. Letzterer verhindert jede Querbewegung der Antriebswelle 60 innerhalb der Sektorzahnradnabe 64. Eine Deckplatte 88, die mittels Schrauben befestigt ist, deckt die vergrößerte Nabe 64 ab.

Eine zweite Nabe 72 und ein Zahnradsegment 74 sind ebenfalls an dem Sektorzahnrad 62 gebildet. Ein insgesamt mit der Bezugszahl 76 bezeichnetes Haltestück hat zwei zentrale Flansche 78, zwischen denen das Sektorzahnrad 62 angeordnet ist. Das Haltestück 76 hat außerdem ein erstes Paar vergrößerter Naben 80, die an einem Endteil der zentralen Flansche 78 gebildet sind, und ein zweites Paar vergrößerter Naben 82, die an dem anderen Endteil der Flansche 78 gebildet sind.

Eine Zahnraddrehachse 84 ist mit Preßsitz in eine in der Sektorzahnradnabe 72 gebildete öffnung 85 eingepaßt (Fig. 7 und 8). Die beiden äußeren Enden der Zahnraddrehachse 84 sind in einer öffnung 87, die in jeder der vergrößerten Naben 80 der Haltestückflansche 78 gebildet sind, mittels Kegelrollenlagern 86 drehbar gelagert. Ein Sprengring 69 sitzt auf der Zahnraddrehachse 84, um diese an dem äußeren Kegelrollenlager 86 zu halten. Ein Haltestücklagerhalter 90 ist mittels Schrauben befestigt und deckt das äußere Ende der Zahnraddrehachse 84 ab. Der Halter 90 dient zusammen mit dem Sprengring 71 zum Vorbelasten der Kegelrollenlager 86. Gemäß Fig.

hat das innere Ende 25 der Ausgangswelle 24 einen etwas kleineren Durchmesser. Ein Sektorritzel 92 ist auf dem Abschnitt 25 kleineren Durchmessers durch einen Keil 94 be*~ festigt, wodurch sich das Sektorritzel 92 und die Äusgangswelle 24 gemeinsam drehen. Der Abschnitt 25 geringeren Durchmessers ist außerdem in öffnungen 95, die in jedem der Haltestückflanschnaben 82 gebildet sind, mittels Kegelrollenlagern 96 drehbar gelagert. Ein Sprengring 99 sitzt auf dem Ausgangswellenende 25 kleineren Durchmessers, um dieses an dem Innenring der Kegelrollenlager 96 zu halten- Außerdem dienen Lagerhalter 97, die mittels Schrauben befestigt sind, zum Vorbelasten der Kegelrollenlager 96., Eine Lagertragplatte 98 ist mittels Schrauben an dem Gehäuse 30 befestigt. Ein äußeres Haltestückdrehlager 104„ das durch die Lagerhalteplatte 98 abgestützt ist/ und ein inneres Haltestückdrehlager 104', das durch das Gehäuse 30 abgestützt ist, dienen zur Drehlagerung der vergrößerten Naben 82 des Haltestücks 76. Außerdem dient ein Haltering 102, der mittels Schrauben befestigt ist, zum Vorbelasten der Haltestückdrehlager 104 und 104'. Es ist somit zu erkennen (Fig. 7), daß das Sektorritzel 92 in der Lage ist, sich in dem Raum zwischen den Haltestückflanschen 78 und den vergrößerten Naben 82 desselben hin- und herzubewegen.

Eine Haltestuckpositionier- und -arretiervorrichtung, d.h. eine Steuervorrichtung ist insgesamt mit der Besugszahl bezeichnet und in den Fig. 3 bis 6 und 9 dargestellt. Die Steuervorrichtung 106 enthält einen Spindeltragblock 108, der mittels Schrauben an dem Gehäuse 30 befestigt ist, eine Leitspindel 110, die sowohl in dem Spindeltragblock 108 als auch in dem Gehäuse 30 gelagert ist, und einen Mutterblock 112, der auf die Leitspindel 110 geschraubt ist. Die Leitspindel 110 trägt das Einstellhandrad 26 an ihrem äußeren Ende. Die Steuervorrichtung 106 enthält außerdem zxfei Verbindungsglieder 114, die jeweils an einem Ende an dem Mutter-

block 112 und am anderen Ende an einer aufrechten Nabe 116 angelenkt sind. Die Nase 116 ist einstückig mit dem Haltestück 76 zusammen mit einem langgestreckten/ aufrechten Bremsflansch 122 gebildet. Eine Reihe von bogenförmigen dünnen Scheibenbremsteilen 124, die Distanzstücke 125 aufweisen, ist an dem Bremsflansch 122 starr befestigt und wird durch diesen getragen.

Gemäß den Fig. 3, 4 und 9 enthält die Steuervorrichtung 106 außerdem eine exzentrische Betätigungswelle 126, die an ihrem äußeren Ende den Bremsarretierhandgriff 28 und an ihrem inneren Ende einen exzentrischen Teil 128 trägt. Eine Lagerbuchse 129 (Fig. 3) lagert die Welle 126 in dem Gehäuse 30. Es gibt außerdem ein feststehendes linkes Bremsgehäuse 130 und ein gleiches rechtes Gehäuse 132, die beide durch das Hauptgehäuse 30 gehaltert sind. Ein einstellbares Bremsdruckstück 134, das durch ein Druckstückeinstellbefestigungselement 135 gesteuert wird, sitzt in einer mit einer Schulter versehenen Ausnehmung 136 in dem rechten Bremsgehäuse 132. Das linke Bremsgehäuse 130 trägt einen Bremstragblock 138. Der exzentrische Teil 128 der Betätigungswelle 126 ist in dem Gehäuse 130 und dem Tragblock 138 durch zwei Flanschlagerbüchsen 140 und zwei verschleißfeste Scheiben 141 (vgl. Fig. 3) gelagert. Ein Bremsbetätigungsdruckstück 142 ist durch das linke Bremsgehäuse 130 so positioniert, daß es zwischen dem am weitesten links befindlichen Scheibenteil 124 (Fig. 3) und dem exzentrischen Teil 128 der Betätigungswelle T26 sitzt. Die Platten 124 passen mit einer Reihe von sich nach unten erstreckenden Bremsklemmplatten 144 zusammen, die sie trennende Distanzstücke 146 haben (Fig. 9). Die Platten 144 und die Distanzstücke 146 sind zwischen dem rechten Gehäuse 132 und dem linken Gehäuse 130 mittels Schrauben 148 starr befestigt.

Die Fig. 3 und 10 zeigen eine insgesamt mit der Bezugszahl 150 bezeichnete Positionsanzeigevorrichtung der Zahnradbauart. Die Anzeigevorrichtung 150 enthält ein schrägverzahntes Antriebszahnrad 152, das mit der Leitspindel 110 der Steuervorrichtung 106 verkeilt ist. Ein angetriebenes Zahnrad 154 kämmt mit dem schrägverzahnten Antriebszahnrad 152 und ist mit dem inneren Ende einer Welle 156 verkeilt. Die Welle 156 erstreckt sich von der Rückseite einer sich drehenden Anzeigevorrichtungsbaugruppe 158 aus, die in einer Öffnung in der Oberseite des Schwingantriebsgehäuses 30 befestigt ist, nach innen. Die Anzeigebaugruppe 158 enthält eine Positionsplatte 160, die durch ein Fenster 162 betrachtet werden kann. Die Platte 160 hat Markierungen (5°-90°), die den Hub, d.h. die Ausgangsdrehung der Ausgangswelle 24 anzeigen. Jede andere Anzeigevorrichtung kann.an Stelle der Anzeigevorrichtung 150 benutzt werden, solange der tatsächliche Grad der Drehung der Ausgangswelle 24 angezeigt wird.

Ein Druckschmiersystem, das insgesamt mit der Bezugszahl 164 bezeichnet ist, wird benutzt, um die verschiedenen Arbeitsteile der Vorrichtung nach der Erfindung mit Schmiermittel zu versorgen. Das Schmiersystem 164 hat eine Pumpe-Verteiler-Einheit 166, die durch die Eingangswelle 22 angetrieben wird und Schmiermittelzufuhrleitungen 168 aufweist. Die besondere Ausbildung des Schmiersystems 164 ist für das Arbeitskonzept der einstellbaren Schwingantriebsvorrichtung nach der Erfindung nicht wesentlich. Jedes andere bekannte Schmiersystem kann an seiner Stelle benutzt werden. Eine andere Art der Schmierung könnte ein Sumpfschmiersystem sein, bei dem die Bewegung der verschiedenen Arbeitsteile dazu führt, daß Schmiermittel aus einem Vorrat aufwärts an jede notwendige Schmierstelle gespritzt wird. In jedem Fall wird eine Schmierung für erforderlich gehalten, um den sogenannt ten Schwingungsreibverschleiß der verschiedenen vorhandenen

Rollenlager zu vermeiden, da in der bevorzugten Ausführungsform viele Lager um weniger als eine volle Umdrehung schwingen werden.

Es wird nun die Arbeitsweise der Vorrichtung nach der Erfindung erläutert. Zuvor sei darauf hingewiesen, daß eine veränderbare Ausgangsschwingung mit der Vorrichtung nach der Erfindung erzielt wird, bei der die Eingangs- und die Ausgangswelle eine feste Lage haben und bei der außerdem zwei miteinander verbundene, schwingende Antriebssegmente zwischen diesen Wellen vorgesehen sind, wobei eines dieser Antriebssegmente um die feststehende Ausgangswelle drehverstellbar ist. Die Positionseinstellung des einstellbaren Antriebssegments dient nämlich zum Verändern des Radius der Drehung, die dieses ausführt, wenn es angetrieben wird, wodurch eine verstellbare Schwingung auf die Ausgangswelle übertragen wird. Die Tatsache, daß das einstellbare Antriebssegment über einem gekrümmten Weg eingestellt wird, gewährleistet eine feste Lage sowohl für die Eingangs- als auch für die Ausgangswelle. In der bevorzugten Ausführungsform sind die beiden miteinander verbundenen Antriebssegmente ein Sektorzahnrad und ein Sektorritzel. In einer anderen Ausführüngsform sind diese Zahnräder durch Treibscheiben ersetzt, welche durch eine Spannbandvorrichtung miteinander verbunden sind.

Durch einen Motor (nicht dargestellt) wird die Eingangswelle 22 in einer Richtung mit konstanter Drehzahl angetrieben. Die Kurvenplatten 34 werden durch die Eingangswelle 22 angetrieben und treiben ihrerseits den Kurvenabtaster 36 sowie die damit verbundene Zwischenwelle 38 an. Das führt zu einer konstanten, gleichmäßigen Schwingung der Zwischenwelle 38, des vergrößerten Endes 44 derselben und des damit verbundenen Kurbelarms 50. In den Fig. 4, 5 und 6 ist lediglich aus Darstellungsgründen der Kurbelarm 50 so dargestellt, als würde

er ständig eine Schwingung ausführen, die einer.Drehung um 45° entspricht. Dieses konstante Eingangsdrehung des Kurbelarm 50 hängt allein von der Ausgangsdrehung ab, die durch die Zwischenwelle 38 übertragen wird.

In der maximalen Ausgangsposition von 90° (Fig. 4) ist die Steuervorrichtung 106 gezeigt, die verstellt worden ist, bis der Mutterblock 112 eine Maximalanschlagmutter 120 berührt und die Verbindungsglieder 114 das Haltestück 76 in seine gezeigte Position gebracht haben» Diese Bewegung wiederum bringt die Mittelachse der Zahnraddrehachse 84 {die das Sektorzahnrad 62 mit dem Baltestück 76 verbindet) in eine Stellung über der ■Mittelachse der Zwischenwelle 38 und des vergrößerten Endes 44 derselben. Weiter wird dadurch der Antriebsblock 58 (und damit die Antriebswelle 60) in seine maximal ausgefahrene Position längs der Führungsteile 54a, 54b, d.h. längs der Führungsbahn 53 des Kurbelarms 50 gebracht,, Es ist somit zu erkennen, daß tatsächlich die Mittelpunkte der beiden Zahnradsegmente 62 und 92 durch das Haltestück 76 miteinander verbunden sind. Dadurch wird gewähr leistet., daß sie während Positionseinstellungen des beweglichen Zahnradsegraents 62 verbunden bleiben, d„h. miteinander kämmen, und daß jedem zu schwenken und die Schwingung zu übertragen gestattet wird»

Demgemäß wird die konstante 45"-Schwingung des Kurbelarms 50 durch den Antriebsblock 58 auf die Antriebswelle 60 übertragen, was in diesem Fall bewirkt, daß das Sektorzahnrad 62 in einer festen 45"-Drehung um die Zaharaddrehaehse 84 schwingt. Da in der bevorzugten Ausführungsform das Sektorzahnrad 62 (Fig. 4) einen Radius hat, der doppelt so groß ist wie der des Sektorritzels 92, bewirkt die 45°-Schwingung des Sektorzahnrads 62, daß das Sektorritzel 92 und die Ausgangswelle 24 über eine feste 90°-Drehung angetrieben werden. Fig. 4 zeigt somit die maximale Ausgangsposition für die einstellbaren Teile der verstellbaren Schwingantriebsvorrichtung 20 nach der Erfindung.

In Fig. 5 ist eine mittlere Position für die verschiedenen Teile dargestellt, die eine endgültige Ausgangsdrehung von nur 45° ergibt. Zum Übergang von der maximalen Position (Fig. 4) auf diese Position mittleren Hubes (Fig. 5) wird zuerst die Bremsarretiervorrichtung 28 gelöst. Das heißt, durch Bewegen der exzentrischen Betätigungswelle 126 wird der exzentrische Teile 128 gedreht, wodurch das Bremsbetätigungsdruckstück 142 die auf die verschiedenen Bremsplatten 124 und die Klemmplatten 144 ausgeübte Klemmkraft beseitigt. Das Drehen des Handrades 26 bewirkt, daß die Leitspindel 110 den Mutterblock 112 in eine Position bewegt, die sich ungefähr in der Mitte zwischen der Maximalanschlagmutter 120 und einer Minimalanschlagmutter 118 befindet, wie dargestellt. Darüber hinaus ist nun eine 45°-Markierung in dem Fenster 162 (Fig. 3) sichtbar. Die Bremsarretiervorrichtung 28 wird wieder aktiviert, um die Bremsplatten 124 wieder festzuklemmen. Nun ist das Haltestück 76 in der in Fig. 5 gezeigten Position arretiert.

Eine solche Verstellung des Haltestücks 76 bewirkt, daß die Zahnraddrehachse 84 verlagert wird (in einem Bogen um die Ausgangswelle 24), wodurch wiederum das Sektorzahnrad 62 verlagert wird. Dieser Vorgang erzwingt eine gleiche bogenförmige Bewegung der Antriebswelle 60, die bewirkt, daß der Antriebsblock 58 sich auf der Führungsbahn 53 verschiebt, bis die Antriebswelle 60, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, etwa in der Mitte derselben angeordnet ist. Hier werden die Antriebswelle 60 und das Sektorzahnrad 62 durch den ständig schwingenden Kurbelarm 50 auf einem kürzeren Bogen angetrieben als in der Position von Fig. 4. Daher führen die verlagerte Antriebswelle 60 und das verlagerte Sektorzahnrad 62 bei ihrer Bewegung eine kleinere Schwingung aus, d.h. ungefähr 22,5° Drehung. Aufgrund des bevorzugten Übersetzungsverhältnisses der Zahnradsegmente von 2:1 führt deshalb die Ausgangswelle 24 eine 45°-Ausgangsschwingung aus, wie dargestellt.

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Pig. 6 zeigt eine Minimalausgangseinstellung, in der die Ausgangswelle 24 nur eine 5°-Schwingung ausführt. Auf dieselbe Weise,wie es oben in Verbindung mit der Mittelpunktseinstellung von ;Fig. 5 beschrieben worden ist, werden die Bremsarretiervorrichtung 28 und die Steuervorrichtung 106 betätigt, um den Mutterblock 112 in eine Position zu bewegen/ der sich im wesentlichen an der Minimalanschlagmutter 118 befindet. Dieser Vorgang bewirkt, daß das Haltestück 76 weiter in einem Bogen um die Ausgangswelle 24 in seine gezeigte neue Position gedreht wird. Diese Bewegung bewirkt, daß die Zahnraddrehachse 84 das Sektorzahnrad 62 verlagert, welches seinerseits die Antriebswelle 60 und damit den Antriebsblock 58 verlagert. Das heißt, die Antriebswelle 60 wird auf der Führungsbahn 53 weiter nach oben zu der gemeinsamen Drehachse X (Fig. 4, 5 und 6) des Kurbelarms 50 und des Zwischenwellenendes 44 hin bewegt. Wegen dieser Minimaleinstellung wird die Antriebswelle 60 durch den Kurbelarm in noch einem kleineren Bogen hin- und herbewegt, wobei die ständige 45"-Schwingung des Kurbelarms 50 nur eine 2,5°- Schwingung der Antriebswelle 60 bewirkt. Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses der Zahnradsegmente 62 und 92 führt das wiederum schließlich zu einer 5"-Schwingung, der Ausgangswelle 24.

Nach einer Einstellbewegung durch die Steuervorrichtung 106 wird die Bremsvorrichtung 28 angezogen, um sicherzustellen, daß die Bremsplatten 124 und die Klemmplatten 144 zusammengespannt sind. Das Haltestück 76 bewegt sich also nur dann, wenn die Steuervorrichtung 106 eingestellt wird. Das gewährleistet, daß es keine unerwünschte Bewegung oder Pulsation des Haltestücks 76 oder des Antriebsblocks 58 längs der Führungsbahn 53 geben wird. Letzteres würde selbstverständlich unerwünschte Änderungen in der ausgewählten Ausgangsdrehung der Ausgangswelle 24 erzeugen- An Stelle der mechanischen Steuervorrichtung 106 können selbstverständlich andere be-

kannte Arten von Bremssystemen benutzt werden. Diese könnten ein Hydraulik- oder Druckluftsystem, eine Reihe von mechanischen Keilbremsen oder eine direkt auf die Leitspindel 1 TO einwirkende Klemmvorrichtung umfassen. Darüber hinaus könnte bezüglich der Einstellung des Haltestücks 76 die Kombination aus der Leitspindel 110 und dem Mutterblock 112 durch eine geeignete Schneckenspindelvorrichtung oder eine andere bekannte Vorrichtung ersetzt werden.

Die Minimalanschlagmutter 118 ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß das Haltestück 76 nicht in der Lage ist, die Achse der Antriebswelle 60 über die Achse des Zwischenwellenendes 44 (Punkt "X") hinaus zu verlagern. Wenn das passieren würde, würde die Drehrichtung der Ausgangswelle 24 umgekehrt. Ebenso ist die Maximalanschlagmutter 120 vorhanden, um sicher zu stellen, daß das Haltestück 76 die Antriebswelle 60 nicht soweit verlagert, daß die Ausgangswelle 24 eine Schwingbewegung von mehr als 90°-Drehung ausführt.

Fig. 6 zeigt, daß, wenn der Mutterblock 112 tatsächlich an der Minimalanschlagmutter 118 anliegen würde, die sich ergebende Einstellung des Haltestücks 76 bewirken würde, daß die Achse der Antriebswelle 60 in die Mitte über die des Kurvenabtasterwellenendes 44, d.h. den Punkt X gelangt. Während der Kurbelarm 50 weiterhin in seiner konstanten 45°-Drehung schwingen würde, würde daher kein Radius und somit kein Bogen vorhanden sein, um den die Antriebswelle 60 schwingen könnte. Die Welle 60 würde sich deshalb einfach um ihre Achse drehen, wenn der Kurbelarm 50 weiterhin schwingt. Das Sektorzahnrad 62 würde daher keine Bewegung sehen und es käme zu keiner resultierenden Schwingung der Ausgangswelle 24.

Eine mögliche Modifizierung der verstellbaren Schwingantriebsvorrichtung 20 ist in Fig. 11 gezeigt. Dort hat die form-

schlüssige Antriebsverbindung zi-jischen der Ausgangswelle und den in der Position einstellbaren schwingenden Teilen die Form einer sogenannten Spannbandverbindung. Das heißt, die beiden Zahnradsegmente 62 und 92 der bevorzugten Ausführungsform sind durch zwei Treibscheibenabschnitte 170 ^ 172 ersetzt. Die größere Treibscheibe 17O₇ die dem Sektorzahnrad 62 gleicht/ sitzt mit Preßpassung auf der Drehachse 84 und dient außerdem zum drehbaren Lagern der Antriebswelle 60. Die kleinere Treibscheibe 172, die wiederum dem Sektorritzel 92 gleicht, ist mit der Ausgangsifelle 24 verkeilt. Zwei Antriebsbänder Π4a, 174b sind überkreuz an einem Ende mit der Scheibe 170 und am anderen Ende mit der Scheibe 172 verbunden. Die Bänder 174a, 174b sind mit den Scheiben 170, 172 durch bekannte Stellschraubenspannkiemmen 176 verbunden» Auf diese Weise können die Bänder 174a_? 174b während des Zusammenbaues auf Zug vorbelastet werden«

Die Treibscheiben 170 und 172 und die Spannbänder 174a, 174b wirken in gleicher Weise wie die Zahnrads'egmervte 62, 92. Das heißt, wenn die Scheibe 170 durch die Bewegung des Kurbelarms 50 und der Antriebswelle 60 in einer Richtung schwingt, ist das gespannte Band 174a bestrebt, sich um die Scheibe 170 zu wickeln, wodurch es die Scheibe 172 antreibt oder in die andere Richtung sieht ο Eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung der Scheibe 170 (durch entgegengesetztes Schttfingen des Kurbelarms 50 und der Antriebswelle 60) bewirkt, daß das Band 174a von der Scheibe 170 abgewickelt und das Band 174b um die andere Seite der Scheibe 170 gewickelt wird. Dadurch wiederum wird die Scheibe 172 in die entgegengesetzte Richtung gedreht. Die Bänder 174a, 174b sind auf bekannte Weise an den Treibscheiben 170, 172 so befestigt, dafi sie sich im Betrieb nicht gegenseitig berühren» Weiter gewährleistet der Unterschied im Durchmesser der Treibscheiben 170, 172 das Vorhandensein des Übersetzungsverhältnisses, wie es bei den Zahnradsegmenten 62, 92 vorliegt=

Noch eine weitere Modifizierung der hier beschriebenen verstellbaren Schwingantriebsvorrichtung würde darin bestehen, die oben beschriebene Spannbandverbindung durch eine Reibscheibenantriebsverbindung (nicht dargestellt) zu ersetzen. Zwei Reibscheiben könnten während des Zusammenbaues ausreichend vorbelastet werden, um sie kräftig aneinander zu drükken. Auf diese Weise könnte jedes unerwünschte Schlüpfen und ein daraus resultierender Zeitsteuerungsverlust zwischen den Reibscheiben beseitigt werden. Eine solche modifizierte Reibscheibenantriebsverbindung könnte in Fällen von Antrieben niedrigen Drehmoments zufriedenstellend benutzt werden. Solche Reibscheiben könnten aus geeignetem leichten Material, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt werden. Noch eine weitere Modifizierung würde darin bestehen, die oben erwähnten Reibscheiben durch gezahnte Antriebsteile zu ersetzen, zwischen denen ein Zahnriemen als formschlüssige Antriebsverbindung benutzt werden könnte.

Es ist somit zu erkennen, daß die hier beschriebene verstellbare Schwingantriebsvorrichtung einen einstellbaren Hub für einen mechanischen Schwingantrieb liefert. Dieser einstellbare Hub kann eine Einstellung einer linearen Antriebsstrecke oder die Synchronisierung einer zugeordneten Vorrichtung beinhalten. Die hier beschriebene verstellbare Schwingantriebsvorrichtung kann als die integrale Einheit hergestellt werden, die in den Zeichnungen als Vorrichtung 20 dargestellt ist. Statt dessen können die verstellbaren Teile der Vorrichtung nach der Erfindung, d.h. diejenigen Teile, die insgesamt auf der rechten Seite der Gehäusetragwand 46 in Fig. 3 angeordnet sind, plus der Kurbelarm 50 in eine Adaptervorrichtung mit verstellbarem Ausgang (nicht dargestellt) zur Verwendung in Verbindung mit einer bereits vorhandenen Schwingantriebseinheit eingebaut werden. In letzterem Fall würde der Kurbelarm 50 an der Ausgangswelle der vorhandenen Schwingeinheit starr befestigt werden.

Claims

Patentansprüche :

1. Verstellbare Schwingantriebsvorrichtung, gekennzeichnet durch:

einen Schwingantrieb mit einer Eingangswelle (22), einer Steuerkurvenvorrichtung (34, 36) und einer Zwischenwelle .(38) , die aufgrund der Steuerkurvenvorrichtung in einer festen Drehung schwingt/ eine Ausgangswelle (24) ; wobei sowohl die Eingangswelle (22) als auch die Ausgangswelle (24) eine feste Lage haben; einen Kurbelarm (50), der auf der Zwischenwelle (38) befestigt ist;

ein Haltestück (76) , das auf der Ausgangswelle (24) drehbar gelagert und um diese in seiner Position einstellbar ist, ein erstes Antriebssegment (62), das durch das Haltestück (76) drehbar gelagert ist; einen Antriebsblock (58), der auf dem Kurbelarm (50) verschiebbar gelagert und an dem ersten Antriebssegment (62) angelenkt ist/ und

ein zweites Antriebssegment (92), das an der Ausgangswelle (24) befestigt ist und mit dem ersten Antriebssegment (62) in Antriebsverbindung steht,

wodurch die Schwingung des Kurbelarms (50) durch die Zwischenwelle (38) über den Antriebsblock (58^ und das erste Antriebssegment (62) auf das zweite Antriebssegment (92) und die damit fest verbundene Ausgangswelle (24) übertragen wird und eine Positionsverstellung des Haltestücks (76) und des durch dieses abgestützten ersten Antriebssegments (62) bewirkt, so daß der Grad der auf die Ausgangswelle (24) übertragenen Schwingung verändert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Antriebssegment ein Sektorzahnrad (62) und das zweite Antriebssegment ein Sektorritzel (92) ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Antriebssegment eine erste Treibscheibe (170) und das zweite Antriebssegment eine zweite Treibscheibe (172) ist und daß eine Spannbandvorrichtung (174a, 174b) eine Antriebsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Treibscheibe herstellt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (106), die in Wirkverbindung mit dem Haltestück (76) steht, um die Position desselben einzustellen und dasselbe lösbar zu arretieren.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (106) eine mechanische Bremsarretiervorrichtung (28) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Anzeigevorrichtung (150), die mit der Steuervorrichtung (106) verbunden ist und den Ausgangshub der Ausgangswelle (24) anzeigt.

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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Führungsbahn (53), die an dem Kurbelarm (50) gebildet ist, um den Antriebsblock (58) verschiebbar zu lagern.

8. Vorrichtung zum Verändern des Grades der Ausgangsschwingung einer Schwingantriebsvorrichtung (20), die eine Eingangswelle (22), eine Steuerkurvenvorrichtung (34) und eine Kurvenabtasterwelle (38) hat, gekennzeichnet durch:

einen Kurbelarm (50), der an der Kurvenabtasterwelle (38) befestigt ist und durch diese in Schwingung versetzt wird, wobei an dem Kurvenarm eine Führungsbahn (53) gebildet ist,* eine Ausgangswelle (24) ,*

ein Haltestück (76), das auf der Ausgangswelle (24) drehbar gelagert und um dieselbe in der Position verstellbar ist? eine erste Antriebsvorrichtung (62), die auf dem Haltestück (76) drehbar gelagert ist;

einen Antriebsblock (58), der in der Führungsbahn (53) verschiebbar gelagert ist und eine Antriebswelle (60) hat, die mit dem Haltestück drehbar verbunden ist; und eine zweite Antriebsvorrichtung (92) , die mit der ersten Antriebsvorrichtung (62) verbunden und zum Antrieb an der Ausgangswelle (24) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (106) zum ausgewählten Positionieren und lösbaren Arretieren des Haltestücks (76) um die Ausgangswelle (24) .

10. Vorrichtung zum Verändern der Ausgangsbewegung einer Schwingantriebsvorrichtung (20) mit einer Eingangswelle (22) , einem Steuerkurventeil (34) und einer Kurvenabtasterwelle (38), die dadurch in Schwingung versetzt wird, gekennzeichnet durch:

einen Kurbelarm (50), der in einer konstanten Drehung durch die Kurvenabtasterwelle (38) in Schwingung versetzt wird und an dem eine Führungsvorrichtung (53) befestigt ist? einen Antriebsblock (58), der an der Führungsvorrichtung (53) befestigt ist und längs derselben in der Position verstellbar ist/

eine erste Antriebsvorrichtung (62), die mit dem Antriebsblock (58) drehbar verbunden ist;
eine Ausgangswelle (24) ;

eine zweite Antriebsvorrichtung (92), die mit der Ausgangswelle (24) zum Antrieb derselben verbunden ist. und die außerdem mit der ersten Antriebsvorrichtung verbunden ist; und

eine Tragvorrichtung (76), die mit der Ausgangswelle (24) drehbar verbunden und um dieselbe in der Position verstellbar ist, wobei die Tragvorrichtung weiter mit der ersten Antriebsvorrichtung (62) drehbar verbunden ist und betätigbar ist, um die Verbindung der ersten und der zweiten Antriebsvorrichtung ungeachtet der Positionseinstellung der Tragvorrichtung (76) um die Ausgangswelle (24) aufrechtzuerhalten,

wodurch die Positionsverstellung der Tragvorrichtung (76) bewirkt, daß der Antriebsblock (58) längs der Führungsvorrichtung (53) an dem ständig schwingenden Kurbelarm (50) verändert und dadurch der Grad der Schwingung geändert wird, die durch die erste und die zweite Antriebsvorrichtung auf die Ausgangswelle (24) übertragen wird.