DE3150816A1

DE3150816A1 - Krafterzeuger

Info

Publication number: DE3150816A1
Application number: DE19813150816
Authority: DE
Inventors: Masakazu Aichi Kakimoto
Original assignee: Ushio Kogyo Co Ltd
Current assignee: Ushio Kogyo Co Ltd
Priority date: 1981-01-23
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1982-08-19
Also published as: SE8200052L; GB2091810A; JPS57124077A; KR830007998A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PAT E N TAN WALT E DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) . DlPL-ING.W.EITLE · D R. RER. NAT. K. HO FFMANN - Dl PL.-I NG. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HAN S EN ARABELLASTRASSE A . D-8000 MDNCH EN 81 ." TELEFON (089) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

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Ushio Kogyo Co., Ltd. Aichi-gun, Aichi-ken / Japan

Krafterzeuger

Die Erfindung bezieht sich auf einen Krafterzeuger und betrifft insbesondere einen Krafterzeuger zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung, so daß eine hin- und hergehende Bewegung erzeugt wird. 5

Kurbelmechanismen oder Vorrichtungen mit Rotationsnocken mit daran angeordneten Hebeln wurden bisher zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung verwendet. Diese bisher verwendeten Vorrichtungen neigen dazu, nachteilige Vibrationen in der Quer- und Vertikalrichtung in Bezug auf die Kraftrichtungen zu erzeugen, das heißt, die Richtung der hin- und hergehenden Bewegung, die mittels der Rotation der Kurbeln oder Nocken bewirkt wird. Zusätzlich erfordern die Kurbeln, Nocken und Hebel einen großen Raum für ihre Rotation und die Kurbeln und Nocken benötigen Lager, welches zu einer großen Baugröße derartiger Konstruktionen führt, was wiederum für eine derartige Vorrichtung von Nachteil ist.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Krafterzeuger der eingangs genannten Art zu schaffen, der die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, der eine einfache Konstruktion aufweist und der von geringerer Baugröße ist, und dabei eine hin- und hergehende Bewegung in den Kraftrichtungen erzeugt, wobei eine Vibration in anderen als den Kraftrichtungen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Der erfindungsgemäße Krafterzeuger umfaßt zwei Seite an Seite auf einer Lagerung gelagerte, in entgegengesetzten Richtungen mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit drehbare Rotationsscheiben gleichen Gewichts, deren Schwerpunkte um einen gleichen Abstand von den entsprechenden Rotationsmittelpunkten der Scheiben und auf einer Linie, die die Rotationsmittelpunkte der Scheiben verbindet, zwischen den Rotationsmittelpunkten verschoben sind, wodurch sich Zentrifugalkräfte der Rotationsscheiben ergeben, die nur in einer linearen Richtung nicht ausgeglichen sind, um eine Vibrationsquelle zu erhalten, die eine Hin- und Herbewegung der Lagerung in der linearen Richtung bewirkt.

Es können verschiedene Verfahren verwendet werden, um die Schwerpunkte der Rotationsscheiben zu verschieben; zum Beispiel können die Scheiben kreisförmig ausgebildet sein und exzentrisch befestigte Gewichte aufweisen, oder können an den verschobenen Positionen teilweise geöffnet sein, um diese Teile zu verdicken, oder man kann die Scheiben unregelmäßig, wie zum Beispiel Nocken, formen.

Um die Scheiben zu drehen, können Einrichtungen mit einem Motor und seiner Übertragungseinrichtung als Antrieb verwendet werden, oder man kann ein Fluid, zum Beispiel Luft,

als Antriebsquelle verwenden, wobei irgendeine Einrichtung für diesen Zweck geeignet ist. Bevorzugt wird jedoch, daß die beiden Rotationsscheiben an ihrem äußeren Umfang mit Zähnen versehen sind, die miteinander in Eingriff kommen können, wobei gegen ihre Eingriffsflächen Druckluft geblasen wird, um eine Drehung der Rotationsscheiben zu bewirken, wodurch sich die Rotationsscheiben mit der gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen bei einer derart einfachen Konstruktion drehen.

Der Krafterzeuger gemäß der Erfindung kann als Krafterzeuger für die verschiedensten Geräte verwendet werden, die eine hin- und hergehende Bewegung erfordern. Beispielsweise kann an dem vorderen Ende der Lagerung des Krafterzeugers ein Schleifrad befestigt sein, welches somit als ein hin- und hergehendes Schleifwerkzeug verwendet werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht des Krafterzeugers;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 Aufsichten der wesentlichen Teile des Krafterzeugers zur Darstellung der Arbeitsbedingungen; 30

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Krafterzeugers;

Fig. 7 eine Aufsicht einer anderen Ausführungsform der wesentlichen Teile; und

Fig. 8 eine Aufsicht einer weiteren anderen Ausführungsform der wesentlichen Teile.

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Fig. 1 und 2 zeigen eine Lagerung 1, die Rotationsscheiben 2 und 3 und eine Düse 4 zum Einblasen von Druckluft.

Die Lagerung 1 kann in Längsrichtung bewegbar auf einem Gehäuse (nicht gezeigt) von irgendeinem der verschiedensten Geräte angeordnet sein. Die Lagerung 1 ist am einen Ende mit einem Gehäuse 5 versehen, welches in drei Richtungen geöffnet ist, in dem die zwei Rotationsscheiben 2 und Seite an Seite drehbar mittels der Wellen 2¹ und 3¹ gelagert sind.

Die Rotationsscheiben 2 und 3 sind an ihrem äußeren Umfang mit Zähnen 6 bzw. 7 versehen. Diese Zähne 6 und 7 können miteinander in Eingriff kommen und sind in gleicher Anzahl vorgesehen, so daß beide Rotationsscheiben 2 und 3 sich mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit drehen.

Beide Rotationsscheiben 2 und 3 werden in entgegengesetzten Richtungen mit der gleichen Geschwindigkeit durch Einblasen von Druckluft gegen die in Eingriff stehenden Flächen der Zähne 6 und 7 durch die Düse 4 gedreht.

Die Rotationsscheiben 2 und 3 weisen den gleichen Durchmesser und das gleiche Gewicht auf und sind mit Öffnungen 8' und 9' an Stellen versehen, die um den gleichen Abstand von den Wellen 2¹ und 3', das heißt, ihren Rotationsmittelpunkten versetzt sind, wobei in den öffnungen 8¹ und 9' Gewichte 8 und 9 eingepaßt und einstückig befestigt sind.

Die Gewichte 8 und 9 bestehen aus einem Material, welches ein größeres Gewicht als das der Rotationsscheiben 2 und aufweist, zum Beispiel einem Metall, wenn die Rotationsscheiben 2 und 3 aus Kunststoff ausgebildet sind, wodurch die Schwerpunkte G und G¹ der Rotationsscheiben 2 und 3 in Richtung der Gewichte 8 und 9 verschoben werden.

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Es ist ebenfalls verständlich, daß die Gewichte 8 und 9 jeweils zueinander ein gleiches Gewicht aufweisen, während die Abstände der Schwerpunkte G und G¹ von den Rotationsmittelpunkten ebenfalls zueinander gleich sind. 5

Die Rotationsscheiben 2 und 3 sind auf der Lagerung 1 in der in Fig. 1 gezeigten relativen Stellung befestigt, wobei die Schwerpunkte G und G¹ oder die Gewichte 8 und 9 auf der Mittellinie 10 liegen, die die Wellen 2' und 3¹ miteinander verbindet und zwischen den beiden Wellen 2' und 3' angeordnet sind. Mit anderen Worten sind die Schwerpunkte G und G' oder die Gewichte 8 und 9 immer zueinander und zu einer Tangente 10', die senkrecht zur Mittellinie 10 verläuft, symmetrisch angeordnet, gleichgültig, wie die Rotationsscheiben 2 und 3 gedreht werden. Bei dieser Anordnung werden die Rotationsscheiben 2 und 3 in entgegengesetzten Drehrichtungen mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben, so daß sie den Zentrifugalkräften P infolge der verschobenen Stellung der Gewichte G und G¹ unterworfen werden, wenn Druckluft in tangentialer Richtung durch die Düse 4 gegen die in Eingriff stehenden Flächen der Zähne 6 und 7 der Rotationsscheiben 2 und 3 geblasen wird.

In dem Moment, in dem die Schwerpunkte G und G¹ auf der Mittellinie 10 angeordnet sind, wie dies in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist, wirken die Zentrifugalkräfte P in entgegengesetzten Richtungen, so daß sie einander aufheben. Auf der halbkreisförmigen Bahn der Schwerpunkte G und G¹ von Fig. 1 zu Fig. 4 wirken die Zentrifugalkräfte P in den gleichen Richtungen (nach links in der Zeichnung) parallel zur Tangente 10', wenn die Schwerpunkte G und G' sich auf Linien befinden, die durch die Wellen 2" und 3¹ parallel zur Tangente 10' verlaufen, während in der anderen Stellung der Mittepunkte G und G¹ die Komponenten P_ der Zentrifugalkräfte P in den gleichen Richtungen parallel zur Tangente 10'

wirken, wobei die Komponenten 1 der Zentrifugalkräfte P in entgegengesetzten Richtungen parallel zur Mittellinie 10 wirken, so daß sie sich gegeneinander aufheben (Fig. 3).
5

Auf der Bahn der Schwerpunkte G und G¹ werden die Rotationsscheiben 2 und 3 daher den Zentrifugalkräften P oder P„ ausgesetzt, die durch die Wellen 2¹ und 3' auf die Lagerung 1 wirken, die entsprechend nach links in der Zeichnung bewegt wird.

Auf den anderen halbkreisförmigen Bahnen der Schwerpunkte G und G¹ von Fig. 4 nach Fig. 1 werden die Rotationsscheiben 2 und 3 den Zentrifugalkräften P oder P„ in der zu der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung in der gleichen Weise (siehe Fig. 5) ausgesetzt, wodurch eine Bewegung der Lagerung 1 in entgegengesetzter Richtung in der Zeichnung bewirkt wird.

Wenn die Rotationsscheiben 2 und 3 kontinuierlich gedreht werden, führt die Lagerung 1 entsprechend eine hin- und hergehende Bewegung in der Richtung der Tangente 10' durch. Die Zentrifugalkräfte P oder die Komponenten P₁ in Richtung der Mittellinie 10 werden gegeneinander aufgehoben, so daß eine Vibration in dieser Richtung ausgeschaltet wird, die sonst auftreten würde.

Die Anzahl der hin- und hergehenden Bewegungen der Lagerung 1 kann gesteigert werden, wenn man die Umdrehung der Rotationsscheiben 2 und 3 erhöht, Während der Hub der hin- und hergehenden Bewegung verlängert werden kann, indem man das Gewicht der Gewichte 8 und 9 steigert.

Fig. 7 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Rotationsscheiben 12 und 13 mit mehreren Flügeln 14 und 15 versehen sind, die sich von dem Umfang erstrecken und die drehbar Seite an Seite im Abstand zueinander angeordnet sind, um einen Eingriff der Flügel 14 und 15 zu verhindern.

Die Rotationsscheiben 12 und 13 sind mit Gewichten 8 und 9 in der gleichen Weise wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform versehen.

Durch Einblasen von Druckluft mit gleichem Druck und gleicher Durchflußmenge durch die Düsen 16 und 16 gegen die Flügel 14 und 15 der Rotationsscheiben 12 und 13 werden sie mit der gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen angetrieben, wobei die Gewichte 8 und 9 in einer konstanten Lage verbleiben.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der wiederum andere Rotationsscheiben 22 und 23 in Form von Nocken verwendet werden, deren Schwerpunkte G und G¹ von den Rotationsmittelpunkten 22' und 23' verschoben sind.

In Fig. 8 werden die Rotationsscheiben 22 und 23 mit der gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzten Drehrichtungen mittels eines Motors, eines Getriebes oder ähnlichem angetrieben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt zwei Rotationsscheiben, mit gleichem Gewicht, die Seite an Seite angeord- net und mittels Wellen auf einer Lagerung gelagert sind und sich in entgegengesetzten Richtungen bei gleicher Geschwindigkeit drehen, wobei die Schwerpunkte um einen gleichen Abstand von den entsprechenden Rotationsmittelpunkten verschoben und zwischen den Rotationsmittelpunkten auf einer die beiden Rotationsmittelpunkte verbindenden

Linie angeordnet sind, wie oben beschrieben, wobei, wenn die beiden Rotationsscheiben gedreht werden, die infolge der Exzentrizität der Schwerpunkte erzeugten Zentrifugalkräfte auf die Lagerung durch die Wellen nur in tangentialer Richtung der Rotationsscheiben wirken, um eine hin- und hergehende Bewegung der Lagerung in tangentialer Richtung zu bewirken.

Entsprechend ermöglicht der erfindungsgemäße Krafterzeuger eine Hin- und Herbewegung der verschiedensten Geräte, wie zum Beispiel eines kleinen Schleifgerätes, das mit Hilfe der durch die Lagerung hervorgerufenen hin- und hergehenden Bewegung angetrieben wird. Da die von den beiden Rotationsscheiben bewirkten Zentrifugalkräfte, die in einer anderen Richtung als der hin- und hergehenden Bewegung verlaufen, gegeneinander aufgehoben werden, kann eine Vibration oder eine Querschwingung verhindert werden, wodurch eine Querschwingung bei den verschiedensten Geräten ausgeschaltet wird, und ihr Betrieb vereinfacht und ihre Genauigkeit verbessert wird.

Weiter sind die Rotationsscheiben auf der Lagerung angeordnet, um die Lagerung im Vergleich zu gewöhnlichen Kurbelvorrichtungen zu vereinfachen und einen kleinen für die Rotationsteile erforderlichen Raum zu gewährleisten, wodurch ein entsprechend kleines Gerät geschaffen wird.

Claims

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PAT E N TAN WALT E

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . Dl PL.-ING. W. EITLE . DR.RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPl.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 . D-8000 MÖNCHEN 81 . TELEFON (089) »11087 · TELEX 05-29019 (PATHE)

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Ushio Kogyo Co., Ltd. Aichi-gun, Aichi-ken / Japan

Krafterzeuger

Patentanspruch

Krafterzeuger, gekennzeichnet durch zwei Seite an Seite auf einer Lagerung (1) gelagerte, in entgegengesetzten Richtungen mit gleicher Rotationsgeschwindigkeit drehbare Rotationsscheiben (2, 3; 12, 13; 22, 23) gleichen Gewichts, deren Schwerpunkte um einen gleichen Abstand von den entsprechenden Rotationsmittelpunkten der Scheiben auf einer Linie (10¹), die die Rotationsmittelpunkte der Scheiben verbindet, zwischen den Rotationsmittelpunkten verschoben sind.