DE3304221C2 - - Google Patents

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DE3304221C2
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John Henry Birmingham Mich. Us Brems
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G25/00Conveyors comprising a cyclically-moving, e.g. reciprocating, carrier or impeller which is disengaged from the load during the return part of its movement
    • B65G25/04Conveyors comprising a cyclically-moving, e.g. reciprocating, carrier or impeller which is disengaged from the load during the return part of its movement the carrier or impeller having identical forward and return paths of movement, e.g. reciprocating conveyors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

Die Erfindung betrifft ein Transfersystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Transfersystem dieser Gattung ist aus der DE-AS 15 56 584 bekannt. Bei diesem Transfersystem ist das feststehende Rad des ersten Transfermechanismus als verzahntes Sonnenrad ausgebildet, mit dem das ebenfalls verzahnte Planetenrad unmittelbar in Eingriff steht. Der mit dem Planetenrad verbundene Exzenter trägt unmittelbar den Transferrahmen. Der zweite Transfermechanismus ist identisch wie der erste Transfermechanismus aufgebaut. Aufgrund dieser Ausbildung des Transfersystems bewegt sich der Transferrahmen auf einer Zykloidenbahn.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Transfersystem der angegebenen Gattung so weiterzubilden, daß eine Bewegungskurve geschaffen wird, die eine Modifizierung der reinen Zykloiden darstellt und insbesondere einen steileren Verlauf der Bewegungskurve zu Beginn und am Ende des Förderhubes erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Transfersystem wird die Zykloidenbahn dadurch modifiziert, daß der Bewegung des Transferrahmens über das Zahnrad und die Zahnstange eine hin- und hergehende Schwingbewegung überlagert wird. Der zweite Transfermechanismus ist hierbei so ausgebildet, daß er aufgrund der Linearführung zwischen dem Transferrahmen und dem Kurbelzapfen der zweiten Welle dieser Schwingbewegung folgen kann. Die Erfindung erlaubt es insbesondere, die Zykloidenbahn in der Weise zu modifizieren, daß die Bewegungskurve zu Beginn und am Ende einen steileren Verlauf erhält. Somit verlaufen die Hub- und Senkbewegung des Transferrahmens praktisch vertikal, was beispielsweise beim Absenken von Werkstücken in Haltestationen oder dergl. von Vorteil sein kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Transfersystem;
Fig. 2 die Seitenansicht des Transfersystems von Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie 3-3 von Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt gemäß Linie 4-4 von Fig. 2;
Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie 5-5 von Fig. 2;
Fig. 6 einen Schnitt gemäß Linie 6-6 von Fig. 2;
Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt gemäß Linie 7-7 von Fig. 1;
Fig. 8 einen vergrößerten Schnitt gemäß Linie 8-8 von Fig. 1;
Fig. 9 einen Schnitt gemäß Linie 9-9 von Fig. 8;
Fig. 10 einen Schnitt gemäß Linie 10-10 von Fig. 8;
Fig. 11 einen Schnitt gemäß Linie 11-11 von Fig. 9;
Fig. 12 ein Schemadiagramm, welches qualitativ die parallele Hubanordnung zwischen dem ersten und zweiten Transfermechanismus zeigt;
Fig. 13 ein Schemadiagramm zur Ermittlung der Gleichung für die vertikale Position;
Fig. 14 ein Schemadiagramm zur Ermittlung der Gleichung für die horizontale Position;
Fig. 15 ein maßstäbliches Diagramm einer möglichen Bahnform im Vergleich mit einer Zykloidenbahn;
Fig. 16 einen Schnitt analog der Fig. 10 einer modifizierten Ausführungsform;
Fig. 17 einen Schnitt analog Fig. 10 einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 18 einen schematischen Schnitt analog der Fig. 10 einer weiteren Ausführungsform.
Zunächst wird auf die Fig. 1 bis 6 Bezug genommen. Ein feststehender Rahmen trägt einen ersten Transfermechanismus 4 und einen zweiten Transfermechanismus 6. Beide Transfermechanismen 4 und 6 tragen zusammen einen Transferrahmen 8 und treiben diesen auf einem kontinuierlichen, in bestimmter Weise gekrümmten Weg an. Dieser läßt sich einfach dadurch beschreiben, daß er aus einem Hubabschnitt, einem nach vorne gerichteten Transferabschnitt und einem Absenkabschnitt besteht. Einzelheiten des hierzu benutzten Verfahrens werden später erläutert. Der Transferrahmen 8 umfaßt zwei Längsteile 10, die über drei Querglieder 12, 14 und 16 quer verbunden sind. Diese sind an die Längsteile 10 angeschraubt, so daß sich eine starre Anordnung ergibt.
Eine Linearführung 18, die aus drei Platten 20, 22 und 24 (Fig. 5) besteht, ist an beiden Längsteilen 10 montiert und bildet die Einrichtung, welche den Transferrahmen 8 an dem zweiten Transfermechanismus 6 trägt, wie weiter unten beschrieben wird.
Zwei Zahnstangen 26 sind zwischen den Quergliedern 14 und 16 montiert. Sie sind parallel zu, jedoch in Abstand von den Längsteilen 10 angebracht. Über diese Zahnstangen 26 wird der Transferrahmen 8 am ersten Transfermechanismus 4 gehalten und von diesem angetrieben, wie noch beschrieben wird.
Mehrere Werkstückgreifer 30 sind an jedem Längsteil 10 mit einer Teilungsentfernung, die gleich der Transferentfernung ist, angebracht. Mehrere Werkstückhalter 32 am Rahmen 2, die ebenfalls in Längsrichtung einen Abstand besitzen, der gleich der Transferentfernung ist, halten die Werkstücke 28, während in jeder Station verschiedene Bearbeitungsvorgänge vorgenommen werden. Aufgabe des Mechanismus ist es, die Werkstücke 28 im wesentlichen vertikal aus den Haltern 32 herauszuheben, diese um eine Station nach vorne zu transportieren und dann die Werkstücke im wesentlichen vertikal nach unten an den Haltern der nächsten Station abzusenken.
Der zweite Transfermechanismus 6 (vgl. Fig. 1, 2, 5 und 7) umfaßt einen Ständer 40, der auf dem Rahmen 2 montiert ist und ein Reduktionsgetriebe 42 trägt. Rohrartige Verlängerungen 40 sind an jeder Seite des Reduktionsgetriebes angeschraubt und tragen die mit doppeltem Ende versehene Ausgangswelle 46 (Fig. 2) über außenliegende Lager 48 (Fig. 7). Eine Kurbel 50 ist an jedem Ende der Ausgangswelle 46 aufgekeilt und trägt ihrerseits einen Kurbelzapfen 52 auf einer Achse, die parallel zur Achse der Welle jedoch in einer Entfernung R von dieser verläuft. Beide Kurbelzapfen 52 greifen in die Linearführung 18 an dem Transferrahmen 8, die aus den Platten 20, 22 und 24 besteht. Eine Druck-Beilagescheibe 54 arbeitet zwischen der äußeren Fläche jeder Kurbel 50 und den Kanten der Platten 22 und 24 und bestimmt die Position des Transferrahmens 8 in Querrichtung. Ein Motor 56 ist auf dem Reduktionsgetriebe 42 montiert und treibt dessen Eingangswelle 58 durch ein Riemengetriebe 60 an.
Es versteht sich, daß der vergrößerte Schnitt von Fig. 7 nur ein Teilschnitt ist, der nur die Hälfte des zweiten Transfermechanismus 6 zeigt; die andere Hälfte liegt symmetrisch gegenüber.
Der erste Transfermechanismus 4 (Fig. 1, 2, 8, 9, 10 und 11) umfaßt einen Ständer 62, der am Rahmen 2 montiert ist und ein Reduktionsgetriebe 64 trägt. Die Eingangswelle 66 dieses Reduktionsgetriebes 64 ist direkt mit der Eingangswelle 58 des Reduktionsgetriebes 42 über eine Kupplungswelle 68 verbunden. Daher drehen sich die Eingangswellen 58 und 66 der beiden Reduktionsgetriebe 42 und 64 synchron. Die Reduktionsverhältnisse der beiden Reduktionsgetriebe 42 und 64 sind identisch. Daher drehen sich auch ihre Ausgangswellen synchron.
Ein stationäres Zahnrad 70 (Fig. 8) ist an jede Seite des Reduktionsgetriebes 64 konzentrisch zur Ausgangswelle 72 angeschraubt. Die Innenseite der Zahnräder 70 trägt ein Lager 74, durch welches ein zusätzlicher äußerer Halt für die Ausgangswelle 72 geschaffen wird. Eine Kurbel 76 ist auf jede Ausgangswelle 72 aufgekeilt, welche um eine Achse A₀ umläuft.
Ein Kurbelzapfen 78 auf einer Achse A₁, die parallel zu, jedoch in Abstand von der Achse A₀ ist, ist an der Kurbel 76 befestigt. Die Entfernung zwischen den Achsen A₀ und A₁ ist genau die gleiche wie die Entfernung R zwischen der Achse der Rolle 52 und der Achse der Ausgangswelle 46 des Reduktionsgetriebes 42.
Ein Zahnrad 80 ist an dem Kurbelzapfen 78 durch Lager 82 und 84 gelagert. Dieses Zahnrad 80 kämmt mit der Zahnstange 26. Es versteht sich wiederum, daß der Schnitt von Fig. 8 nur die Hälfte des gesamten ersten Transfermechanismus darstellt; die andere Hälfte liegt symmetrisch gegenüber. Eine Führungsplatte 86 ist parallel zu der Zahnstange 26 montiert und an dieser angeschraubt. Ein "schwimmender Rahmen" 88, eine aus verschiedenen zusammengeschraubten und verschweißten Komponenten bestehende Anordnung, besitzt eine Nabe 90, welche auf dem Kurbelzapfen 78 durch Lager 91 und 93 gelagert ist. Zwei Sätze von vier Rollen 92, 96 sind am schwimmenden Rahmen 88 montiert und greifen an der Führungsplatte 86 an, die an der Zahnstange 26 angeschraubt ist (Fig. 11). Vier dieser Rollen 92 sind direkt an dem schwimmenden Rahmen 88 mit Muttern 94 angeschraubt. Die anderen vier Rollen 96 sind in Unterrahmen 98 montiert, die an dem schwimmenden Rahmen 88 angeschraubt sind. Aufgabe des schwimmenden Rahmen 88 und der Rollen 92 und 96, die in diesem montiert sind, ist es, das Zahnrad 80 und die Zahnstange 26 immer in Eingriff zu halten, während diese als Paar einer Umlaufbahn folgen, wie noch erläutert wird.
Eine Zwischenwelle 100 ist über Lager 102 und 104 in der Kurbel 76 gelagert, und zwar auf der Verbindungslinie zwischen der Ausgangswelle 72 und dem Kurbelzapfen 78, jedoch nicht notwendigerweise mitten zwischen diesen. Am anderen Ende trägt diese Zwischenwelle 100 ein Planetenrad 106, welche so geformt und positioniert ist, daß es mit dem stationären Zahnrad 70, welches um die Achse A₀ konzentrisch ist, kämmt. Am anderen Ende trägt die Zwischenwelle, die um eine Achse A₂ umläuft, einen Exzenter 108, der konzentrisch um eine Achse A₃ ist. Diese besitzt einen Abstand von der Achse A₂. Der als Rolle ausgebildete Exzenter 108 eng passenden radialen Schlitz 110 im Zahnrad 80. Eine Schmutzabschirmung 112 bedeckt die Räder 70 und 106 und ist an der Kurbel 76 befestigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Teilungsdurchmesser des Zahnrads 70 genau doppelt so groß wie der Teilungsdurchmesser des Planetenrades 106. Wenn demzufolge die Kurbel 76 mit der Welle 72 um eine Umdrehung um die Achse A₀ verdreht wird, drehen sich das Planetenrad 106, die Welle 100 und der Exzenter 108 zweimal um die Achse A₂, bezogen auf die umlaufende Kurbel 76. Andere ganzzahlige Verhältnisse oder nahezu ganzzahlige Verhältnisse können ebenfalls verwendet werden, wie noch erläutert wird. Wenn die Exzentrizität zwischen den Achsen A₃ und A₂ Null wäre, ist somit zu erkennen, daß der Exzenter 108 im Effekt verhindern würde, daß das Zahnrad 80 auf dem Kurbelzapfen 78 verdreht, wenn die Kurbel 76 um die Achse A₀ gedreht wird. Mit der tatsächlich jedoch vorhandenen geringen Exzentrizität zwischen den Achsen A₂ und A₃ führen die Drehung der Kurbel 76 um die Achse A₀ und die sich ergebende Planetendrehung des Planetenrades 106, der Welle 100 und die exzentrische Bewegung des Exzenters 108 auf der Achse A₃ um die Achse A₂ dazu, daß das Zahnrad 80 um einen kleinen Winkel auf dem Kurbelzapfen 78 oszilliert. Die Amplitude dieser Oszillation wird durch die Exzentrizität zwischen der Achse A₂ der Welle 100 und der Achse A₃ der Rolle 108 bestimmt. Die Frequenz dieser Oszillation wird durch das Verhältnis der Zahnräder 106 und 70, wie oben erwähnt, bestimmt. Wenn demzufolge die Kurbel 76 eine Umdrehung um die Achse A₀ mit der Welle 72 macht, durchläuft der Kurbelzapfen 78 einen vollen Kreis, während das Zahnrad 80 durch zwei Zyklen auf dem Kurbelzapfen 78 auf der sich bewegenden Achse A₁ oszilliert. Der Effekt dieser Oszillation auf den Gesamtweg, der von dem Transferrahmen durchquert wird, wird nachfolgend ausgewertet.
Fig. 12 ist ein qualitatives Schemadiagramm, welches bei der Verdeutlichung des Verhaltens des Hub- und Absenk-Bewegungsabschnittes des Transferrahmens hilfreich ist. Die Mittellinien der Wellen 46 und 72 sind durch feste Markierungen gekennzeichnet. Oben wurde bereits erwähnt, daß beide Reduktionsgetriebe 42 und 64 dieselben Übersetzungsverhältnisse haben und mechanisch an ihren entsprechenden Eingangswellen durch eine Kupplungswelle 68 verbunden sind. Demzufolge drehen sich ihre Ausgangswellen synchron, ebenso wie die hieran befestigten Kurbeln 50 und 76. Nimmt man für den Augenblick an, daß das Zahnrad 70 frei auf dem Kurbelzapfen 78 gelagert ist und der Transferrahmen 8 auf eine ausschließlich vertikale Bewegung beschränkt ist, so ist die Position dieser Anordnung in drei willkürlichen Stellungen dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Wellen 46 und 72 sich auf unterschiedlichen Höhen befinden, daß die Rollen 52 und das Zahnrad 80 unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und daß die Liniearführung 18 und die Zahnstange 26 in unterschiedlichen Höhen, bezogen auf den Transferrahmen 8, montiert sind. Wenn jedoch alle diese Variablen derart kombiniert sind, daß der Transferrahmen 8 an einem bestimmten Punkt horizontal ist, wobei sich die beiden Kurbeln 50 und 76 (die gleiche Länge besitzen) in derselben Winkelposition befinden, dann bleibt der Transferrahmen 8 für alle gleichen Winkelpositionen der Kurbeln 50 und 76 horizontal. Fig. 12 zeigt den Transferrahmen 8, wobei sich die Kurbeln 50 und 76 in ihren untersten Positionen, die mit 50 B und 76 B bezeichnet sind, befinden. Außerdem sind die Kurbeln 50 und 76 um 90° im Uhrzeigersinn aus ihrer untersten Position dargestellt und sind so als 50 M und 76 M bezeichnet. Schließlich sind die Kurbeln in ihrer obersten Position, ein zweites Mal um 90° im Uhrzeigersinn aus der mittleren Position verdreht, dargestellt und so mit 50 T und 76 T bezeichnet. Die entsprechenden Positionen aller Elemente sind ebenfalls in ihrer untersten Stellung mit dem Suffix B, in ihrer mittleren Position mit dem Suffix M und in ihrer obersten Position mit dem Suffix T versehen. Aus Fig. 12 ist leicht zu erkennen, daß der Transferrahmen 8 horizontal bleibt, wenn beide Kurbeln 50 und 76 gemeinsam umlaufen.
Die gesamte Transfer-Bewegung wird an Hand von Gleichungen bestimmt, in welchen die vertikale Position als Funktion des Kurbelwinkels dargestellt ist, und auch die horizontale Position wird als Funktion des Kurbelwinkels dargestellt. Aus diesen kann der gesamte Bahnverlauf ermittelt werden.
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung der Welle 72, die durch die Achse A₀ angedeutet ist, der Kurbel 76, die durch ihre Länge R zwischen A₀ und A₁ dargestellt ist, und des Zahnrades 80. Aufgabe der Rechnung ist es, die vertikale Bewegung, Y, als Funktion des Kurbeldrehwinkels R, ausgehend von der untersten Position, aufzufinden. Die Länge der Kurbel 76 ist definitionsgemäß R, und der Radius des Zahnrades 80 wird mit R₁ bezeichnet. Es ist zu erkennen, daß die folgenden Gleichungen gelten, wenn die Kurbel das Zahnrad 80 um einen Winkel R in die durch 80 A gezeigte Position verdreht hat:
H₁= R - R
H₂= R cos R - R
Y = H₁ - H
Y= R - R₁ - (R cos R - R₁) (1)
Y = R - R cos R
Y = R (1 - cosR )
Gleichung (1) ist dann eine parametrische Gleichung, welche die vertikale Verschiebung Y als Funktion des Kurbelwinkels R ausdrückt.
Fig. 14 ist das Schemadiagramm, welches zur Bestimmung der horizontalen Bewegung, X, als Funktion des Drehwinkels R, der Kurbel 76 aus ihrer Startposition, der untersten Position, erforderlich ist. Das Zahnrad 80 bewegt sich aus seiner anfänglichen Position bei 80 in seine Position bei 80 B. Für Elemente, Entfernung und Winkel werden folgende Definitionen getroffen:
Die Welle 72 wird durch ihre Mittellinie A₀ dargestellt. Der Kurbelzapfen 78 wird durch seine Mittellinie A₁ dargestellt.
Die Zwischenwelle 100 wird durch ihre Mittellinie A₂ dargestellt.
Der Exzenter 108 wird durch seine Mittellinie A₃ dargestellt.
R= Länge der Kurbel 76 zwischen der Achse A₀ und der Achse A₁ (wie in Fig. 13);R₁= Radius des Zahnrades 80; R₂= Entfernung zwischen dem Kurbelzapfen 78 (A₁) und der Zwischenwelle 100 (A₂) entlang der Kurbel 76; E= Exzentrizität des Exzenters 108 (A₃) auf der Zwischenwelle 100 (A₂); R= Winkel, um den sich die Kurbel 76 aus ihrer untersten Position verdreht; Φ= Winkel, um welchen sich das Zahnrad 80 auf dem Kurbelzapfen 78 (A₁) verdreht, während sich die Kurbel 76 (R) um den oben erwähnten Winkel R dreht.
Aufgrund des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Planetenrad 106 und dem stationären Zahnrad 70 ist zu erkennen, daß sich E um einen Winkel 2R dreht, wenn sich R um den Winkel R verdreht. Der Schlitz 110 im Zahnrad 80 hält seine Mittellinie auf der Mittellinie der Exzenter 108 (A₃).
Eine gestrichelte Konstruktionslinie C ist gegeben durch
C = E sin 2R
Hieraus ergibt sich:
Gleichung (2) definiert den Winkel, um welche das Zahnrad 80 auf dem Kurbelzapfen 78 verdreht ist, und zwar als Funktion des Kurbeldrehwinkels R.
In der Ausgangsposition des Zahnrades 80 ist der Berührungspunkt zwischen der horizontalen Zahnstange 26 und dem Zahnrad 80 als P₁′ und P₂′ bezeichnet, wobei sich P₁′ an dem Zahnrad 80 und P₂′ an der Zahnstange befindet.
Nachdem die Kurbel 76 um einen Winkel R verdreht ist, sind diese Punkte nunmehr als P₁ am Zahnrad 80 und P₂ an der Zahnstange 26 dargestellt. Da die Zahnstange 26 noch immer horizontal ist (wie in Fig. 12 gezeigt), folgt, daß wegen des relativ schlupffreien Abrollens von Zahnstange 26 und Zahnrad 80 die Entfernung zwischen dem neuen Punkt des Eingriffs von Zahnrad 80 und Zahnstange 26 und dem Punkt P₂ auf der Zahnstange 26 exakt gleich der Bodenlänge zwischen dem neuen Eingriffspunkt und dem Punkt P₁ auf dem Zahnrad 80 ist. Dieser Bogen wird, wie zu erkennen ist, vom Winkel R + Φ aufgespannt. Die Länge dieses Bogens ist demzufolge R₁(R + 0).
Der Eingriffspunkt zwischen dem Zahnrad 80 und der Zahnstange 26 hat sich in der entgegengesetzten Richtung um eine Entfernung R sin R verschoben.
Demzufolge ergibt sich die Strecke, um welche der Punkt P₂ sich aus seiner Ausgangsposition nach rechts verschoben hat, wie folgt:
X = R₁(R + Φ ) - R sin R
bzw.
Durch Einsetzen in Gleichung (2) erhält man
Gleichung (3) ist eine parametrische Gleichung, welche die horizontale Verschiebung X als Funktion des Kurbelwinkels R ausdrückt. Für jeden bestimmten Wert von R kann ein bestimmter Wert für X errechnet werden. In gleicher Weise kann ein bestimmter Wert Y aus Gleichung (1) errechnet werden, wodurch der sich ergebende Weg bestimmt wird.
Aus Gleichung (3) folgt, daß X = 0 ist, wenn R = 0 ist. Nach einer vollständigen Umdrehung der Kurbel 76, R = 2 π (Bogenmaß), ergibt sich X zu zwei 2 π R₁. Es ist somit zu erkennen, daß die Entfernung, um welche sich die Zahnstangen 26 während einer Umdrehung der Kurbel 76 bewegt, gleich dem Teilungsumfang des Zahnrades 80 ist, und zwar unabhängig von den Werten von R (Kurbellänge) oder E (Exzentrizität).
Zur einfachereren Rechnung wird der Zahnradradius R₁ gleich 1 gesetzt. Dies ergibt einen Hub von 2 Einheiten. Das so bestimmte Ergebnis kann dann nach oben oder unten "skaliert" werden, je nach den besonderen Anforderungen des Einzelfalles. Mit R₁ = 1, wird aus Gleichung (3):
Wenn E gleich 0 und die Kurbellänge R ebenfalls gleich 1 gesetzt wird, dann ergibt sich
X = R - sin R.
Dies, zusammen mit der parametrischen Gleichung (1) für Y, sind die parametrischen Gleichungen für ein Zykloid, das von einem Kreis mit Einheitsradius erzeugt wird.
Die Erführung der Werte E und R ermöglichen eine sehr große Flexibilität in der Bauweise, was im wesentlichen durch willkürliche Wahl dieser Werte und danach folgender Bestimmung der Wegform geschieht. In einem allgemeinen Sinn erzeugen die Terme, welche die Werte 2 R enthalten eine zweite Harmonische in der Zykloidenbahn. Hierdurch wird die im wesentlichen vertikale Bewegung beträchtlich verlängert, die bei einer echten Zykloide nur momentan am Ende des Hubes erreicht wird.
Fig. 15 zeigt deutlich diesen Effekt. Der Weg, der mit REF bezeichnet ist, ist der Weg einer Zykloide, die von einem Kreis mit Einheitsradius erzeugt wird. Dies wäre auch der Weg, der von dem Transferrahmen 8 erzeugt würde, wenn die Kurbellänge und der Zahnradradius gleich wären und die Exzentrizität E Null wäre.
Die in Fig. 15 mit A gekennzeichnete Kurve gründet sich auf folgende Werte, wiederum auf einen Einheits-Zahnradradius skaliert: R = 1,3; R₂ = 0,55 und E = 0,083. Vergleicht man A mit der REF-Kurve, so ist zu erkennen, daß die gesamte Anhebung verglichen mit dem reinen zykloidförmigen REF-Weg vergrößert wurde. Wichtiger jedoch ist, daß die Enden der Kurve A beträchtlich besser vertikal über einen sehr viel größteren Teil der gesamten Hubhöhe sind. Dies ist von beträchtlichem Wert überall dort, wo Werkstücke in tiefe Werkstückhalter eingeladen und diesen entnommen werden muß.
Viele andere Kombinationen von R, R₂ und E können nach systematischer Untersuchung ihres Effektes auf die Kurvenverläufe verwendet werden.
Außer den Wegmodifikationen, die durch Variation von R, R₂ und E möglich gemacht werden, ist es auch möglich, die "Ordnung" der höheren Harmonischen zu variieren, die überlagert wird. Dies geschieht durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Zahnrad 70 und dem Planetenrad 106. Das in Fig. 10 dargestellte Verhältnis ist 2 : 1. In Fig. 16, die der Fig. 10 analog ist, ist ein 3 : 1-Verhältnis dargestellt. In ähnlicher Weise können auch andere ganzzahlige Verhältnisse verwendet werden, wenn sich auch herausgestellt hat, daß die Verhältnisse 2 : 1 und 3 : 1 die brauchbarsten sind.
Es ist auch möglich, die Zwischenwelle 100 durch eine andere Einrichtung als die in den Fig. 10 und 16 gezeigten Zahnräder anzutreiben. Fig. 17 zeigt eine Zahnkettenanordnung. Ein stationäres Kettenrad 114 ersetzt dort das Zahnrad 70, und ein Kettenrad 116 ersetzt das Zahnrad 106 an der Welle 100. Diese Zahnräder sind durch eine Kette 118, wie gezeigt, untereinander verbunden. Es ist zu erkennen, daß hierdurch die Welle 100 in einer Richtung umläuft, die derjenigen entgegengesetzt ist, die durch die Zahnräder bewirkt wird. Dies wird dadurch kompensiert, daß die Exzentrizität der Rolle 108 an der Welle 100 um 180° umgedreht wird. Eine neue, jedoch vergleichbare Gleichung drückt nun die horiontale Bewegung aus. In ähnlicher Weise kann derselbe Effekt dadurch erzielt werden, daß ein stationäres Innenzahnrad konzentrisch um die Welle 72 benutzt wird, welches mit einem Zahnrad auf der Welle 100 zusammenwirkt.
Eine weitere Bauweise ist in Fig. 18 dargestellt. Diese setzt voraus, daß die Kurbel 76 über den Kurbelzapfen 78 hinaus verlängert ist und die Welle 100 in der Kurbel 76 außerhalb des Kurbelzapfens 78 montiert ist. Die Welle 100 wird dann von einem an ihr montierten Zahnrad 122 von einem stationären Zahnrad 120 aus, welches konzentrisch mit der Welle 72 montiert ist, über eine Kette 124 angetrieben. Der Schlitz 110 muß dann im Zahnrad 80 umpositioniert werden.
Es sei weiter angemerkt, daß die Welle 72, der Kurbelzapfen 78 und die Welle 100 nicht in jedem Fall kolinear sein müssen. Sofern nur der Schlitz 110 im Zahnrad 80 richtig positioniert ist, ist es möglich, die Welle 100 überall auf der Kurbel 76 anzuordnen, derart daß der vom Exzenter 108 beschriebene Kreis innerhalb des Wurzeldurchmessers des Zahnrads 80 liegt. Auch diese Begrenzung kann noch dadurch eliminiert werden, daß der Schlitz 110 in einer Platte angebracht wird, die dem Zahnrad 80 benachbart und mit diesem verbunden ist und einen Durchmesser hat, der größer als derjenige des Zahnrads 80 ist.

Claims (6)

1. Transfersystem mit einem Transferrahmen, der durch einen ersten und einen zweiten Transfermechanismus so antreibbar ist, daß seine Bewegungsfolge aus einer Hub-, einer nach vorne gerichteten Transfer- und einer Absenkbewegung besteht, wobei der erste Transfermechanismus versehen ist mit einer ersten Welle, die an einem feststehenden Rahmen drehbar gelagert ist, einer an der ersten Welle montierten Kurbel, einem Planetenrad, das an der Kurbel drehbar gelagert ist, einem zur ersten Welle konzentrischen feststehenden Rad, das mit dem Planetenrad zusammenwirkt, und einem mit dem Planetenrad verbundenen Exzenter, und der zweite Transfermechanismus versehen ist mit einer synchron zur ersten Welle antreibbaren zweiten Welle, die in dem feststehenden Rahmen drehbar gelagert ist, und einer an der zweiten Welle montierten Kurbel mit einem Kurbelzapfen, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Transfermechanismus (4) ein Zahnrad (80) und eine damit kämmende Zahnstange (26) aufweist, von denen das Zahnrad (80) auf einem Zapfen (78) der Kurbel (76) mit Abstand zur Achse (A 2) des Planetenrades (106; 106 A; 116; 122) drehbar gelagert ist und die Zahnstange (26) den Transferrahmen (8) trägt, wobei der Exzenter (108) mit dem Zahnrad (80) zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung des Zahnrades (80) verbunden ist, und daß der Kurbelzapfen (52) des zweiten Transfermechanismus (6) mit einer am Transferrahmen (8) vorgesehenen Linearführung (18) zusammenwirkt.
2. Transfersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen schwimmenden Rahmen (88), der die Zahnstange (86) und das Zahnrad (88) in Eingriff hält.
3. Transfersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (108) des ersten Transfermechanismus (4) in einem Schlitz (110) des Zahnrades (80) geführt ist.
4. Transfersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (106; 106 A) und das feststehende Rad (70; 70 A) als miteinander kämmende Zahnräder ausgebildet sind.
5. Transfersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenrad (116; 122) und das feststehende Rad (114; 120) als durch eine Kette (118; 124) miteinander verbundene Kettenräder ausgebildet sind.
6. Transfersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsdurchmesser des feststehenden Rades (70; 70 A; 114, 120) ein ganzzahliges Vielfaches des Teilungsdurchmessers des Planetenrades (106; 106 A; 116; 122) ist.
DE19833304221 1982-02-10 1983-02-08 Transfersystem Granted DE3304221A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/347,542 US4440291A (en) 1982-02-10 1982-02-10 Drive mechanism for reciprocating and multiple step index devices

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Publication Number Publication Date
DE3304221A1 DE3304221A1 (de) 1983-08-18
DE3304221C2 true DE3304221C2 (de) 1987-12-17

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