DE3327194A1

DE3327194A1 - Positioniereinrichtung fuer rollringgetriebe

Info

Publication number: DE3327194A1
Application number: DE19833327194
Authority: DE
Inventors: Joachim 2300 Molfsee Uhing
Original assignee: UHING JOACHIM ING
Current assignee: UHING JOACHIM ING
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1985-02-07
Also published as: FR2549981A1; GB8418980D0; GB2145017A; IT8421943A0; IT8421943A1; IT1176423B; NL8402099A

Description

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Positioniereinrichtung für Rollringgetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für Rollringgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE - PS 1 057 411, insbesondere der Figur 4 und dem dazugehörigen Text, sowie aus der Veröffentlichung Sonderabdruck aus Zeitschrift "KONSTRUKTION", 8. Jahrgang 1956, Heft 10, Seiten 423 - 428 ist unter dem Titel "Rollringgetriebe ein neues Maschinenelement" bekannt geworden, daß mit einem Rollringgetriebe Stillstände erzeugt werden können wenn ein Hebel, der mit den Rollringen des Getriebes fest verbunden ist, gegen einen festen Anschlag fährt. Die Vorschubbewegung des Getriebes schwenkt dadurch den Hebel und damit auch die Rollringe so lange, bis der Steigungswinkel ß gleich Null wird (Ring- und Wellenachse parallel). Eine Feder sorgt dafür, daß der Hebel am Anschlag immer kraftschlüssig anliegt. Die Figur 8 aus oben angeführter Zeitschrift ist in Figur 1 der vorliegenden Beschreibung wiedergegeben. Verschwindet der Anschlag "c" aus dem Bereich des Hebels "a", so schaltet die Feder ihn wieder auf den größten Steigungswinkel "ß" und das Getriebe bewegt sich auf der Welle bis zum nächsten Anschlag oder bis an das Hubende. Das zweite Federende wird in eine solche Stellung gebracht, daß der Hebel "a" in eine Stellung schwenkt, bei welcher der Steigungswinkel negativ wird und das Getriebe sich in entgegengesetzter Richtung auf der Welle bewegt. Ein solcher Mechanismus besitzt also zwei Hebel, die durch eine Feder miteinander gekoppelt sind. Mit dem sogenannten Steuerhebel kann die Geschwindigkeit von Null bis zum Maximum verändert werden. Mit dem zweiten Hebel b'-b, in Figur 1, kann die Bewegungsrichtung von "Hin" auf "Zurück" verändert werden.

Da der Hebel und das Federende b - b¹, Figur 1, jeder für sich oder beide gleichzeitig betätigt werden können, sind sehr verschiedene Bewegungsgesetze darstellbar, wobei es unerheblich ist, ob diese Betätigungen von dem Getriebevorschub oder durch fremde Impulse erfolgen. In den meisten Fällen werden Rollringgetriebe für Traviersierbewegungen verwendet, wobei sie zwischen zwei Anschlägen hin- und herwandern. Bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle kann die Geschwindigkeit verschieden groß eingestellt werden, wobei die größte Geschwindigkeit im günstigsten Fall etwa zwanzigmal größer ist als die kleinste. Die Figur 1 läßt erkennen, daß das Getriebe stehen bleibt, wenn der Hebel "a" senkrecht zur Wellenachse steht. Bei dieser Ausführung wird erreicht, daß der Steuerwinkel "ß" auf schnellstem Wege vom maximalen Wert bis auf Null verstellt wird, wenn er gegen den festen Anschlag "c" fährt. Es ist aber nicht immer erwünscht, die Getriebe rasch anzuhalten. Bei sich schnell bewegenden Getriebemassen wird im Gegenteil eine Verzögerungsstrecke notwendig, die größer ist als die bei der Anordnung nach Figur 1. In der Figur 2, welche der DE - PS 10 57 411 (Figur 4) entnommen wurde, ist zu diesem Zweck der Hebel "a" unter einem anderen Winkel mit der Schwenkachse des Getriebes verbunden, und zwar so, daß er mit seiner am Ende angebrachten Rolle auf dem Kurventeil in der Stellung stehen bleibt, welche der Nullstellung des Getriebes (ß = 0) entspricht. Da die Kurvenform sehr verschieden ausgeführt werden kann, ist die Strecke innerhalb welcher die Geschwindigkeit des Getriebes verändert werden soll, in weiten Grenzen frei wählbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für Rollringgetriebe zu entwickeln, mit der nach einem festgelegten Programm Punkte dieser Einrichtung auf vorwiegend geradlinigen

Bahnen hin- und herbewegt werden, wobei zwischendurch an bestimmten dafür vorgesehenen Positionen Stillstände auftreten. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Solche Positioniereinrichtungen werden beispielsweise gebraucht, wenn längs einer Strecke an mehreren Stellen Löcher gebohrt werden sollen. Während der Stillstände arbeitet das Bohrwerkzeug, um nach Beendigung des Bohrvorganges den Positionswechsel bis zur nächsten Stillstandstellung vorzunehmen. Wenn alle Stationen durchlaufen sind, fährt das Getriebe in die Ausgangsstellung zurück, um den Zyklus seblsttätig neu zu beginnen oder an diesem Anfang eine Dauerruhestellung einzunehmen und einen Startimpuls abzuwarten.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt. Es zeigen:

Figur 1 eine prinzipielle Darstellung eines herkömmlichen Rollringgetriebes mit dem Stillstände bei kurzen Verzögerungsstrekken erzeugt werden können,

Figur 2 eine prinzipielle Darstellung eines Rollringgetriebes mit durch Kurven gesteuerten Verzögerungsstrecken, die beliebig groß sein können,

Figur 3 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung unter Verwendung von zwei Rollringgetrieben,

Figur 4 ein Diagramm, in dem die wechselseitige Steuerung der Einrichtung mit zwei modifizierten Rollringgetrieben entsprechend der Figur 3 gezeigt ist,

Figur 5 eine andere Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Figur 3, bei der die Verstellung der Schiene senkrecht zur Hebelebene aus dem Kontaktbereich mit dem Leistungsgetriebe gezeigt ist,

Figur 6 eine weitere Ausführungsform der Einrichtung gemäß Figur 3, bei der die Schiene zwei Stellungen hat, wobei eine die geraden, die zweite die ungeraden Anzahlen der Stillstände steuert,

Figur 7 eine schematische Darstellung der relativen Bewegungen zwischen der Rolle 7 des Hebels 10 und den geradzahligen (II und IV) und den ungeradzahligen (I und III) Anschlag gen,

Figur 8 eine vorteilhafte Variante der Einrichtung, bei der die Schiene 11 auch auf kurzen Bögen anstatt auf geraden Strekken geschwenkt werden kann.

Das Prinzip des Aufbaus eines Rollringgetriebes und das Wesen seiner Arbeit im Hinblick auf die erfindungsgemäße Einrichtung zeigen die Figuren 1 und 2, wie eingangs auch bereits zum Stande der Technik ausführlich dargelegt ist.

Gemäß Figur 3 besteht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zur genauen Positionierung eines Getriebes längs einer geradlinigen vorgegebenen Wegstrecke im wesentlichen aus zwei einander sich wechselseitig steuernden Getrieben, vorzugsweise Rollringgetrieben, die im ständigen Eingriff mit sich drehenden Wellen stehen. Anstelle von zwei Wellen - für jedes Getriebe eine - kann eine gemeinsame, wie in Figur 3 beispielhaft gezeigt, verwendet werden. Das erste

Getriebe 1 bewegt sich nur auf einer kurzen Wegstrecke mit geringer Geschwindigkeit zwischen zwei Festanschlägen 2 und 3, wobei die Änderung der Bewegungsrichtung durch den Hebel 9 a herbeigeführt wird. Dieses Getriebe arbeitet als Taktgeber und wird demzufolge als Steuergetriebe 1 bezeichnet. Auf die Beschreibung und Darstellung eines besonderen Steuersystems als Taktgeber für die Start-, Schalt- und Rücklaufimpulse dieses Getriebes kann hierbei verzichtet werden, da dies nicht Gegenstand der Erfindung ist. Denkbar sind beispielsweise auch Taktgeber, die pneumatisch, elektromagnetisch, elektromechanisch, hydraulisch, elektronisch oder nach einem anderen physikalischen System arbeiten.

Das zweite Getriebe 4 ist größer und so eingerichtet, daß es eine große Wegstrecke zwischen zwei Festanschlägen 5 und 6 ausführt, und durch einen Hebel 9 von der einen in die andere Bewegungsrichtung umgeschaltet wird. Da es im vorliegenden Fall Arbeitswerkzeuge, z.B. einen Bohrmechanismus positionieren soll - dieses aber der Übersicht wegen nicht dargestellt ist -, wird es demzufolge als Leistungsgetriebe 4 bezeichnet.

Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise:

Während eines Hubes - Hin- und Herbewegung - längs der vorgegebenen Wegstrecke zwischen den Festanschlägen 5 und 6 - Figur 3 - trifft die Rolle 7 des Hebels 10 auf die Anschläge 8 bzw. 8 a, wobei der Hebel 10 so verstellt wird, daß das Leistungsgetriebe 4 zum Stillstand kommt. Die Ausführung im bevorzugten Beispiel - Figur 3 - sieht drei Anschläge 8, 8 a und 15 für drei Stillstände vor, die auf einer Schiene 11 einstellbar befestigt sind. Diese ist in den Führungen 12 so ge-

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lagert, daß sie aus dem Kontaktbereich der Rolle 7 am Leistung sgetriebe 4 herausgehoben werden kann. Eine solche Freigabe erfolgt, wenn das Steuergetriebe 1 mit seiner Schaltnase

14 unter die Rolle 13 der Schiene 11 fährt und diese dabei kurzzeitig nach oben auslenkt. Das Leistungsgetriebe 4 läuft jetzt weiter auf der Welle 16 nach rechts bis der Hebel 10 mit seiner Rolle 7 auf den Anschlag 15 trifft. Da das Steuergetriebe 1 inzwischen weitergewandert ist, befindet sich die Schiene 11 mit den drei einstellbaren Anschlägen 8, 8 a und

15 in der Stoppstellung, wie auch in Figur 3 dargestellt ist. Im Unterschied dazu ist die Freigangstellung der Schiene 11 wie zuvor geschildert, in der Figur 3 gestrichelt dargestellt. Der Anschlag 15 arretiert also das Leistungsgetriebe so lange, bis das Steuergetriebe 1 seinen Zyklus beendet hat und die Schiene 11 wieder in die Freigangstellung hebt. Verläßt das Leistungsgetriebe die letzte Stellung bei Anschlag 15, fährt es mit dem Kipphebel 9 gegen den Festanschlag 6, der die Bewegungsrichtung des Getriebes umkehrt. Das Leistungsgetriebe läuft bis zum Festanschlag 5 und ändert sodann erneut seine Richtung. Bei einem solchen Rücklauf läuft der Hebel 10 ab— wärts gerichtet an den Anschlägen 8, 8 a und 15 vorbei, ohne sie zu berühren. Erst mit der Bewegung von links nach rechts - Figur 3 - kommt der Hebel 10 wieder in den Wirkungsbereich der Anschläge 8,8a und 15. Da wie bekannt, sowohl am Steuergetriebe 1, als auch am Leistungsgetriebe 4 die Geschwindigkeit einstellbar ist, kann bei dieser Einrichtung erreicht werden, daß die Zeit eines Hubes - Hin- und Herbewegung - längs einer vorgegebenen Wegstrecke für das Steuergetriebe der Zeit entspricht, die das Leistungsgetriebe braucht, um von einer Stoppstellung in die andere zu kommen, zuzüglich der Still-

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standzeit. Das gleiche gilt für die Rücklaufzeit. Die Zusammenhänge sind im Diagramm - Figur 4 - erkennbar. Die vertikale Achse entspricht dem Zeitmaßstab t, die horizontale Achse den Wegstrecken s. Dabei ist vorausgesetzt, daß der ganze Prozeß kontinuierlich abläuft. Er kann allerdings auch so geschaltet werden, daß der Zyklus solange unterbrochen wird, bis die Getriebe eine Ausgangsstellung erreicht haben. Wie zuvor erwähnt, können dafür die entsprechenden Start-, Schalt- und Rücklaufimpulse auch von Steuerungssystemen gegeben werden, die z.B. pneumatisch, elektromagnetisch, elektromechanisch, hydraulisch, elektronisch oder dgl. arbeiten. Wie beschrieben, ist die Schiene 11 mit den Anschlägen 8,8a und 15 im bevorzugten Beispiel nach Figur 3 zur Welle 16 parallel aber senkrecht zu ihr in der Zeichenebene verschiebbar angeordnet. Sie können auch, wie dies in Figur 5 gezeigt ist so angeordnet werden, daß sie durch eine Verstellung senkrecht zur Hebelebene aus dem Kontaktbereich mit der Rolle 7 des Hebels 10 kommen. Die linke Seite des Bildes zeigt die Schiene 11 mit einem Anschlag in der Stopp-Stellung. Demzufolge steht das Getriebe still.Auf der rechten Bildseite ist die Schiene nach oben verschoben dargestellt, so daß der Steuerhebel des Getriebes freigegeben ist und es sich jetzt solange bewegen kann, bis es auf den nächsten Anschlag trifft.

Nach Figur 6 sind solche Ausführungen möglich, bei der die Schiene 11 zwei solche Stellungen hat (eine hintere und eine vordere), von welchen eine die geraden (Anschläge II und IV) und die andere die ungeraden Anzahlen (Anschläge I und III) der Stillstände steuern. Die Figur 7 zeigt die relativen Stellungen zwischen der Rolle 7 und den Anschlägen,

wobei der zurückgelegte Weg gestrichelt dargestellt ist. Diese Ausführung ist für solche Aufgaben geeignet, bei
welchen die Abstände zwischen den Anschlägen so klein
sind, daß die Taktzeit für den Hin- und Rückhub der Schiene 11 nicht ausreicht. In diesem Falle wird für jede Weiterschaltung jeweils nur ein Hin- oder Rückhub verwendet. In einer Variante gemäß Figur 8 kann die Schiene 11 auch auf kurzen Bögen geschwenkt werden.

Claims

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Patentansprüche

]J. Einrichtung für Rollringgetriebe zum raschen Hin- und Herbewegen und genauen Positionieren eines solchen als Leistungsgetriebe ausgeführten Getriebes auf einer glatten sich drehenden Welle längs einer vorgegebenen Wegstrecke nach Maßgabe eines als Steuergetriebe ausgeführten Rollringgetriebes, dadurch gekennzeichnet, daß zur genauen Positionseinstellung eines Leistungsgetriebes (4) auf einer sich drehenden Welle (16) diesem ein Steuergetriebe (1) zugeordnet ist, welches sich zwischen zwei Festanschlägen (2, 3) als Taktgeber bewegt und das Leistungsgetriebe (4) steuert, das ebenfalls zwischen zwei Festanschlägen (5, 6) bewegt wird und das seine anzufahrenden Zwischenstellungen durch einstellbare Anschläge (8, 8a, 15) einnimmt, die auf einer Schiene (11) befestigt sind, die parallel zur Welle (16) angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsgetriebe (4) und Steuergetriebe (1) auf einer gemeinsamen Welle (16) laufen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergetriebe (1) einen Kipphebel (9 a) aufweist, mit dem es seine Bewegungsrichtung umkehrt, wenn es nach Durchfahren seiner vorgegebenen Wegstrecke den einen oder anderen der beiden Festanschläge (2, 3) berührt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsgetriebe (4) einen Kipphebel (9) aufweist, mit dem es seine Bewegungsrichtung umkehrt, wenn es nach Durchfahren seiner vorgegebenen Wegstrecke den einen oder anderen der beiden Festanschläge (5, 6) berührt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (11) in Führungen (12) nach oben verschiebbar gelagert ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsgetriebe (4) einen Hebel (10) aufweist, der mit einer Rolle (7) versehen ist, die beim Auftreffen auf die Anschläge (8, 8a) den Hebel (10) so verstellt, daß das Leistungsgetriebe stoppt.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Leistungsgetriebe (4) nach dem Auftreffen auf den Anschlag (15) mittels der Rolle (7) am Hebel (10) so lange in Stoppstellung verharrt, bis das Steuergetriebe (1) seinen Zyklus beendet hat.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (11) an ihrem einen Ende eine Rolle (13) aufweist, unter der nach Beendigung des Steuerzyklus die Schaltnase (14) des Steuergetriebes (1) fährt und die Schiene mit ihren verstellbaren Anschlägen (8, 8a, 15) kurzzeitig aus dem Bereich mit dem Leistungsgetriebe (4) anhebt, damit es für einen neuen Zyklus wieder die gewünschten Positionen mit Hilfe der einstellbaren Anschläge (8, 8 a, 15) anfahren kann.
9. Einrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Rücklauf des Leistungsgetriebes vom Festanschlag (6) zum Festanschlag (5) der Hebel (10) abwärts gerichtet die Anschläge (15, 8 a, 8) berührungslos passiert.

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10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Taktgeber pneumatische, elektromagnetische, elektromechanische, hydraulische, elektronische oder andere physikalische Systeme verwendbar sind.
11. Einrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktzeiten verschieden groß programmierbar sind.