DE3411922A1

DE3411922A1 - Vorrichtung zur umwandlung einer gleichmaessigen drehbewegung in eine drehbewegung mit veraenderbarer geschwindigkeit

Info

Publication number: DE3411922A1
Application number: DE19843411922
Authority: DE
Inventors: Luigi Bologna Pazzaglia
Original assignee: Cefin SpA
Current assignee: Cefin SpA
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1984-10-25
Also published as: GB8408506D0; IT8303395A0; GB2138094A; IT1168668B; FR2544438A1

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Umwandlung einer gleichmässigen Drehbewegung in eine Drehbewegung mit veränderbarer Geschwindigkeit. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Vorrichtung, die durch ein Kupplungselement beschrieben wird und besonders für Maschinen geeignet ist, in denen die Notwendigkeit besteht, Teile, die einer besonderen Bearbeitung unterzogen «/erden müssen, von einer Arbeitsstation zur nächsten zu transportieren, oder auch für den Transport zwischen einer Arbeitsstation und einem Magazin für das Rohprodukt oder das fertige Produkt.

Wie bekannt ist, sind in den Maschinen der obengenannten Art generell Ketten oder andere Transportorgane gleicher Art vorgesehen, die Zähne zur Entnahme der Teile aufweisen und mit einer grundsätzlich konstanten Geschwindigkeit versehen sind.

Bei anderen Maschinentypen bestehen die Transportorgane statt aus Ketten und Zähnen zum Entnehmen aus Schlitten, die durch Schubkurbelmechanismen angetrieben werden. In diesem Falle ist die Bewegung der Transportorgane grundsätzlich von harmonischer Art.

In einigen Situationen sind jedoch weder Transportorgane mit einer grundsätzlich konstanten Geschwindigkeit, noch solche angebracht, die mit einer auf harmonische Art veränderbaren Geschwindigkeit versehen sind. Es kann sich tat-

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sächlich als wünschenswert erweisen, die Transportorgane mit auf nicht harmonische Weise veränderbaren Geschwindigkeiten anzutreiben. Diese Anforderung ergibt sich zum Beispiel, wenn es notwendig wird, ein Teil bei verringerter Geschwindigkeit zu entnehmen, so dass Beschädigungen oder Positionierfehler des Stückes vermieden werden, um dann die Transportgeschwindigkeit wieder so zu erhöhen, dass die durch das Versetzen der zu bearbeitenden Teile hervorgerufenen Totzeiten so weit wie möglich reduziert werden. Es kann ausserdem notwendig sein, die Geschwindigkeit auch

im Augenblick der Übergabe eines Teiles von den Transportorganen an eine Arbeitsstation herabsetzen zu müssen. In dieser Situation ist die technische Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, die, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage ist, eine von einer gleichmässigen Drehbewegung ausgehende Drehbewegung mit veränderbarer Geschwindigkeit zu liefern. Im Bereich dieser technischen Aufgabe ist es der Zweck der Erfindung, ein Kupplungselement zur Verfugung zu stellen, das in der Lage ist,, eine gleichmässige Drehbewegung in eine Drehbewegung mijt veränderbarer Geschwindigkeit umzuwandeln, und das audserdem mit Mitteln verbunden werden kann, die dazu dienen, wenn es notwendig ist, die Drehbewegung mit veränderbarer Geschwindigkeit in eine lineare Bewegung mit veränderbarer Geschwindigkeit umzuwandeln. Noch ein Zweck der Vorrichtung ist der, ein Kupplungsele-

ment herzustellen, das mit Mitteln vom Typ Schubkurbelmechanismus verbunden u/erden kann, so dass eine wechselweise lineare Bewegung grundsätzlich nicht gleichmässiger Art erreicht wird.

Nicht zuletzt ist Zweck der Erfindung, ein Kupplungselement zur Verfügung zu stellen, das von besonders niedrigen Herstellungskosten ist, so dass seine Verwendung in Maschinen jeder beliebigen Art wirtschaftlich und vorteilhaft ist. Die genannte technische Aufgabe und die erwähnten Zwecke, sowie noch weitere, die nachstehend deutlich hervorgehen, werden erreicht durch die Vorrichtung nach der Erfindung, die zwischen eine mit konstanter Geschwindigkeit rotierende Antriebswelle und eine getriebene Welle, parallel und nichtfluchtend im Verhältnis zu der genannten Antriebswelle, gesetzt wird, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Verbindungselement aufweist, das fest in exzentrischer Position an einem Ende der einen genannten Welle angebracht ist, welches einem weiteren Ende der anderen Welle zugewandt ist, sowie eine Nutung, die sich in dem genannten weiteren Ende der genannten anderen Welle befindet und grundsätzlich in rehctwinkliger Richtung zur Achse der letzteren verläuft, wobei sich das genannte Verbindungselement verschiebbar in die genannte Nutung einfügt, so dass die gleichmassige Drehbewegung der genannten Antriebswelle in eine Drehbewegung mit veränderbarer Geschwindigkeit der genannten getriebenen Welle umgewandelt wird.

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Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen deutlicher aus der Beschreibung einer vorgezogenen, jedoch nicht ausschliesslichen Verwirklichungsform der Vorrichtung hervor, die rein als Beispiel und nicht begrenzend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht wird, von denen

- Abb. 1 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt der Vorrichtung nach der Erfindung darstellt;

- Abb. 2 zeigt schematisch und funktionell rechtwinklig im Verhältnis zu der Abbildung 1 die Bahnen der verschiedenen Elemente der Vorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Abbildung 1 ist die Vorrichtung nach der Erfindung insgesamt mit 1 bezeichnet. Sie weist eine kupplungsartige Struktur auf und setzt sich grundsätzlich aus zwei Wellen 2 und 3 zusammen, die mit ihren entsprechenden Achsen parallel zueinander angeordnet, jedoch nicht zueinander ausgerichtet sind udn zwischen sich einen Abstand oder eine Exzentrizität e aufweisen. An den beiden, sich einander zugewandten Enden der Wellen 2 und 3 sind zwei Elemente, beispielsweise Scheiben vorgesehen, und zwar eine für jede Welle, die jeweils mit 4 und 5 bezeichnet sind.

Jede der genannten Scheiben ist koaxial zu der entsprechenden Welle angebracht und daher im Verhältnis zu der anderen Scheibe um den gleichen Wert versetzt wie die beiden Wellen 2 und 3 zueinander.

An der Scheibe 4, und zwar auf der der Scheibe 5 zugewandten Seite, ist ein Verbindungselement 6 befestigt, das rollenförmig ausgebildet ist und durch einen Schaft 7 gehalten wird. Das Verbindungselement oder die Rolle ist exzentrisch im Verhältnis zu der entsprechenden Scheibe 4 und liegt mit seiner eigenen mittleren Achse parallel zu der Achse der Welle 2, an der die genannte Scheibe 4 befestigt ist. An der anderen und mit 5 bezeichneten Scheibe befindet sich dagegen eine Nutung 8, in die sich die Rolle 6 auf verschiebbare Weise einfügt.

In der Abbildung 2 ist mit einer Punkt linie 9 die Bahn der Rolle 6 bezeichnet, die einen konstanten,radialen und dem Radius R entsprechenden Abstand von der Mitte der Scheibe 4 hält, die fest und konzentrisch an der Welle 2 angebracht ist.

Der Abstand derselben Rolle 6 von der Mitte der Scheibe 5 und der entsprechenden koaxialen Welle 3 verändert sich dagegen von einem Minimum bis zu einem Maximum, wie in der Abbildung 2 durch den Radius A, der etwa dem Minimum entspricht, und den etwa dem Maximum entsprechenden Radius B als Beispiel angegeben ist.

Um eine Beschreibung in Bezug auf d en Betrieb des Kupplungselementes nach der Erfindung geben zu können, muss zunächst angenommen werden, dass die Welle 2 die Antriebswelle ist und die Welle 3 die getriebene Welle. Wenn die Antriebswelle 2 durch hinreichend bekannte und da-

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her nicht dargestellte Mittel in eine gleichmässige Drehbewegung gesetzt wird, dreht sich mit dieser die Scheibe 4 und die an dieser befestigte Rolle 6. Die Rolle 6 führt die Bahn 9 aus, die konzentrisch zu der Welle 2 ist und daher einen konstanten Krümmungshalbmesser R hat.

Die Bewegung der Rolle 6 hat eine konstante Tangentialgeschwindigkeit, und zwar durch die Gleichheit des Radius R und der Winkelgeschwindigkeit der Welle 2. Die getriebene Welle 3 dreht sich dagegen mit einer veränderbaren Geschwindigkeit, da die Rolle 6 ihre Position entlang der Nutung 8 verändert und dadurch auch ihren Abstand von der Achse der getriebenen Welle 3. Wie schon gesagt, if;t die Tangentialgeschwindigkeit der Rolle 6 konstant, weshalb sich die Veränderungen des Radius, die sich zwischen der Bahn 9 und der Achse der getriebenen Welle 3 ergeben, in Veränderungen der Winkelgeschwindigkeit der letzteren umwandeln, und zwar durch das bekannte mathematische Verhältnis V = ω · R, das zwischen der Tan-

gentialgeschwindigkeit V und der Winkelgeschwindigkeit ω beim Verändern des Radius R entsteht.

Eine Verbindung dieser Art kann besonders vorteilhaft bei Maschinen sein, die mit einem Transportsystem für sich in Arbeit befindliche Teile von einer Station an die nächste versehen sind. '
Zum Beispiel kann sie nützlich in einer automatischen Form-

und Sch\i/eissmaschine für Metallbehälter verwendet werden, um den geformten Behälter am Austritt aus der Formmaschine zu übernehmen und an die Schweissgruppe weiterzuleiten. In diesem wie auch in gleichartigen Fällen genügt es, auf die Welle 3 ein Zahnritzel aufzuziehen, welches eine Kette oder eine Zahnstange antreibt, die mit Transportzähnen versehen ist, wobei diese Zähne einen Abstand voneinander haben, u/elcher der Länge des Teilkreises des Ritzels entspricht. Auf diese Weise besetzt nach einer Umdrehung der Welle 3 ein nachfolgender Zahn die Position, die vorher von einem vorangegangenen Zahn besetzt war.

In diesem Falle erfolgt die Bewegung der Kette und der Zähne mit veränderbarer Geschwindigkeit und die Vorrichtung kann leicht so ausgelegt werden, dass der Zahn sich in dem Augenblick der Entnahme des Teiles mit geringerer Geschwindigkeit bewegt, um dann während des Laufes in Richtung der nächsten Station wieder zu beschleunigen.

Es soll nun angenommen werden, dass die Welle 3 als Antriebswelle mit konstanter Geschwindigkeit benutzt wird und die Welle 2 die getriebene Welle mit veränderbarer Geschwindigkeit ist.

In diesem zweiten Falle dreht sich die Nutung 8 mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit und die Rolle 6 ist ebenfalls gezwungen, sich mit einer stets konstanten Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis 7U der DrohmiU.e der Antriebswelle zu bewegen.

Der Abstand der RoIJe von dieser Drehmitte ändert sich jedoch ständig während der Verschiebungen entlang der Nutung 8, weshalb sich auch ständig die Tangentialgeschwindigkeit der Rolle ändert.

Da die Rolle durch die Scheibe 4 fest mit der getriebenen Welle,2 verbunden ist, übertragen sich diese kontinuierlichen Veränderungen der Tangentialgeschwindigkeit in Veränderungen der Winkelgeschwindigkeit der getriebenen Welle 2. Diese Art von Vorrichtung kann eine vorteilhafte Anwendung zum Beispiel in einer automatischen Presse finden, um aus dem Magazin austretende Bänder zu entnehmen und diese unter die Presse zu geleiten. In der Tat kann das Band mit einer besonders weichen und günstigen Bewegung weitergeleitet werden, wenn die Presse mit einer hohen Geschwindigkeit arbeiten soll.

Die Erfindung erreicht somit die gewünschten Zwecke. Es muss noch hervorgehoben werden, dass bei entsprechender Veränderung der Exzentrizität zwischen den Wellen 2 und 3 und der Wahl von der einen oder der anderen als Antriebswelle die Möglichkeit besteht, Resultate zu erreichen, die für die verschiedensten Verwirklichungsarten geeignet sind. Die Vorrichtung erweist sich ausserdem von sehr einfacher

Struktur und bei niedrigen Kosten leicht herstellbar. Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, die alle in den Bereich des erfinderischen Konzepts fallen.

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Besonders muss erwähnt u/erden, dass die dargestellten Anwendungen nur als Beispiel gelten und daher für diese Art von Vorrichtung nicht als bindend betrachtet «/erden dürfen, da die Vorrichtung selbst mit einer erheblichen Vielseitigkeit angewandt werden kann.

Alle Details sind durch technisch gleichwertige Elemente ersetzbar.

Die verwendeten Materialien, die Formen und Abmessungen können praktisch beliebig sein, und zwar je nach den Anforderungen.

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Claims

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1) Vorrichtung zur Umwandlung einer gleichmässigen Drehbewegung in eine Drehbewegung mit veränderbarer Geschwindigkeit, einzusetzen zwischen eine rotierende Antriebswelle 2 (3) mit konstanter Geschwindigkeit und einer getriebenen, parallelen und nichtfluchtenden Welle 3 (2) im Verhältnis zu der genannten Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Verbindungselement 6 aufweist, das fest in exzentrischer Position an einem Ende der einen genannten Welle angebracht ist, das einem weiteren Ende der anderen Welle zugewandt ist, sowie eine Nutung 8, die sich in dem genannten weiteren Ende der genannten anderen Welle befindt und grundsätzlich in rechtwinkliger Richtung zur Achse der letzteren verläuft, wobei sich das genannte Verbindungselement 6 verschiebbar in die genannte Nutung 8 einfügt, so dass die gleichmässige Drehbewegung der genannten Antriebswelle in eine Drehbewegung mit veränderbarer Geschwindigkeit der ge-

nannten getriebenen Welle umgewandelt wird.

2) Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Antriebswelle und die genannte getriebene Welle jeweils an ihren sich einander zugewandten Enden ein scheibenförmiges Element 4, 5 aufweisen, das koaxial zu der jeweiligen Welle angeordnet ist, und dadurch, dass das genannte Verbindungselement 6 exzentrisch an einem genannten scheibenförmigen Element befestigt ist, während die genannte Nutung 8 in das andere scheibenförmige Element eingearbeitet ist.

3) Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verbindungselement 6 an einem fest mit der genannten Antriebswelle verbundenen scheibenförmigen Element befestigt ist, und dass die genannte Nutung 8 in ein fest mit der genannten getriebenen Welle verbundenes

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scheibenförmiges Element eingearbeitet ist.

4) Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verbindungselement 6 an einem mit der genannten getriebenen Welle verbundenen scheibenförmigen Element befestigt ist, und dadurch, dass die genannte Nutung 8 in ein weiteres scheibenförmiges Element eingearbeitet ist, das sich an der genannten Antriebswelle befindet.