DE3439182A1

DE3439182A1 - Differentialantrieb

Info

Publication number: DE3439182A1
Application number: DE19843439182
Authority: DE
Inventors: Michael L. Emporia Kan. Shackelford
Original assignee: Didde Graphic Systems Corp Emporia Kan; Didde Graphic Systems Corp
Current assignee: Didde Web Press Corp
Priority date: 1983-10-24
Filing date: 1984-10-23
Publication date: 1985-05-23
Also published as: US4577527A; CA1220956A; FR2557243A1

Description

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· 3A39182

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff _ des Patentanspruchs 1.

Insbesondere betrifft die Erfindung einen verbesserten Antrieb zur Verwendung mit einem harmonischen Getriebe, um eine Antriebsvorrichtung zu bilden, die insbesondere , für die gesteuerte Zuführung oder Abführung von Druckmaterial zu einer Druckerpresse o.a. geeignet ist und zur Aufrechterhaltung einer richtigen Bahnspannung in der Druckerpresse dient. Im einzelnen betrifft die Erfindung einen Antrieb, der eine Antriebswelle mit der Abstimmungswelle eines Wellengenerators eines harmonischen Getriebes in der Weise verbindet, daß die Drehgeschwindigkeit des Wellengenerators genau festgelegt wird.

In Druckereien ist es absolut üblich, mehrere Arbeitsstationen einzusetzen, um eine Anzahl von Arbeitsfunktionen auf einer zusammenhängenden Papierbahn durchzuführen, welche durch die Druckerpresse läuft. Eine Druckerpresse kann nämlich beispielsweise verschiedene lithographische Druckstationen, einen Trockner, durch welchen

die Bahn nach dem Bedrucken läuft, eine Kühlrollenstation 25

zum Kühlen der erwärmten Papierbahn nach dem Austritt aus dem Trockner und gegebenenfalls eine Bindestation zum Schneiden, Formatieren, Nähen und Binden aufweisen.

Der Fachmann weiß, daß bei solchen Druckerpressen die 30

Materialbahn während des Durchlaufs die Druckerpresse unter einer bestimmten Spannung gehalten werden muß. Die Bahn soll daher in die Druckstationen durch eine gesteuerte Zuführeinrichtung eingeführt werden, damit die richtige Spannung in der durch die Druckstationen

laufenden Bahn aufrechterhalten wird. Eine richtige Bahnspannung ist notwendig, damit die Druckstationen einen guten Druck und einen genauen Farbauftrag ergeben, bei dem kein Übereinanderdrucken von Rändern erfolgt. Diese Bahnspannung läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, indem die Zuführung mit einer Geschwindigkeit von 1 % weniger als die Arbeitsgeschwindigkeit der Druckeinheiten oder mit deren gleicher Geschwindigkeit erfolgt.

Bei den erwähnten Druckerpressen wird die Bahn typischerweise beim Durchlauf durch den Trockner unter Spannung gehalten. Die Bahn kann dabei auf einem sinusförmigen Pfad durch den Trockner laufen, um eine wirksamere Trocknung zu erreichen und um Grenzschichteffekte zu unterbrechen, üblicherweise ist eine Kühlvorrichtung dem Trockner nachgeschaltet, um die erwärmte Papierbahn abzukühlen und eine weitere Bahnverankerung für zusätzliche Druckvorgänge darzustellen. Falls beispielsweise hinter der Kühlvorrichtung eine Formatisierungsvorrichtung

eingesetzt wxrd, dann muß dieser die Papierbahn unter richtiger Spannung zugeführt werden, damit die Schnitte auf richtige Längen erfolgen. Die Schnittlängen sind nämlich im wesentlichen von der Bahnspannung zwischen der Kühlvorrichtung und der Formatisierungsvorrichtung abhängig. Exne zu hohe Spannung in der Bahn führt häufxg zu zu kurzen Abschnitten während bei einer zu geringen Spannung die Blätter zu groß werden. Für eine richtige Bahnspannung durch die Trocknungsvorrichtung und nach dem Austritt aus der Kühlvorrichtung ist es zweckmäßig, die Rollen der Kühl- ° vorrichtung in einem Geschwindigkeitsbereich zu betreiben, der geringfügig kleiner oder geringfügig größer als die Arbeitsgeschwindigkeit der Druckstation ist, d.h. -0,5 % bis +1,5 %.

Um eine richtige Bahnspannung in einer Druckerpresse zu erreichen, werden Getriebe eingesetzt, welche die

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Zuführung und die Kühlvorrichtungen oder andere Druckerpresseneinheiten steuern und dabei ein Getriebe mit variabler Drehzahl einsetzen. Es hat sich gezeigt, daß solche Getriebe am besten arbeiten, wenn sie harmonische Getriebe besitzen, um die Einführvorrichtung oder die Kühlvorrichtung zu steuern. Harmonische Getriebe, sind in den US-Patentschriften 2 906 143 und 3 565 006 oder in den Veröffentlichungen der United Shoe Machinery Corporation "Harmonie Drive Pancake Gearing" HDUF13000-76 und "Harmonie Drive" HD-1000-5M- 12/75, beschrieben, auf die hiermit ausdrücklich bezug genommen wird.

Allgemein gesprochen, weist ein harmonisches Getriebe einen drehbaren, elliptischen Wellengenerator; eine flexible, außenverzahnte, drehbare Verzahnung, welche den Wellengenerator umgibt; und eine innenverzahnte, kreisförmige Verzahnung auf, welche die flexible Verzahnung umgibt. Zweckmäßigerweise hat die kreisförmige Verzahnung eine größere Anzahl von Zähnen als die flexible Verzahnung (z.B. zwei Zähne), welche im wesentlichen durch das gewünschte Untersetzungsverhältnis bestimmt ist. Im Betrieb überträgt der Wellengenerator bei seiner Drehung eine rotationselliptische Form auf die flexible Verzahnung und bewirkt damit einen fortlaufenden Eingriff seiner Außenzähne mit den Innenzähnen der kreisförmigen Verzahnung, wodurch eine Relativdrehung auf die flexible Verzahnung übertragen wird. Man erkennt, daß die drei grundlegenden harmonischen Antriebskomponenten auf verschiedene Weise eingesetzt werden können, um unterschieden

liehe Leistungsübertragungsfunktionen zu erzielen, wie dies in den obigen Druckschriften näher erläutert ist.

Es wurde bislang vorgeschlagen, den Wellengenerator eines derartigen harmonischen Getriebes in der Weise ^ zu drehen, daß die Drehgeschwindigkeit des Wellengene-

rators in gewünschter Weise verändert werden kann. Bislang wurden verschiedene Antriebsvorrichtungen zwischen die Eingangswelle und die Welle des Wellengenerators oder

des Abstimmantriebs geschaltet, so daß die Drehzahl 5

der abstimmwelle gesteuert werden konnte. Beispielsweise besitzt ein derartiger Antrieb eine veränderliche Riemchenscheibe, die auf der Welle der Abstimmvorrichtung befestigt ist und ein Schwenkarm ist um die Eingangswelle schwenkbar montiert. Der Schwenkarm weist eine oder mehrere Scheiben auf, welche die Eingangswelle antriebsmäßig verbinden. Eine der Scheiben auf dem Schwenkarm ist über einen Keilriemen mit der veränderlichen Riemchenscheibe auf der Abstimmerwelle derart verbunden, daß das Schwenken des Arms die Drehzahl der veränderlichen

Riemchenscheibe und damit der Abstimmerwelle verändert.

Dieser Antrieb hat jedoch gewisse Nachteile. Beispielsweise hat sich herausgestellt, daß der Drehzahlbereich, der für die Zuführvorrichtung und für die Kühlvorrichtung

einer Druckerpresse erwünscht ist, mit einer solchen Vorrichtung nicht erreicht werden kann. Die bekannte Vorrichtung ist außerdem nicht nur aufwendig, sondern besitzt Stabilitätsprobleme in bezug auf den Schwenkarm.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen einfacheren Antrieb zur Kopplung mit einem harmonischen Getriebe zu schaffen, dessen Drehzahlbereich für den Bahntransport in einer Druckerpresse geeignet ist und der die beim Stand der Technik auftretenden Stabilitätsprobleme vermeidet.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Der erfindungsgemäße Differentialantrieb koppelt ein harmonisches Getriebe mit der Abstimmerwelle des Wellengenerators und gestattet eine genaue Einstellung der Drehzahl der Abstimmerwelle über einen verhältnismäßig großen Bereich. Die beim Stand der Technik auftretenden Stabilitätsprobleme sind vermieden, ohne daß eine wesentliche Wärmeerzeugung oder Verschleiß erfolgen. Der erfindungsgemäße Differentialantrieb ist daher zur Verwendung mit einem harmonischen Getriebe geeignet, um die Antriebsanforderungen für eine gesteuerte Einzugsvorrichtung oder eine Kühlvorrichtung einer Druckerpresse zu erfüllen.

Allgemein gesprochen betrifft die Erfindung einen Diffe-•rentialantrieb zum Verbinden einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, um die Drehzahl der Ausgangswelle in bezug auf die Eingangswelle zu verändern. Die Antriebsvorrichtung weist Riemenscheiben auf, die auf der Eingangswelle sitzen und sich mit dieser drehen. Ein Arm ist

um die Drehachse der Ausgangswelle schwenkbar montiert. 20

Veränderliche Riemenscheiben sind an dem Arm angebracht und um eine Achse drehbar, die gegenüber der Drehachse der Ausgangswelle versetzt ist. Zweckmäßigerweise sind die Riemenscheiben und die veränderliche Riemenscheibe

derart miteinander gekoppelt, daß die Drehzahl der verän-25

derlichen Riemenscheibe verändert wird, wenn sich die Lage der veränderlichen Riemenscheibe ändert. Ferner weist der Antrieb Einrichtungen zum drehbaren Koppeln der veränderlichen Riemenscheibe und der Ausgangswelle

auf, während Einstelleinrichtungen mit dem Arm funktions-30

mäßig gekoppelt sind, um diesen um dxe Ausgangswelle zu schwenken. Eine Betätigung der Einstelleinrichtung schwenkt somit den Arm um die Ausgangswelle und verändert die Lage der veränderlichen Riemenscheibe, was wiederum

die Drehzahl der veränderlichen Riemenscheibe verändert. 35

•/13'

Diese Drehzahländerung der verstellbaren Riemenscheibe bewirkt eine entsprechende Veränderung der Ausgangswellendrehzahl. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangswelle die Welle einer Abstimmvorrichtung, welche den Wellengenerator eines harmonischen Getriebes treibt.

Das harmonische Getriebe weist vorzugsweise eine Abstimmerwelle und eine Eingangswelle auf, die sich im wesentlichen parallel zueinander von einem Ende des Getriebes erstrecken, wobei die Eingangswelle mit der kreisförmigen Keilwelle und die Abstimmerwelle mit dem Wellengenerator gekoppelt ist. Dabei ist die veränderliche Riemenscheibe des Antriebs so angeschlossen, daß sie die Abstintmerwelle treibt. Mit der veränderlichen Riemenscheibe und der Abstimmerwelle sind zweckmäßigerweise Zähnräder gekoppelt> die unabhängig von der Lage des Schwenkarms miteinander kämmen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Riemenscheibe dreiteilig, wobei eine erste Riemenscheibe von festem Teilkreisdurchmesser

auf der Eingangswelle sitzt, während eine zweite Riemenscheibe von festem Teilkreisdurchmesser über einen Antriebsriemen mit der ersten Riemenscheibe verbunden ist. Eine dritte Riemenscheibe von festem Teilkreisdurchmesser ist mit der zweiten Riemenscheibe derart gekoppelt,

daß sie mit dieser dreht. Die dritte Riemenscheibe ist über einen zweiten Antriebsriemen mit der veränderlichen Umlenkrolle derart verbunden, daß der Schwenkarm die veränderliche Riemenscheibe neu ausrichtet und eine Neuausrichtung des Eingriffs des zweiten Antriebsriemens in

die veränderliche Riemenscheibe und eine entsprechende Veränderung der Drehzahl der veränderlichen Riemenscheibe bewirkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher

erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels;

p. Figur 2 einen Teilschnitt entlang der Linie 2-2 von

Figur 1 unter Darstellung des erfindungsgemäßen Antriebs; und

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 von Figur .J₀ unter Darstellung der Kombination von harmo

nischem Triebwerk und erfindungsgemäßem Antrieb.

Figur 3 zeigt eine harmonische Triebwerksanordnung mit einem harmonischen Getriebe 12 und einem Differencetialantrieb 14. Obgleich die harmonische Triebwerksan-

Ordnung 10 in einer Vielzahl von Anwendungsfällen verwendet werden kann, wurde sie insbesondere zur Leistungsversorgung von Herstellvorgängen in einer Druckerpresse entwickelt. Die harmonische Triebswerksanordnung 10 hat sich demnach als besonders zweckmäßig zur Antriebsversorgung der gesteuerten Zuführungsvorrichtung und der Kühlvorrichtung in einer Druckerpresse mit Bahnzuführung erwiesen, wobei eine Spannungssteuerung für die durch die Druckerpresse laufende Bahn erreicht wird.

Das harmonische Getriebe 12 von Figur 3 ist ähnlich wie bekannte harmonische Antriebe, so daß nur seine wesentlichen Merkmale beschrieben werden. Näherer Erläuterungen für das harmonische -Triebwerk 12 finden sich in den US-Patentschriften 2 906 143 und 3 565 006 sowie in den Veröffentlichungen der United Shoe Machinery Corporation mit den Titeln "Harmonie Drive Pancake Gearing" HDUF 13 000-76 und "Harmonie Drive HD-1000-5m-12/75. Auf diese Druckschriften wird hiermit

ausdrücklich bezug genommen.
35

Das harmonische Getriebe 12 weist eine Leistungseingabevorrichtung 20, eine Leistungsausgabevorrichtung 22

und ein harmonisches Getriebeteil 24 auf, welches zwischen 5

den beiden letzteren angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist das harmonische Getriebe 12 im wesentlichen von einem Gehäuse 2 6 umschlossen, das eine im allgemeinen ebene Vorderwand 28 besitzt, welche zur Montage geeignet ist. Die Leistungseingabevorrichtung 20 weist eine längliche, treibende Welle 30 auf, deren Enden in Lagern gelagert sind, welche im Gehäuse 26 befestigt sind. Das Ende 32 der Welle 30 ist zweckmäßigerweise an einen Druckerpressen-Antrieb gekoppelt, während das gegenüberliegende Ende 34 durch die Vorderwand 28 vorsteht und 15

an den Differentialantrieb 14 anschließbar ist. Die Welle 30 weist ferner in der Nähe der Innenseite der Vorderwand 28 ein Stirnrad 36 auf.

Das harmonische Getriebeteil 24 besteht im wesentlichen 20

aus folgenden Grundelementen: Einem Wellengenerator 38, der auch als Abstimmvorrichtung bezeichnet wird, einer flexiblen Verzahnung 40 und einer kreisförmigen Verzahnung 42. Der Wellengenerator 38 ist ein ellipsenförmiger Ring und stellt ein sich drehendes Eingabeelement für das harmonische Getriebeteil 24 dar. Die flexible Verzahnung 40 ist ein elastischer Stahlring mit äußeren Zähnen, welcher den Wellengenerator 38 aufnimmt. Die kreisförmige Verzahnung 42 ist ein starrer Zahnkranz mit Innenzähnen,

der im allgemeinen mehr Zähne, beispielsweise zwei Zähne 30

mehr als die flexible Verzahnung 40 hat, um ein positives Übersetzungsverhältnis zu ergeben. Der Fachman erkennt, daß der Wellengenerator 38 im Betrieb eine elliptische Drehbewegung auf die flexible Verzahnung 4 0 überträgt, so daß diese verformt wird und die kreisförmige Verzahnung ο

m zwei kleinen Bereichen berührt, die 180 gegenüberlie-

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gen. Da die flexible Verzahnung 40 typischerweise zwei Zähne weniger als die kreisförmige Verzahnung 42 hat, führt eine Umdrehung des Wellengenerators 38 gegen den Uhrzeigersinn zu einer Verlagerung der flexiblen Verzahnung 40 um zwei Zähne im Uhrzeigersinn gegenüber der kreisförmigen Verzahnung 42.

Das harmonische Getriebeteil 24 von Figur 3 weist ferner einen Stirnradzahnkranz 44 auf, der mit der kreisförmigen Verzahnung 42 verschraubt ist. Vorteilhafteweise kämmt der Zahnkranz 44 mit dem Stirnrad 36 der Leistungsseingabevorrichtung 20. Der Wellengenerator 38 ist auf einer Abstimmerwelle 46 befestigt, die sich durch den Zahnkranz 44 und die Vorderwand 28 in Eingriff mit dem Differentialantrieb 14 erstreckt. Die flexible Verzahnung ist mit der Leistungsabgabevorrichtung 22 gekoppelt. Letztere weist ein ringförmiges, gezahntes Antriebsverbindungsglied 48 auf, das mit der flexiblen Verzahnung verschraubt ist. Eine Kupplung 50 verbindet das Antriebs-

2® verbindungsglied 48 mit einer Abgabewelle 52 über ein Paar von Kegelrädern 54, die zweckmäßigerweise ein Untersetzungsverhältnis von 2 : 1 haben.

Der Differentialantrieb 14 weist eine Schwenkarmvorrichtung 60, eine Armpositioniervorrichtung 62 und eine Riemenscheibeneinrichtung 64 auf, welche die Welle 30 und die Schwenkarmvorrichtung 60 gemäß Figur 1 verbindet. Zweckmäßigerweise ist der Differentialantrieb 14 an der Vorderwand 28 des harmonischen Getriebes 12 unter Zuhilfenähme einer Montageplatte 66 angebracht, die zweckmäßigerweise aus Stahl besteht. Die Montageplatte 66 ist im wesentlichen eben, hat jedoch angewinkelte Seitenwände, um eine schalenartige Form zu ergeben und sie besitzt eine Öffnung für den Durchtritt der Welle 30 und der Abstimmerwelle 46.

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In Verbindung mit der Riemenscheibeneinrichtung 64 ist ein mit 24 Zähnen versehenes Kettenrad 68 am entfernten Ende 34 der Welle 30 angeordnet. Unter dem Kettenrad 68 befindet sich eine einstellbare Montageeinrichtung 70, die eine längliche, zylindrische Achse 72 aufweist, welche in einem Montagebügel 74 gemäß Figur 2 gelagert ist. Vorteilhafterweise ist die Montageplatte 66 mit durchgehenden Schlitzen derart versehen, daß der Montagebügel 74 verschiebbar an der Montageplatte 66 befestigt werden kann. Somit weist der Montagebügel 74 eine Anzahl von Bolzen zur Verbindung mit der Montageplatte 66 auf und wenn die Bolzen gelöst werden, kann der Montagebügel 74 in bezug auf die Montageplatte 66 verschoben werden. Der

Montagebügel 74 ist U-förmig und dient dazu, ein mit 15

16 Zähnen versehenes Kettenrad 76 zu schützen und zu umgeben, welches auf der Achse 72 sitzt. Das Kettenrad und das Kettenrad 76 sind durch einen mit Ausnehmungen versehenen Steuerriemen 78 (Figur 1) drehbar verbunden. Am

entfernten Ende der Achse 72 ist eine Riemenscheibe 80 mit 20

festem Teilkreisdurchmesser angeordnet, der in einer Ausführung 108 mm Durchmesser hat. Die Schwenkarmvorrichtung 60 hat einen in der Draufsicht L-förmigen Schwenkarm 82, der ein Lager 84 aufweist, welches das entfernte

Ende der Abstimmerwelle 46 aufnimmt. Figur 2 zeigt, daß 25

zwischen dem Schwenkarm 82 und der Montageplatte 66 ein Zahnrad 86 mit 24 Zähnen auf der Abstimmerwelle 46 befestigt ist.

Das unterste Ende der Schwenkarmvorrichtung 60 bildet eine variable Riemenscheibe 92, die daran drehbar- montiert ist. Ein zylindrischer Zapfen 88 sitzt drehbar in einem Lager des Schwenkarms 82 und trägt an seinem entfernten Ende zwischen dem Schwenkarm 82 und der Halteplatte 66 ein Zahnrad 90 mit 44 Zähnen. Es wird darauf hingewiesen, daß

die Zahnräder 86 und 90 andauernd zur gleichzeitigen Drehung in Eingriff stehen, und zwar unabhängig von der Position der Schwenkarmvorrichtung 60. Das andere, entfernte Ende des Zapfens 88 trägt die variable Riemen- ° scheibe 92, die zweckmäßigerweise durch einen Keilriemen

94 zusammen mit der Riemenscheibe 80 drehbar ist. In einer Ausführung ist die veränderliche Riemenscheibe 92 wie eine von der Firma Lovejoy, Inc. in South Haven, Michigan hergestellte Riemenscheibe mit einem Teilkreisdurchmesser, "*0 der zwischen etwa 9 0 mm bis etwa 4 0 mm verändert werden kann.

Die Figuren 2 und 3 zeigen, daß das von der veränderlichen Riemenscheibe 92 entfernte Ende des Schwenkarms 82 einen U-förmigen Bügel 96 aufweist, dessen Bügelarm für die Aufnahme einer Spannvorrichtung 98 durchbrochen ist. Die Spannvorrichtung 98 ist mit einer Gewindeöffnung im Bereich des Bügelarms versehen und weist ferner einen länglichen, zylindrischen Schaft 100 auf, der sich in Richtung der Montageplatte 66 erstreckt. Ein weiteres Merkmal der Schwenkarmvorrichtung 60 gemäß Figur 1 ist ein verhältnismäßig großes, kreisförmiges Kettenrad 102, das derart an dem Schwenkarm 82 befestigt ist, daß es mit der Abstimmerwelle 46 koaxial sitzt und den Schwenkpunkt für den Schwenkarm 82 bildet.

Eine Armpositioniervorrichtung 62 ist mit einem Elektromotor 104 versehen, der an der Montageplatte 66 befestigt ist und eine geeignete Steuerung aufweist. Der Elektromotor 104 kann eine längliche Stellschraube 106 drehen. Die Stellschraube 106 erstreckt sich vom Elektromotor 104 weg und ihre Gewindegänge laufen in die Spannvorrichtung 98, so daß bei einer Aktivierung des Elektromotors 104 die Spannvorrichtung 98 entlang der Stellschraube bewegt wird. Durch Einschalten des Elektromotors 104

wird somit der Schwenkarm 82 um die Abstimmerwelle 46 geschwenkt. Ein Paar Mikroschalter 108 sind an der Montageplatte 66 in der Nähe von jedem Ende der Stellschraube 106 befestigt, wobei die Mikroschalter 108 so angeordnet sind, daß sie den Schaft 100 der Spannvorrichtung 98 berühren, dabei den Elektromotor 104 abschalten und die Schwenkbewegung der Schwenkarmvorrichtung 66 begrenzen. Es ist ferner ein Potentiometer 110 an der Montageplatte 66 befestigt und über eine Steuerkette 112 mit dem Kettenrad 102 verbunden, um die jeweilige Position der Schwenkarmvorrichtung 60 festzustellen.

Im Betrieb soll der Differentialantrieb 14 hauptsächlich ein Drehmoment von der Welle 30 auf die Abstimmerwelle 46 übertragen, wobei die Drehzahl der Abstimmerwelle 46 veränderbar sein soll. Man erkennt, daß die Welle 30 ferner ein Drehmoment auf die kreisförmige Verzahnung 42 überträgt, und zwar über die Stirnräder 36 und 44. Der Differentialantrieb 14 kann somit bestimmte Drehzah- ^^w len über den Wellengenerator 38 auf die Abstimmerwelle 46 übertragen, um kleinere Einstellungen in der Abgabe der harmonischen Triebwerksanordnung 10 vorzunehmen.

Um eine Drehzahländerung zu erzielen, wird die Schwenkarm-

vorrichtung 60 um die Abstimmerwelle 46 geschwenkt, indem der Elektromotor 104 eingeschaltet wird. Dieses Schwenken verändert den Abstand der Antriebszentren zwischen der veränderlichen Riemenscheibe 92 und der unveränderlichen Riemenscheibe 80. Dabei wird von der Schwenkarmvorrichtung 60 der Keilriemen 94 entweder tiefer in die Riemenscheibe 92 gezogen oder er kann sich weiter radial nach außen bewegen. Diese Veränderung im Teilkreisdurchmesser der veränderlichen Riemenscheibe 92 entspricht einer Veränderung hinsichtlich ihrer Drehzahl, und diese wird über die Zahnräder 86 und 90 auf die Abstimmerwelle

46 übertragen. Die Relativgeschwindigkeit der Abstimmerwelle 46 wird vom Potentiometer 110 festgestellt, welches die Position der Schwenkarmvorrichtung 60 anzeigt.

Der Differentialantrieb 14 hat sich als äußerst zweckmäßig hinsichtlich einer optimalen Drehmomenten-Übertragung an eine harmonische Triebwerksanordnung 10 erwiesen. Letztere ist über einen verhältnismäßig großen Drehzahlbereich von etwa 2,5 bis 3 % betreibbar und besitzt eine verbesserte Stabilität über den gesamten Drehzahlbereich. Die mit variablen Riemenscheiben für Keilriemen auftretenden Verschleiß- und Erwärmungsprobleme werden durch den erfindungsgemäßen Differentialantrieb 14 minimiert.

Zu der Haltbarkeit und Funktionsfähigkeit des Differen-5

tialantriebs 14 kommen ferner dessen verhältnismäßig geringe Herstellungskosten, so daß sich insgesamt eine verbesserte harmonische Triebwerksanordnung 10 ergibt, die in idealer Weise für Druckerpressen geeignet ist.

- Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Differentialantrieb zur Verbindung einer Eingabewelle mit einer Abgabewelle, um die Drehzahl der Abgabewelle in bezug auf die Eingabewelle zu verändern, gekennzeichnet durch:

- Riemenscheiben, die zur Drehung mit der Eingabewelle mit dieser gekoppelt sind;

'- eine Armvorrichtung, welche um die Drehachse der Abgabewelle schwenkbar ist;

- eine variable Riemenscheibeneinrichtung, die auf der Armvorrichtung montiert und um eine Achse drehbar ist, die im Abstand zu der Drehachse der Abgabewelle liegt;

- Mittel zum arbeitsmäßigen Verbinden der Riemenscheibe und der veränderlichen Umlenkrolle zum Drehen der veränderlichen Umlenkrolle in Abhängigkeit von der Drehbewegung der Riemenscheibe;

- Mittel zum arbeitsmäßigen Koppeln der veränderlichen Umlenkrolle und der Abgabewelle zum Drehen der Abgabewelle in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der veränderten Umlenkrolle; und

- Positioniermittel, die arbeitsmäßig an die Armvorrichtung angeschlossen sind, um die Armvorrichtung zu schwenken und dabei die Drehzahl der veränderlichen Riemenscheibe zu verändern, wenn die Position der veränderlichen Riemenscheibe verändert wird und zur entsprechenden Veränderung der Drehzahl der Abgabewelle.

2. Vorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibenvorrichtung folgende Bauelemente aufweist: eine erste Riemenscheibe mit unveränderlichem Teilkreisdurchmesser, die auf der Eingabewelle sitzt, eine zweite Riemenscheibe mit unveränderlichem Teilkreisdurchmesser, die über einen Riemen mit der ersten Riemenscheibe gekoppelt ist, und eine dritte Riemenscheibe mit unveränderlichem Teilkreisdurchmesser, die mit der zweiten Riemenscheibe arbeitsmäßig gekoppelt und daher mit dieser drehbar ist, wobei die dritte Riemenscheibe über einen Riemen mit der veränderlichen Riemenscheibe gekoppelt ist.

3. Vorrichtungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite und dritte Riemenscheibe auf der gleichen Achse sitzen und daß dieser Achse in bezug auf die Eingabewelle zur Veränderung der Spannung im Antriebsriemen zwischen der ersten Riemenscheibe und der zweiten Riemenscheibe veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Riemenscheibe arbeitsmäßig mit einem ersten Zahnrad gekoppelt ist und daß ein zweites Zahnrad mit der Abgabewelle arbeitsmäßig gekoppelt ist, wobei das erste und zweite Zahnrad miteinander kämmen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum Anzeigen der Relativposition der Armvorrichtung, um die Drehzahl der Abgabewelle in bezug auf die Drehzahl der Eingabewelle anzuzeigen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein an der Armvorrichtung angebrachtes Kettenrad und durch ein arbeitsmäßig mit dem Kettenrad gekoppeltes Potentiometer, welches die Schwenkbewegung der Armvorrichtung anzeigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Armvorrichtung einen L-förmigen, im wesentlichen ebenen Arm aufweist, deren eines Ende die veränderliche Riemenscheibe trägt, und daß die Positioniermittel an dem anderen Ende angeordnet sind, während die Abgabewelle dazwischen liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel eine Gewindeschraube eine Gewindespindel, eine Antriebsvorrichtung zum Drehen der Gewindespindel und ein mit Gewinde versehenes Lager aufweisen, in welches die Gewindespindel eingeschraubt und mit einer Armvorrichtung derart gekoppelt ist, daß bei einer Drehung der Spindel die Armvorrichtung geschwenkt wird.

9. Differentialantrieb für eine harmonische Getriebeanordnung mit einem harmonischen Getriebe, welches eine drehbar montierte, kreisförmige Verzahnung, eine mit der kreisförmigen Verzahnung kämmende flexible Verzahnung, eine arbeitsmäßig mit der

flexiblen Verzahnung gekoppelter Abgabewelle, einen arbeitsmäßig in der flexiblen Verzahnung aufgenommenen Wellengenerator, eine mit dem Wellengenerator arbeitsmäßig gekoppelte Abstimmerwelle zur Einleitung eines Drehmoments und eine arbeitsmässig mit der kreisförmigen Verzahnung gekoppelte Eingabewelle zur Einleitung eines Drehmoments aufweist, wobei die Abstimmerwelle und die Eingabewelle parallel zueinander angeordnet sind und sich von einem Ende des harmonischen Triebwerks erstrecken, während der Differentialantrieb an einem Ende angeordnet ist und die Abstimmerwelle mit der Eingabewelle verbindet, gekennzeichnet durch:

- Eine Armvorrichtung, welche zum Schwenken um die Abstimmerwelle montiert ist;

- eine veränderliche Umlenkrollenvorrichtung, welche an einem Ende der Armvorrichtung drehbar montiert ist und Mittel zur Veränderung ihres Teilkreisdurchmessers aufweist;

- Mittel zum arbeitsmäßigen Verbinden der veränderlichen Riemenscheibeneinrichtung mit der Abstimmerwelle zum Drehen der Abstimmerwelle in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der veränderlichen Riemenscheibeneinrichtung;

- Mittel zum arbeitsmäßigen Koppeln der Eingabewelle und der veränderlichen Riemenschedbeneinrichtung zum Drehen der Riemenscheibeneinrichtung in Abhängigkeit von einer Drehbewegung der Eingabewelle, wozu ein um die veränderliche Riemenscheibeneinrichtung gelegter Riemen gehört; und

- eine Positioniervorrichtung, die arbeitsmäßig

an das andere Ende der Armvorrichtung angeschlossen ist und zum Schwenken der Armvorrichtung

um die Abstimmerwelie dient, wodurch die Position und die Drehzahl bei einer Veränderung des Eingriffs des Riemens in die veränderliche Riemenscheibe verändert werden und die Drehzahländerung an die Abstimmerwelle übertragen wird, um die Drehzahl des Wellengenerators zu verändern.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verbinden der veränderlichen Riemenscheibeneinrichtung und der Abstimmerwelle eine erste Riemenscheibe, die auf der Eingabewelle befestigt ist, eine zweite Riemenscheibe, die mit der ersten Riemenscheibe arbeitsmäßig verbunden ist, und eine dritte Riemenscheibe von unveränderlichem Teilkreisdurchmesser aufweisen, die auf der gleichen Welle wie die zweite Riemenscheibe montiert und mit dieser drehbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen ein endloser Keilriemen ist, welcher die dritte Riemenscheibe mit der veränderlichen Riemenscheibe derart verbindet, daß bei einer Schwenkbewegung der Armvorrichtung die Drehachse der veränderlichen Riemenscheibe in bezug auf die Drehachse der dritten Riemenscheibe verlagert und dadurch eine Teilkreisveränderung bei der veränderlichen Riemenscheibe und damit eine Drehzahländerung bewirkt wird.

12. Kombination folgender Bauelemente:

- Ein harmonisches Triebwerk mit einer Eingriffsseite, einer Eingabewelle und einer Abstimmef-

welle, die sich senkrecht zu der Eingriffsseite erstrecken;

eine Montageplatte, die an der Eingriffsseite befestigt ist und ein oder mehrere Öffnungen für den Durchtritt der Eingabewelle und der Abstimmerwelle aufweist;

eine erste Riemenscheibe, die auf der Eingabewelle sitzt und mit dieser drehbar ist; eine Spannvorrichtung, die an der Platte einstellbar montiert ist und eine drehbare Achse sowie zweite und dritte Riemenscheiben aufweist, die auf der Achse befestigt und mit dieser drehbar sind;

einen Riemen, der um die erste und zweite Riemenscheibe gelegt ist, und der letztlich über die Riemenscheiben eine dritte Riemenscheibe in Abhängigkeit von der Drehzahl der Eingabewelle dreht;

eine Schwenkarmvorrichtung mit einem um die Abstimmerwelle schwenkbaren Arm, mit einer drehbar an dem Arm angebrachten Spindel, mit einem auf der Spindel befestigten ersten Zahnrad, welches mit der Spindel drehbar ist und mit einer veränderlichen Riemenscheibe, die einen veränderlichen Teilkreisdurchmesser hat und zur Drehung mit der Spindel auf dieser befestigt ist;

einen Riemen, welcher die dritte Riemenscheibe und die veränderliche Riemenscheibe koppelt und die Riemenscheibe in Abhängigkeit von der Drehbewegung der dritten Riemenscheibe dreht; ein zweites Zahnrad, das auf der Abstimmerwelle befestigt ist, wobei die ersten und zweiten Zahnräder miteinander kämmen; und

eine Positioniereinrichtung, die an der Platte angebracht und mit dem Arm verbunden ist, um diesen zu schwenken und die Position der veränderlichen Riemenscheibe zu verändern, damit die Drehzahl der veränderlichen Riemenscheibe und eine entsprechende Veränderung der Drehzahl der Abstimmerwelle erfolgt.