DE4431685A1

DE4431685A1 - Kurvengetriebe mit periodisch umlaufendem Abtriebsglied

Info

Publication number: DE4431685A1
Application number: DE19944431685
Authority: DE
Inventors: Victor Dr Ing Hefftler; Hans Dipl Ing Eitel; Erich Wieland
Original assignee: Koenig and Bauer Albert AG; KBA Planeta AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2014-09-07
Also published as: DE4431685C2; JPH08192509A; JP3856853B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kurvengetriebe mit einem periodisch umlaufenden Abtriebsglied für Verarbeitungsmaschinen, insbe sondere Druckmaschinen.

In Verarbeitungsmaschinen ist es häufig erforderlich, eine um laufende Antriebsbewegung in eine fortlaufende, periodisch um einen Mittelwert alternierende oder mit Rasten bzw. momentanen Stillständen versehene Bewegung umzuwandeln. Rundtischmaschinen bedingen z. B. für den Antrieb des Tisches eine solche Bewegung. In Bogendruckmaschinen werden, um einen in Ruhe befindlichen Bogen auf Druckzylindergeschwindigkeit zu beschleunigen, Bogen beschleunigungstrommeln verwendet, die periodisch mit einer um einen Mittelwert oder mit einer zwischen einer Rast und einem Maximalwert alternierenden Geschwindigkeit umlaufen.

Zur Umwandlung einer umlaufenden Antriebsbewegung in eine fort laufende, periodisch um einen Mittelwert alternierende oder mit Rasten bzw. momentanen Stillständen versehene Bewegung werden in Verarbeitungsmaschinen Kurbelschleifengetriebe, Malteserge triebe, Differentialgetriebe, Planetengetriebe, Kurvengetriebe oder Schneckengetriebe verwendet. Im Druckmaschinenbau hat sich insbesondere beim Antrieb von Bogenbeschleunigungssystemen die Verwendung von ebenen Kurvengetrieben als günstig erwiesen, da durch diese periodische Bewegungen große Massen erzeugt werden können, wobei dynamisch günstige Bewegungsgesetze realisierbar sind. Diese Kurvengetriebe sind als 3 gliedrige Getriebe aus gebildet und bestehen aus einem Gestell sowie einem Antriebs glied und einem Abtriebsglied. Das Antriebsglied setzt sich aus zwei fest miteinander verbundenen ebenen Kurvenscheiben zusam men, während das Abtriebsglied, das auch als Rollenstern be zeichnet wird, als Scheibe mit am Umfang angeordneten Kurven rollen ausgebildet ist. Dabei befinden sich die Kurvenrollen in den entsprechenden Kurvenkörperebenen (Formpaarung) und über nehmen wechselseitig die Bewegungsübertragung bzw. Zwanglaufsi cherung (Volmer, Getriebetechnik-Kurvengetriebe, VEB Verlag Technik, 2. Auflage, Berlin 1989, S. 102 ff.).

Nachteilig bei diesen Getrieben ist ihre komplizierte, masse behaftete (zwei Kurvenscheiben, zwei Rollensterne) und einen großen Bauraum beanspruchende Bauweise sowie die aus den peri odischen Bewegungen auf Grund der größeren Massen resultieren den Beschleunigungskräfte, die die Maximaldrehzahl begrenzen.

Aufgabe der Erfindung ist ein Kurvengetriebe mit einem umlaufen den Abtriebsglied, welches eine raumsparende und starre Bauweise gestattet sowie eine Steigerung der Maximaldrehzahl ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, ein Kurvenge triebe mit periodisch umlaufenden Abtriebsglied zu schaffen, mit dem beliebige zyklische Bewegungsaufgaben gelöst werden können, wobei eine raumsparende, massearme, kompakte und kostengünstige Bauweise realisiert werden kann. Die gleichsinnig umlaufenden Antriebs- und Abtriebsglieder gestatten darüber hinaus, daß ggf. auf zwischen dem Abtriebsglied des Getriebes und einem Arbeits organ anzuordnende, der Bewegungsumkehr dienende Getriebeglie der verzichtet werden und damit eine raumsparende und kosten günstige Bauweise realisiert werden kann. Durch die massearme Bauweise des erfindungsgemäßen Getriebes werden darüber hinaus die massebedingten Beschleunigungskräfte niedrig gehalten und damit eine Erhöhung der Maximaldrehzahl ermöglicht.

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 das Getriebeschema

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Ausführungsform des Getriebes in der Draufsicht

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gem. Fig. 2 in der Seitenan sicht.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Getriebeschema dargestellt. Im Gestellpunkt A₀ ist das Antriebsglied 1 gelagert, welches mit einem Antriebswinkel ϕ stetig umläuft. Das Antriebsglied 1 weist biegesteif miteinander verbundene, in sich geschlossene Kurvenkonturen K1, K2, K3 auf. Mit den Kurvenkonturen K1, K2, K3 stehen Kurvenrollen R1, R2, R3 mittels Formschluß in Wirkver bindung, die am Abtriebsglied 2 angelenkt sind und mit ihren An lenkpunkten auf den Grundkreisradien r1, r2, r3 liegen, wobei das Antriebsglied 2 im Gestellpunkt B₀ gelagert ist. Der Abstand zwischen dem Gestellpunkt A₀ des Antriebsgliedes 1 und dem Ge stellpunkt B₀ des Abtriebsgliedes 2 wird als Gestellabstand G bezeichnet. Durch Elementenerweiterung ist der Gestellpunkt B₀ auf dem Zapfen des Gelenks A₀ angeordnet.

Das Abtriebsglied 2 ist als biegesteifer Rollenstern mit der Rol lenhebellänge 1 ausgebildet und läuft gleichsinnig zum Antriebs glied 1 mit dem Abtriebswinkel ψ um. Dabei beschreiben jeweils die Berührungspunkte der Kurvenrollen R1, R2, R3 mit den zuge hörigen Kurvenkonturen K1, K2, K3, bedingt durch das mit einem Antriebswinkel ϕ umlaufende Antriebsglied 1, die Kurvenzüge X1, X2, X3.

Die Ausbildung der Kurvenkonturen K1, K2, K3 resultiert aus dem einerseits zu realisierenden Bewegungsgesetz, andererseits aus den gewählten geometrischen Abmessungen des Getriebes sowie der absoluten Anfangslage des Abtriebsgliedes 2.

Durch die Anordnung von mindestens zwei Kurvenrollen K am Ab triebsglied 2 wird Formschluß gesichert und erreicht, daß die Be wegungsübertragung sowie Zwanglauf gewährleistet werden. Eine Verbesserung der Bewegungsübertragung wird durch ein Abtriebs glied 2 mit drei Kurvenrollen K erreicht.

In den Fig. 2 und 3 ist die konstruktive Ausführung eines er findungsgemäßen Kurvengetriebes schematisch dargestellt.

Der Zapfen 3 des Gestellpunktes A₀ ist ortsfest angeordnet und nimmt das durch nicht dargestellte Mittel angetriebene und stetig mit dem Antriebswinkel ϕ umlaufende Antriebsglied 1, das als Kreisscheibe ausgebildet ist, auf. Der Zapfen 3 dient gleich zeitig zur Aufnahme des Gestellpunktes B₀, der als Lagerzapfen 4 ausgebildet ist und das Abtriebsglied 2 drehbeweglich aufnimmt. Das Abtriebsglied 2 ist als gleichseitiges Dreieck ausgebildet und an den Eckpunkten mit Rollenbolzen 5 zur Aufnahme der Rollen R versehen. Die Rollen R1, R2, R3 stehen in Wirkverbindung mit den Kurvenkonturen des Abtriebsgliedes 1, folgen damit dem aufgepräg ten Bewegungsgesetz und treiben so das Abtriebsglied 2 mit dem Ab triebswinkel ψ an. Auf dem im Gestellpunkt B₀ angeordneten Lager bolzen 4 ist weiterhin ein Arbeitsglied 6 drehbar gelagert und mittels eines Mitnehmers 7 mit dem Abtriebsglied 2 verbunden. Es ist denkbar, zur Umsetzung einer weiteren, vom Abtriebswinkel unabhängigen Bewegungsaufgabe das Antriebsglied 1 mit einer Außenkurvenflanke zu versehen und damit eine sehr kompakte Getrie beanordnung zu realisieren.

Es ist natürlich auch möglich, das erfindungsgemäße Getriebe so zu verwenden, daß das Antriebsglied 1 zum Abtriebsglied und das Abtriebsglied 2 zum Antriebsglied wird, wobei ebenfalls gleich sinnig entsprechend des durch die Kurvenkonturen K realisierten Bewegungsgesetzes das Antriebsglied 1 mit dem Abtriebswinkel ψ umläuft.

Das erfindungsgemäße Getriebe kann aber auch durch eine kinema tische Umkehr realisiert werden. Dazu wird das Antriebsglied 1 gestellfest angeordnet und das Gestell G bzw. der Zapfen 3 wer den stetig umlaufend mit dem Antriebswinkel ϕ angetrieben, wo bei das Abtriebsglied 2 eine rotierende, in sich schwingende Ab triebsbewegung aufweist.

Durch an sich bekannte konstruktive Maßnahmen können die Gestell punkte A₀, B₀ auch räumlich zueinander in axialer Richtung verschoben angeordnet werden, wobei jedoch bei einer Projektion die Gestellpunkte A₀, B₀ auf eine durch das Antriebsglied 1 gebildeten Ebene der Gestellabstand G immer kleiner oder gleich der Rollenhebellänge 1 ist bzw. immer innerhalb der durch die Berührungspunkte der Kurvenkonturen K des Antriebsgliedes 1 mit den Kurvenrollen R des Abtriebsgliedes 2 durch die Rotation des Antriebsgliedes 1 gebildeten Kurvenzüge X liegen.

Bezugszeichenliste

A₀ Gestellpunkt des Antriebsgliedes
B₀ Gestellpunkt des Abtriebsgliedes
G Gestellabstand
K1 Kurvenkontur
K2 Kurvenkontur
K3 Kurvenkontur
R1 Kurvenrolle
R2 Kurvenrolle
R3 Kurvenrolle
X1 Kurvenzug
X2 Kurvenzug
X3 Kurvenzug
r1 Grundkreisradius
r2 Grundkreisradius
r3 Grundkreisradius
1 Rollenhebellänge
ϕ Antriebswinkel
ψ Abtriebswinkel
1 Antriebsglied
2 Abtriebsglied
3 Zapfen
4 Lagerzapfen
5 Rollenbolzen
6 Arbeitsglied
7 Mitnehmer

Claims

1. Kurvengetriebe mit einem periodisch umlaufenden Abtriebsglied für Verarbeitungsmaschinen, insbesondere Druckmaschinen, wobei das Kurvengetriebe ein Gestell, ein Antriebs- und ein Abtriebs glied aufweist und das Antriebsglied aus ebenen Kurvenkörpern besteht sowie das Abtriebsglied mit den Kurvenkörpern in Ein griff stehende Kurvenrollen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestellpunkte (A₀) des Antriebsgliedes (1) und (B₀) des Abtriebsgliedes (2) in ihrer Projektion auf die durch das Antriebsglied (1) gebildete Ebene innerhalb der durch die Be rührungspunkte der Kurvenkonturen (K) des Antriebsgliedes (1) mit den Kurvenrollen (R) des Abtriebsgliedes (2) durch die Ro tation des Antriebsgliedes (2) gebildeten Kurvenzüge (X) lie gen.

2. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich aus dem Abstand der Gestellpunkte (A₀, B₀) ergeben de Gestellabstand (G) kleiner oder gleich der sich aus dem Abstand des Gestellpunktes (B₀) des Abtriebgliedes (2) und dem Mittelpunkt der Kurvenrollen (R) ergebenden Rollenhebel länge (1) ist.

3. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gestellpunkt (B₀) des Abtriebgliedes (2) und der Ge stellpunkt (A₀) des Antriebsgliedes (1) auf einem gemeinsamen Zapfen (3) angeordnet sind.

4. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (1) mit als Innenkurven ausgebildeten Kurvenkonturen (K) versehen ist.

5. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß im Antriebsglied (1) mindestens zwei Kurvenkonturen (K) vorgesehen sind.

6. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß im Antriebsglied (1) vorzugsweise drei Kur venkonturen (K) vorgesehen sind.

7. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Antriebsglied (1) als Kreisscheibe aus gebildet ist.

8. Kurvengetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das Antriebsglied (1) zur Realisierung einer weiteren Bewegungsaufgabe mit einer Außenkurvenflanke ver sehen ist.

9. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsglied (2) als Rollenstern ausgebildet ist.

10. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsglied (2) als gleichseitiges Dreieck ausge bildet ist.

11. Kurvengetriebe nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (1) gestellfest angeordnet ist und die Gestellpunkte (A₀, B₀) mit einem Antriebswinkel (ψ) stetig umlaufen.

12. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß das Antriebsglied (1) und das Abtriebsglied (2) gleichsinnig umlaufen.