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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenvorrichtung (beispielsweise
einen positiven Nocken) mit einem drehbaren Nockenfolger (beispielsweise
einer Walze), der sich entlang einer Nut bewegt.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das
Patent Nr. 6 073 503 der Vereinigten Staaten offenbart eine Nockenvorrichtung
mit einem Nocken, einem Folger und einem elastischen Element zum
Bewirken, dass der Folger dem Nocken folgt. Diese Art von Nocken
ist für
eine Hochgeschwindigkeitsbewegung nicht geeignet.
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6 zeigt
einen positiven Nocken der vorstehend beschriebenen Art. Wie in 6 gezeigt, wird
ein Nockenfolger 200 gewöhnlich in entgegengesetzten
Richtungen gedreht, wenn er mit einer ersten Seitenwand 101 einer
Nockennut 100 in Kontakt steht und wenn er mit einer zweiten
Seitenwand 102 derselben in Kontakt steht. Um es genauer
anzugeben, wenn sich der Nockenfolger 200 in der durch den
Pfeil X gezeigten Richtung relativ entlang der Nockennut 100 in
einer ersten Position P1 bewegt, bewegt sich der Nockenfolger 200 vorwärts, während er sich
im Uhrzeigersinn dreht, wobei er mit der ersten Seitenwand 101 Kontakt
hält. In
einer zweiten Position P2 bewegt sich der Nockenfolger 200 jedoch
vorwärts,
während
er sich gegen den Uhrzeigersinn dreht, wobei er mit der zweiten
Seitenwand 102 Kontakt hält.
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Da
die Richtung der Drehung des Nockenfolgers 200 während der
Bewegung von der ersten Position P1 in die zweite Position P2 umgekehrt
wird, erfährt
der Nockenfolger 200 während
dieser Bewegung einen Gleitkontakt ohne Rollen. Der Reibungsgrad
aufgrund des Gleitkontakts ist im Vergleich zu jenem während eines
Rollkontakts merklich groß und diese
Gleitreibung ist bemerkbar, wenn sich der Nockenfolger mit hoher
Geschwindigkeit bewegt.
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JP-A-03199748
offenbart eine Nockenvorrichtung, die mit einer Nockennut mit zwei
Nockenfolgerwalzen an einer einzigen Welle mit sich verjüngender
Form verwendet wird, die mit Wandoberflächen einer Nockennut in Eingriff
stehen.
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JP-A-60044655
offenbart eine Übertragungsvorrichtung
mit der Funktion, eine Drehung in eine gerade Bewegung umzuwandeln,
wobei innerhalb eines Folgerelements eine abgestufte Nut ausgebildet
ist, um den äußeren Umfang
der äußeren Laufbahn
eines Wälzlagers
von beiden Seiten einzuklemmen.
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JP-A-58037364
offenbart einen X-Y-Tisch-Treiber mit einer Führung, um die Bewegung einer
Vorschubspindelmutter mit einem Mittelteil zu führen, wobei zwei Drehverhinderungslager an
der Oberseite der Mutter durch eine Schraube befestigt sind. Ein
Drehverhinderungslager kommt mit der vorstehenden Innenseite einer
Führung
in Kontakt, um die Drehung der Mutter in der Richtung gegen den
Uhrzeigersinn zu verhindern, und ein anderes Drehverhinderungslager
kommt mit der vorstehenden Innenseite einer anderen Führung in
Kontakt, um die Drehung der Mutter in der Richtung im Uhrzeigersinn
zu verhindern.
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CH-A-415
399, das alle Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 zeigt, offenbart
eine schwingende Vorrichtung mit einer Nuttrommel und einem Schwingungskörper mit
einem Schaft, der zwei Elemente umfasst, die unabhängig voneinander
gedreht werden können
und in Reihe mit der Nut der Trommel in Eingriff stehen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nockenvorrichtung
zu schaffen, die hinsichtlich der Haltbarkeit bei verringerter Reibung überlegen
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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In
der vorliegenden Erfindung umfasst in einer Nockenvorrichtung mit
einem drehbaren Nockenfolger, der eine vorbestimmte Bewegung entlang
einer Nut durchführt,
die durch eine erste und eine zweite Seitenwand definiert ist, der
Nockenfolger einen einzeln drehbaren ersten und zweiten Nockenfolger
und diese Nockenfolger sind so angeordnet, dass sich ihre Achsen
in derselben Richtung erstrecken. Die Bewegung des ersten Nockenfolgers
wird durch zumindest einen Teil der ersten Seitenwand eingeschränkt und
die Bewegung des zweiten Nockenfolgers wird durch zumindest einen
Teil der zweiten Seitenwand eingeschränkt.
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In
der vorliegenden Erfindung umfasst in einer Nockenvorrichtung mit
einem drehbaren Nockenfolger, der eine vorbestimmte Bewegung entlang
einer Nut durchführt,
die durch eine erste und eine zweite Seitenwand definiert ist, der
Nockenfolger einen einzeln drehbaren ersten und zweiten Nockenfolger
und diese Nockenfolger sind so angeordnet, dass sich ihre Achsen
in derselben Richtung erstrecken. Die erste Seitenwand weist einen
Abschnitt auf, der in Richtung der Mitte der Nut vorsteht, und die
zweite Seitenwand weist einen Abschnitt auf, der in Richtung der
Mitte der Nut vorsteht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung steht der erste Nockenfolger mit der ersten Seitenwand
in Kontakt. Daher wird die Drehrichtung des ersten Nockenfolgers
theoretisch an einer Änderung
gehindert, selbst wenn die Orientierung des Nockens die Richtung ändert. Da
der zweite Nockenfolger mit der zweiten Seitenwand in Kontakt steht,
wird ebenso die Drehrichtung des zweiten Nockenfolgers theoretisch an
einer Änderung
gehindert, selbst wenn die Orientierung des Nockens die Richtung ändert.
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Der
erste Nockenfolger kann für
einen kurzen Zeitraum aufgrund einer Störung (beispielsweise aufgrund
einer Anhaftung von Fremdstoff und Schmutz) mit der zweiten Seitenwand
in Kontakt kommen oder umgekehrt. In einem solchen Fall ist jedoch,
da der erste Nockenfolger an einer Rückwärtsdrehung gehindert wird,
der Verschleiß gering
und folglich wird die Lebensdauer der Nockenvorrichtung verlängert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die zwei Nockenfolger in einer Nut angeordnet. Die
Seitenwände
der Nut umfassen eine untere Seitenwandfläche und eine obere Seitenwandfläche und
diese Seitenwandflächen
sind in Bezug auf die Mitte der Nut gegeneinander verschoben.
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Die
zwei Nockenfolger teilen sich dieselbe Drehachse, d. h. sie sind
koaxial angeordnet oder liegen koaxial. Da die Konstruktion ermöglicht,
dass sich die zwei Nockenfolger einzeln drehen, weisen der erste
Nockenfolger und/oder der zweite Nockenfolger vorzugsweise ein Kugellager
oder ein Wälzlager
auf.
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Der
erste und der zweite Nockenfolger können dieselbe oder eine unterschiedliche
Dicke aufweisen. Insbesondere kann einer der Nockenfolger, der leichter
verschleißt,
dicker gemacht werden als der andere Nockenfolger. Alternativ kann
einer der Nockenfolger, der leichter verschleißt, aus einem starreren Material
(beispielsweise mit einer höheren Verschleißbeständigkeit)
hergestellt werden als der andere Nockenfolger. Ansonsten kann der
Verschleiß der
zwei Nockenfolger durch Durchführen
einer Oberflächenbehandlung
gleichmäßig gemacht werden
und eine solche Gleichmäßigkeit
stellt konstante Außendurchmesser
des ersten und des zweiten Nockenfolgers sicher.
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Der
erste und/oder der zweite Nockenfolger kann einen trommelförmigen Umfang
aufweisen.
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Beispiele
des positiven Nocken, auf den eine der vorliegenden Erfindung anwendbar
ist, umfassen zylindrische Nocken, säulenförmige Nocken, konische Nocken,
kugelförmige
Nocken und Flächennocken.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1A und 1B sind
Querschnittsansichten von Nockenvorrichtungen einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine vertikale Querschnittsansicht einer Drehvorrichtung.
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3 ist
eine schematische Darstellung dessen, wie ein Objekt gedreht wird.
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4 ist
eine schematische perspektivische Ansicht der Drehvorrichtung.
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5 ist
eine schematische Querschnittsansicht der Drehvorrichtung.
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6 ist
eine Draufsicht auf eine Nockenvorrichtung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung wird durch Lesen der folgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlicher verstanden.
Es sollte jedoch selbstverständlich
sein, dass die hierin in Verbindung mit den Zeichnungen offenbarte
Ausführungsform nur
zur Erläuterung
und Beschreibung der Erfindung dargestellt wird und dass die vorliegende
Erfindung nur durch die beigefügten
Ansprüche
eingeschränkt ist.
In den begleitenden Zeichnungen werden dieselben oder gleiche Komponenten
in den ganzen Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Nachstehend
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die relevanten Zeichnungen
beschrieben.
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1A zeigt
eine Nockenvorrichtung gemäß einem
beispielhaften Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Nockenvorrichtung
umfasst einen ersten und einen zweiten Nockenfolger 21 und 22,
die eine vorbestimmte Bewegung durchführen, während sie sich entlang einer
Endlosnockennut 10 in einer gekrümmten Oberfläche wie
in einem zylindrischen Nocken 1, der in 2 gezeigt
ist, drehen.
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Mit
Bezug auf 1A sind der erste und der zweite
Nockenfolger 21 und 22 an einem Endabschnitt einer
Welle 20 so befestigt, dass sie einzeln drehbar sind, und
in der Nockennut 10 angeordnet. Jeder der Nockenfolger 21 und 22 umfasst
beispielsweise eine äußere Laufbahn
eines Kugellagers B, wobei eine innere Laufbahn Bi des Kugellagers
B am äußeren Umfang
des Endabschnitts der Welle 20 befestigt ist. Die Nockenfolger 21 und 22 sind
so angeordnet, dass sie dieselbe Achse L als ihr Drehzentrum besitzen.
Das heißt,
sie sind koaxial angeordnet oder liegen koaxial.
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Die
Nockennut 10 umfasst eine erste und eine zweite Seitenwand 11 und 12 und
eine Bodenwand 13 als Komponenten des zylindrischen Nockens 1 (2).
Die erste Seitenwand 11 umfasst eine erste obere Seitenwandfläche 11a und
eine erste untere Seitenwandfläche 11b und
die zweite Seitenwand 12 weist eine zweite obere Seitenwandfläche 12a und
eine zweite untere Seitenwandfläche 12b auf.
Die "oberen" und "unteren" Seitenwandflächen, wie
hierin verwendet, beziehen sich auf obere bzw. untere Teile jeder
Seitenwand, wenn die Bodenwand 13 der Nockennut 10 in
der unteren Position liegt.
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Die
erste und die zweite obere Seitenwandfläche 11a und 12a können einander
zugewandt sein bzw. die erste und die zweite untere Seitenwandfläche 11b und 12b können einander
zugewandt sein. Die erste obere und untere Seitenwandfläche 11a und 11b der
ersten Seitenwand 11 sind in Bezug auf eine Mittellinie 14 der
Nockennut 10 gegeneinander verschoben, wie in 1B und 1C genauer dargestellt. Die erste obere
Seitenwandfläche 11a steht
in Richtung der Mittellinie 14 um ein Ausmaß Δ von der ersten
unteren Seitenwandfläche 11b vor,
wie in 1A dargestellt. Die zweite obere
und untere Seitenwandfläche 12a und 12b der
zweiten Seitenwand 12 sind in Bezug auf die Mittellinie 14 der
Nockennut 10 gegeneinander verschoben. Die zweite untere Seitenwandfläche 12b steht
in Richtung der Mittellinie 14 um das Ausmaß Δ von der
zweiten oberen Seitenwandfläche 12a vor.
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Der
erste Nockenfolger 21 ist zwischen der ersten und der zweiten
oberen Seitenwandfläche 11a und 12a angeordnet,
während
der zweite Nockenfolger 22 zwi schen der ersten und der
zweiten unteren Seitenwandfläche 11b und 12b angeordnet
ist.
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Durch
Festlegen der Positionen des ersten und des zweiten Nockenfolgers 21 und 22 und
der Form der Nockennut 10, wie vorstehend beschrieben,
stehen der erste und der zweite Nockenfolger 21 und 22 mit
der ersten oberen Seitenwandfläche 11a bzw.
der zweiten unteren Seitenwandfläche 12b in Kontakt.
Mit anderen Worten, wenn ein Nockenfolger 21 (22)
durch eine Seitenwand 11 (12) geregelt wird, wird
der andere Nockenfolger 22 (21) so angeordnet, dass
er vom Kontakt mit der Seitenwand 11 (12) abgehalten
wird. Folglich wird jeder der Nockenfolger 21 und 22 so
angeordnet, dass er mit nur einer Seitenwand 11 oder 12 in
Kontakt steht.
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1B zeigt
einen modifizierten Nockenfolger dieser Ausführungsform.
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Mit
Bezug auf 1B wird ermöglicht, dass sich ein Nockenfolger 22 einteilig
mit der Welle 20 dreht, solange die Welle 20 mit
einem Lager 50 oder dergleichen drehbar abgestützt ist.
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Als
nächstes
wird ein Verwendungsbeispiel der vorstehend beschriebenen Nockenvorrichtung beschrieben. 2 zeigt
eine Drehvorrichtung (Richtungsänderungsvorrichtung) 3,
die die Nockenvorrichtung gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Die
Drehvorrichtung 3 kann die Richtung (Position) von Objekten
wie z. B. Materialien (Komponenten), Halbfertigteilen, Endprodukten
und dergleichen von wegwerfbaren Tragegütern wie z. B. Papierwindeln
in einer Herstellungseinrichtung für solche Tragegüter beispielsweise ändern.
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Die
obige Drehvorrichtung 3 kann beispielsweise zum Drehen
eines Objekts T, das in 3 gezeigt ist, das durch Schneiden
eines Endabschnitts eines Gewebestreifens T1 entlang einer Zwei-Punkt-Strichlinie
erhalten wird, um 90°,
während
das Objekt mit hoher Geschwindigkeit geführt wird, verwendet werden.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht der Drehvorrichtung 3. Eine
Vielzahl von Blöcken 31 sind auf
dem Umfang einer Drehtrommel 33 so angeordnet, dass sie
um die senkrechte Achse C (2) zur Trommel 33 drehbar
sind. Das Objekt T, das auf irgendeinem der Blöcke 31 liegt, kann
gedreht werden, wenn die Trommel 33 gedreht wird. Die Nockenvorrichtung
dieses Beispiels führt
eine vorbestimmte Bewegung durch, bei der sich die Nockenfolger 21 und 22 entlang
der Seitenwände 11 und 12 der
Endlosnockennut 10 drehen, die am zylindrischen Nocken 1, der
in 2 gezeigt ist, ausgebildet ist.
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Eine
beispielhafte detaillierte Struktur der Drehvorrichtung 3 wird
beschrieben.
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5 ist
eine Querschnittsansicht der Drehvorrichtung 3. Eine Saugwalze 30,
die sich mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit dreht, umfasst:
die Vielzahl von ersten Saugblöcken 31,
die um die Senkrechte C zur Saugwalze 30 drehbar sind; und
eine Vielzahl von nicht-drehbaren zweiten Saugblöcken 32. Die Saugwalze 30 zieht
den Gewebestreifen T1 an sich, so dass ein Endabschnitt des Gewebestreifens
T1 an irgendeinem der ersten Saugblöcke 31 haftet. Der
erste und der zweite Saugblock 31 und 32 weisen
eine Anzahl von Düsen 30a zum Ansaugen
des Gewebestreifens T1 auf. In 5 sind die
Düsen 30a zur
Vereinfachung nur teilweise gezeigt. Der Endabschnitt des Gewebestreifens
T1 wird vom restlichen Abschnitt am ersten Saugblock 31 mit einer
Schneidvorrichtung (nicht dargestellt) abgeschnitten.
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Nach
dem Abschneiden des Gewebestreifens T1 dreht die Drehvorrichtung 3 den
ersten Saugblock 31 um die senkrechte Achse C um 90 Grad,
um dadurch die Position des Objekts T um 90 Grad zu drehen. Das
Objekt T am ersten Saugblock 31 wird dann zu einer anderen
Vorrichtung überführt.
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Der
Winkel, um den das Objekt T gedreht wird, kann auch auf 45 Grad
oder 60 Grad eingestellt werden. Dies wird durch Ändern der
Form des Nocken zum Drehen des ersten Saugblocks 31 durchgeführt.
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Wie
in 5 gezeigt, umfasst die Drehvorrichtung 3 die
ersten Saugblöcke 31 und
die zweiten Saugblöcke 32,
die am äußeren Umfang
der Trommel 33 ausgebildet sind. Die zweiten Saugblöcke 32 sind
an der Trommel 33 befestigt und die Trommel 33 dreht
sich einteilig mit einer Drehachse 34.
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Mit
Bezug auf 2 ist der zylindrische Nocken 1 in
einer nicht-drehbaren Weise um den äußeren Umfang der Drehachse 34 angeordnet,
d. h. befindet sich auf der Innenseite der Blöcke 31. Der zylindrische
Nocken 1 ist an einem Rahmen (nicht dargestellt) über eine
feste Scheibe 36 befestigt. Der zylindrische Nocken 1 weist
die Nockennut 10 auf. Ein Saugloch 36a, das mit
den Düsen 30a (5)
verbunden ist, ist so ausgebildet, dass es sich durch die feste
Scheibe 36 erstreckt.
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Jeder
der ersten Saugblöcke 31 umfasst
die Nockenfolger 21 und 22 über die Welle 20 auf
dem inneren Umfang eines Blockkörpers 31a.
Der Blockkörper 31a ist
an der Trommel 33 und der festen Scheibe 36 befestigt,
so dass er um die senkrechte Achse C drehbar ist. Die Welle 20,
die bezüglich
des Blockkörpers 31a exzentrisch
ist, bewegt sich auf dem Umfang entlang der Nockennut 10.
Durch diese Bewegung der Welle 20 dreht sich der erste
Saugblock 31 um 90 Grad um die Senkrechte C, wie in 4 gezeigt,
und dreht sich dann in der entgegengesetzten Richtung um 90 Grad,
um die ursprüngliche
Position während
des Zeitraums, in dem sich die Saugwalze 30 einmal dreht,
wieder anzunehmen.
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Mit
der obigen Konstruktion dreht sich der erste Saugblock 31 (Folger),
der mit den Nockenfolgern 21 und 22 versehen ist,
in einer vorbestimmten Richtung um den zylindrischen Nocken (Treiber),
der mit der Nockennut 10 versehen ist. Während dieser Drehung
drehen sich die in 1A gezeigten Nockenfolger 21 und 22 in
einer vorbestimmten Richtung, während
sie mit nur einer der Seitenwände 11a bzw. 12b in
Kontakt stehen. Dies verringert den Verschleiß aufgrund eines Gleitkontakts
signifikant.
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Ferner
kann die vorstehend beschriebene Nockenvorrichtung in einer Übertragungsvorrichtung enthalten
sein. Die Übertragungsvorrichtung
kann die Übertragungsgeschwindigkeit
von Blöcken ändern, um
einen Zwischenraum zwischen benachbarten Blöcken zu ändern.
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Der "Treiber", wie hierin verwendet,
bezieht sich auf ein Element (Nocken), das mit einer vorbestimmten
Nockenkurve in Form einer Nut versehen ist, und der "Folger" bezieht sich auf
ein Element, das eine komplizierte Bewegung über die Nockenfolger durchführt.
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Folglich
wurde ein beispielhafter Aspekt der vorliegenden Erfindung mit Bezug
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es wird als für Fachleute
klar angenommen, dass Änderungen
und Modifikationen der vorliegenden Erfindung angesichts der obigen
Lehre und der bekannten Verfahren möglich sind.
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Die
Nockenvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist beispielsweise
auch auf andere Vorrichtungen als die vorstehend beschriebene Drehvorrichtung
anwendbar. Die Nockenvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
auch auf eine Fertigungsmaschine für andere Produkte als Tragegüter und
sogar eine andere Anlage und andere Maschinen als eine Fertigungsmaschine
angewendet werden. Die zwei Nockenfolger können alternativ nicht dieselbe
Achse aufweisen, sondern können
so angeordnet oder gelegen sein, dass sie zueinander parallele Achsen
aufweisen.
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Solche Änderungen
und Modifikationen werden daher als innerhalb den Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung fallend aufgefasst, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert.
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Folglich
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Paar unabhängig
drehbarer Nockenfolger geschaffen. Die Nockenfolger sind so angeordnet, dass
ihre Achsen dieselbe oder parallel zueinander sind und dass, wenn
einer der Nockenfolger mit einer der Seitenwände einer Nockennut in Kontakt
steht, der andere Nockenfolger vom Kontakt mit der Seitenwand abgehalten
wird. Das heißt,
jeder der Nockenfolger steht mit nur einer Seitenwand in Kontakt.
Daher wird theoretisch die Richtung der Drehung jedes Nockenfolgers
unverändert
gehalten. Dies verringert die Gleitreibung der Nockenfolger signifikant
und verbessert folglich die Haltbarkeit.