EP4705658A1 - Antriebsvorrichtung zur abtriebsbewegung eines verfahrelements sowie eine vorrichtung zur herstellung von gewinde und profilen auf rohlingen mit dieser antriebsvorrichtung - Google Patents

Abstract

Antriebsvorrichtung (10) zur Abtriebsbewegung eines Verfahrelements, umfassend einen Pleuel (12), der mit dem Verfahrelement verbunden ist. Die Antriebsvorrichtung (10) umfasst eine Kurbel (22) und eine Exzentereinrichtung (26). Die Exzentereinrichtung (26) weist eine mechanische Einstellvorrichtung (36) auf, umfassend ein Einstellelement (38), das auf ein Exzenterelement (40) einwirkt, wobei die Einstellvorrichtung (36) derart ausgebildet ist, dass von dem Einstellelement (38) unterschiedliche Einstelllagen relativ zur Kurbeldrehachse, nämlich Position und / oder Ausrichtung, einnehmbar sind, wobei das Einstellelement (38) in dieser Einstelllage arretierbar ist, und wobei einer Einstelllage eine Umlaufbahn der Augenlagerachse (ALA) um die Kurbeldrehachse (KDA) zugeordnet ist.

Description

ANTRIEBSVORRICHTUNG ZUR ABTRIEBSBEWEGUNG EINES VERFAHRELEMENTS SOWIE EINE VORRICHTUNG ZUR HERSTELLUNG VON GEWINDE UND PROFILEN AUF ROHLINGEN MIT DIESER ANTRIEBSVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zur Abtriebsbewegung eines Verfahrelements gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.

Antriebsvorrichtungen zur Abtriebsbewegung eines Verfahrelements sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Sie sind beispielsweise in Gewindewalzmaschinen integriert, um bei der Herstellung eines Gewindes und / oder eines Profils auf einem Rohling, der sich zwischen zwei Walzbacken befindet, eine lineare hin und her Bewegung einer beweglichen Walzbacke gegenüber einer parallel angeordneten, stationären Walzbacke zu erzeugen. Das eingewalzte Profil auf einem Rohling muss nach einer halben Umdrehung exakt in das Profil der jeweils anderen Walzbacke einlaufen. Dadurch ist es notwendig die jeweilige Längsbewegung der Walzbacken aufeinander abzustimmen. Zur reproduzierbaren Herstellung Gewinde hoher Qualität müssen die Walzbacken mit hoher Genauigkeit arbeiten und untereinander präzise ausgerichtet sein.

So beschreiben die DE 2 413 035 A, die US 3 308 642 A und die US 3 117 473 A jeweils eine Antriebsvorrichtung einer Gewindewalzmaschine, die ein Verfahrelement, z.B. eine Walzbacke, hin und her bewegen kann. Die Antriebsvorrichtung umfasst einen Pleuel, der an einem Ende mit dem Verfahrelement verbunden ist und am jeweils anderen Ende ein Pleuelauge aufweist, in dem ein Augenlager angeordnet ist, das über eine Augenlagerachse mit einer Exzentereinrichtung verbunden ist. Die Exzentereinrichtung ist über ein Exzentereinrichtungslager mit einer drehbaren Kurbel der Antriebsvorrichtung verbunden. Eine Exzentrizität der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse ist verstellbar.

Die Abstimmung des Verfahrelements in Längsrichtung, insbesondere die Hublage einer beweglichen Walzbacke, die sich aus der Ausgangsposition und der maximalen Hubposition ergibt, ist abhängig von den Produktparametern der herzustellenden Schraube oder der Fertigungstoleranz eines Walzbackenpaares. Eine entsprechende Anpassung kann mit dem bekannten Stand der Technik nur aufwändig vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung zur Abtriebsbewegung eines Verfahrelements vorzuschlagen, bei der eine Ei nstellbarkeit einer Hublage des Verfahrelements stufenlos und präzise mit hoher Reproduzierbarkeit auf einfache Weise ausführbar ist. Insbesondere soll die Einstellung automatisierbar sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen aus.

In bekannter Art und Weise umfasst eine Antriebsvorrichtung, die eine Abtriebsbewegung eines Verfahrelements ausführt, einen Pleuel, der an einem ersten Ende ein Pleuelauge und an einem zweiten Ende ein Führungselement aufweist, das mit dem beweglichen Verfahrelement verbunden ist. Das Verfahrelement kann beispielsweise ein Werkzeug, ein Gestänge des Werkzeugs oder Ähnliches sein.

Das Führungselement ist derart gelagert, dass es im Wesentlichen eine translatorische Bewegung in einer Führungsrichtung ausführt. Das Führungselement ist bevorzugt drehbar und / oder schwenkbar um eine Führungselementachse gelagert.

Die Antriebsvorrichtung umfasst eine Kurbel, die beispielsweise als ein Kurbelarm oder ein Kurbelrad ausgebildet ist und um eine Kurbeldrehachse drehbar gelagert ist. Die Kurbel kann insbesondere an einem Gehäuse gelagert sein. Die Kurbel ist ein angetriebenes Element der Antriebsvorrichtung und kann Antriebsstrukturen aufweisen, z.B. außenliegende Zähne, über die es angetrieben wird. Dadurch kann die Kurbel einen Kurbelwinkel überstreichen.

Ferner weist die Antriebsvorrichtung eine Exzentereinrichtung auf, die ein Augenlager und ein Exzentereinrichtungslager aufweist. Die Exzentereinrichtung ist über das Augenlager, das eine Augenlagerachse besitzt, derart mit dem Pleuelauge verbunden, dass das Pleuelauge um die Augenlagerachse drehbar ist. Die Exzentereinrichtung ist über das Exzentereinrichtungslager mit der Kurbel verbunden. Das Exzentereinrichtungslager definiert eine Exzentereinrichtungslagerdrehachse, die in einem festen Abstand zur Kurbeldrehachse angeordnet ist. Bei einem Umlauf der Kurbel dreht sich eine Verbindungslinie zwischen der Kurbeldrehachse und der Exzentereinrichtungslagerdrehachse um die Kurbeldrehachse. Der Abstand der Exzentereinrichtungslagerdrehachse von der Kurbeldrehachse ist dabei größer als der Abstand der Augenlagerachse von der Exzentereinrichtungslagerdrehachse. Die Augenlagerachse liegt exzentrisch zur Kurbeldrehachse.

Dem Führungselement ist eine erste Führungselementlage zugeordnet, bei der die Kurbeldrehachse, die Exzentereinrichtungslagerdrehachse und die Führungselementachse in einer Ebene liegen. Die erste Führungselementlage geht mit einer ersten Kurbelposition der Kurbel einher. Die erste Führungselementlage bzw. erste Kurbelposition bezieht sich beispielsweise auf einen vorderen Totpunkt, bei dem die Führungselementachse die maximale Auslenkung zur Kurbeldrehachse aufweist. Einem hinteren Totpunkt, bei dem die Führungselementachse die geringste Auslenkung zur Kurbeldrehachse aufweist, ist beispielsweise eine zweite Führungselementlage zugeordnet.

Die Exzentereinrichtung ist derart ausgebildet, dass bezogen auf einen Umlauf der Kurbel, d.h. einem Kurbelwinkel von 360° ausgehend von der ersten Kurbelposition, sich eine Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse ergibt. Gemäß der Umlaufbahn verändert sich der Abstand der Augenlagerachse zur Kurbeldrehachse innerhalb einer Umdrehung der Kurbel. Die Exzentereinrichtung ist derart gestaltet, dass die Exzentrizität der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse einstellbar ist.

Erfindungsgemäß weist die Exzentereinrichtung eine mechanische Einstellvorrichtung auf, die ein Einstellelement aufweist, das auf ein Exzenterelement einwirkt, wobei die Einstellvorrichtung derart ausgebildet ist, dass von dem Einstellelement unterschiedliche Einstelllagen relativ zur Kurbeldrehachse, nämlich Position und / oder Ausrichtung einnehmbar sind und das Einstellelement in dieser Einstelllage arretierbar ist, wobei einer Einstelllage eine jeweilige Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse zugeordnet ist.

Zur Verstellung der Exzentrizität der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse, weist die Exzentereinrichtung die mechanische Einstellvorrichtung auf. Die mechanische Einstellvorrichtung kann aufgrund von mechanischen Komponenten, Körpern oder Bauteilen, die mit Kräften aufeinander einwirken, die Verstellung der Exzentrizität der Augenlagerachse zur Kurbeldrehachse erzielen. Die Einstellvorrichtung umfasst das Einstellelement, das mechanisch auf das Exzenterelement wirkt, um dadurch eine mechanisch erzeugte Bewegung der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse zu bewirken.

Das Einstellelement kann unterschiedliche Einstelllagen relativ zur Kurbeldrehachse einnehmen. Die Einstelllage ist die Position und / oder die Ausrichtung des Einstellelements relativ zur Kurbeldrehachse. Die Position kann ein Abstand insbesondere ein radialer Abstand des Einstellelements relativ zur Kurbeldrehachse sein. Die Ausrichtung kann eine Winkelverdrehung des Einstellelements um die Kurbeldrehachse sein.

Einer jeweiligen Einstelllage des Einstellelements ist eine Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse zugeordnet. Durch eine Veränderung der Einstelllage wird eine Ausrichtung der Augenlagerachse relativ zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse, bezogen auf die erste Kurbelposition, verändert, wodurch der Verlauf der Umlaufbahn, also der Abstandsverlauf der Augenlagerachse zur Kurbeldrehachse, verändert wird. Durch die Veränderung des Verlaufs wird eine Änderung der ersten Führungselementlage bzw. der zweiten Führungselementlage des Führungselementes bewirkt. Das Exzentereinrichtungslager ist über einen festen Abstand zur Kurbeldrehachse beabstandet, so dass bei der Veränderung des Verlaufs die erste Führungselementlage und die zweite Führungselementlage sich insbesondere um das gleiche Maß verändern, wodurch eine Hublage des Verfahrelements verstellt ist, ohne die Hublänge zu verändern. Die Einstelllage, und somit die Führungselementlage, kann aufgrund der mechanischen Kopplung präzise und reproduzierbar eingestellt werden.

Weiter erfindungsgemäß ist das Einstellelement in der gewünschten Einstelllage insbesondere formschlüssig arretierbar, so dass die Einstelllage während der Umdrehung der Kurbel unverändert bleibt. So kann erreicht werden, dass die erste Führungselementlage und die zweite Führungselementlage bzw. die Hublage des Verfahrelements bis zur nächsten Veränderung der Einstelllage beibehalten wird.

Da sich das Einstellelement der Einstellvorrichtung an einer relativ zur Kurbel nicht mitdrehenden Position befindet, kann in vorteilhafter Weise die Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse sowohl bei Stillstand als auch während des Betriebs der Antriebsvorrichtung verändert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Exzenterelement über das Exzentereinrichtungslager um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse drehbar an der Kurbel befestigt, wobei das Augenlager derart mit dem Exzenterelement verbunden ist, dass die Augenlagerachse in gleichbleibendem Abstand um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse drehbar angeordnet ist. Die Ausgestaltung mit einem Exzenterelement mit zueinander versetzten Drehachsen erlaubt auf einfache Weise die Verstellung der Augenlagerachse auf der Umlaufbahn um die Kurbeldrehachse, durch Drehung des Exzenterelements um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse. Durch Rotation der Kurbel um die Kurbeldrehachse kann eine Relativdrehung des Exzenterelements zur Kurbel verursacht werden. So kann innerhalb einer Umdrehung der Kurbel sich das Exzenterelement sowohl um die Kurbeldrehachse als auch um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse bewegen. Eine Veränderung einer Ausrichtung des Exzenterelements durch das Einstellelement beeinflusst den Verlauf der Exzentrizität der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse.

Vorzugsweise weist die Exzentereinrichtung eine Verstelleinrichtung auf, die derart mit dem Einstellelement in Wirkverbindung steht, dass eine Betätigung der Verstelleinrichtung die Lage der Augenlagerachse an einem zugeordneten Kurbelwinkel gegenüber der Kurbeldrehachse verändert, wobei die Verstelleinrichtung ferner eine Arretierungseinrichtung umfasst, die das Einstellelement in der Einstelllage, insbesondere formschlüssig, arretiert. Die Veränderung der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse über einen Kurbelwinkel von 360° ausgehend von der ersten Kurbelposition ist die Umlaufbahn. Die Veränderung der Umlaufbahn wird durch die veränderte Position und / oder Ausrichtung des Einstellelements relativ zur Kurbeldrehachse mittels Verstelleinrichtung ermöglicht.

Bevorzugt weist die Verstelleinrichtung eine Antriebstruktur zur Aufnahme einer Drehbewegung auf. Über die Antriebstruktur ist die Verstelleinrichtung mit einem Antrieb verbindbar. Der Antrieb ermöglicht die Drehbewegung der Verstelleinrichtung, welche die Position und / oder Ausrichtung des Einstellelements verändern kann. In Folge wirkt das Einstellelement mechanisch auf das Exzenterelement, um die Exzentrizität der Augenlagerachse zur Kurbeldrehachse zu verstellen.

Vorzugsweise umfasst die Verstelleinrichtung einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, der mit der Antriebsstruktur verbunden ist. Es ist auch denkbar, dass die Antriebsvorrichtung mit einem hydraulischen Motor ausgebildet ist. Die Verstellung der Position und / oder Ausrichtung des Einstellelements ist auf einfache Weise automatisierbar.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist die Verstelleinrichtung eine Steuereinrichtung auf, die insbesondere den Motor ansteuert. Dadurch kann die Einstelllage des Einstellelements automatisch eingestellt werden.

In einer Weiterbildung weist die Steuereinrichtung eine Speichereinheit auf, in der ein Parametersatz von Betriebsparametern beispielsweise eines Walzvorgangs abgelegt ist, so dass abhängig von dem Parametersatz eine zugeordnete Einstelllage des Einstellelements über eine Ansteuerung des Motors eingestellt werden kann. So kann schnell und einfach eine Einstellung des Einstellelements, beispielsweise abhängig von Produktparametern, vorgenommen werden. Durch die gespeicherten Einstelllagen des Einstellelements kann mittels Ansteuerungsverfahren des Motors eine Verstellung des Einstellelements in vorteilhafter Weise sensorlos erfolgen und reproduzierbar wiederholt werden.

Bevorzugt umfasst die Verstelleinrichtung ein Verstellgetriebe, das als selbsthemmendes Getriebe ausgebildet ist. Dadurch kann die Einstellung und das Arretieren des Einstellelements mit demselben Getriebe erfolgen. Durch Antrieb des Getriebes kann die Verstellung der Einstelllage erzielt werden. Bei unbelastetem Getriebe wird die Rückstellung des Einstellelements verhindert, so dass dieses in der eingestellten Einstelllage arretiert ist. Das Verstellgetriebe ist widerstandsfähig gegen Lockerung, z.B. Verrutschen oder Verdrehen, und bildet die Arretierungseinrichtung, die das Einstellelement in der Einstelllage arretiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verstellgetriebe ein gewindetragendes Schraubelement, das zwischen der Antriebsstruktur und dem Einstellelement wirkt, wobei das Gewinde selbsthemmend ausgelegt ist. Das gewindetragende Schraubelement und das Einstellelement können Teil eines Getriebes sein und stehen insbesondere in direktem Eingriff miteinander. Eine Verstellung des Schraubelements verändert eine Einstelllage, d.h. Position und / oder Ausrichtung des Einstellelements relativ zur Kurbeldrehachse. Durch eine solche Ausgestaltung kann zuverlässig eine Rückstellung verhindert werden, z.B. durch Verrutschen oder Verdrehen des Einstellelements, da sich ein Formschluss zwischen den Getriebeverzahnungen ergibt, wodurch auch das Einstellelement formschlüssig in seiner Einstelllage festgehalten wird. Die Verstelleinrichtung kann zur Einstellung der Position und / oder Ausrichtung des Einstellelements sowie zum Festlegen der Position und / oder Ausrichtung verwendet werden. So sind Einstellung und Arretierung in vorteilhafter Weise durch die gleiche Einrichtung erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Exzenterelement als ein Zahnrad und das Einstellelement als ein Zentralzahnrad ausgebildet, wobei das Zentralzahnrad koaxial zum und über das Verstellgetriebe drehbar um die Kurbeldrehachse angeordnet ist und über das Verstellgetriebe arretierbar ist, wobei es im arretierten Zustand derart mit dem Zahnrad zusammenwirkt, dass das Zahnrad bei Drehung der Kurbel eine Relativdrehung zur Kurbel ausführt, wobei dabei die Augenlagerachse um die Exzentereinrichtungslagerachse herum bewegt wird.

Über eine Winkelverdrehung des Zentralzahnrades um seine Drehachse, die koaxial zur Kurbeldrehachse liegt, wird die Ausrichtung des Zentralzahnrades relativ zur Kurbeldrehachse eingestellt. Dabei wirkt das Zentralzahnrad mechanisch auf das Zahnrad ein, um das koaxial zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse liegende und fest mit dem Augenlager verbundene Zahnrad ebenfalls zu verdrehen. Dadurch wird das Augenlager verstellt. Das geht mit einer Veränderung der Position der Augenlagerachse gegenüber der Exzentereinrichtungslagerdrehachse einher. Somit ist eine Exzentrizität der Augenlagerachse gegenüber der Kurbeldrehachse verstellt und die Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse ist verändert. Das hat zur Folge, dass die erste Führungselementlage und die zweite Führungselementlage in Führungsrichtung verändert werden und eine Verstellung der Hublage des Verfahrelements bewirkt werden kann.

Das Zentralzahnrad ist entsprechend so befestigt, dass sich die Kurbel drehen kann und das Zentralzahnrad feststeht, wobei das Zentralzahnrad in der Einstelllage über die Verstelleinrichtung arretierbar ist. Das arretierte Zentralzahnrad wirkt derart mit dem Zahnrad zusammen, dass das Zahnrad durch Drehung der Kurbel eine Relativdrehung zur Kurbel ausführt. Bevorzugt wälzt sich das Zahnrad bei einer Umdrehung der Kurbel direkt am Zentralzahnrad ab.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Verstellgetriebe als ein Schneckengetriebe ausgebildet sein, das ein Schneckenrad umfasst, welches drehfest mit dem Zentralzahnrad verbunden ist, wobei das gewindetragende Schraubelement eine Schneckenwelle umfasst, die mit dem Schneckenrad in Eingriff steht. Der Gewindegang der Schneckenwelle greift in die Zahnlücken des Schneckenrads ein. Ein solches Schneckengetriebe weist eine hohe Belastbarkeit auf. Durch das Schneckengetriebe ergibt sich ein großer Widerstand gegen Verrutschen oder Verdrehen der aneinander liegenden Schneckenwelle und Schneckenrad. Dadurch ist das mit dem Schneckenrad in Eingriff stehende Zentralzahnrad in seiner Einstelllage arretiert.

Beim Verstellen des Einstellelements bzw. des Zentralzahnrades kann das Schneckenrad auf einfache Weise in beide Drehrichtungen gleichermaßen verstellt werden. Durch Verdrehen des Zentralzahnrades um die Kurbeldrehachse wird das Zahnrad verdreht, wodurch wiederum eine Verstellung des Augenlagers und in Folge die erste und zweite Führungselementlage bewirkt ist. Auf diese Weise kann über ein stufenloses Verdrehen des ortsfesten Zentralzahnrades eine stufenlose Verstellung der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse erreicht werden, um mit hoher Präzession eine genaue Einstellung der ersten Position des Führungselements bzw. des beweglichen Verfahrelements zu ermöglichen.

Bevorzugt sind das Zentralzahnrad und das Zahnrad mit einer gleichen Anzahl Zähne ausgebildet. So ist die Augenlagerachse nach einer Umdrehung des Exzentereinrichtungslagers um die Kurbeldrehachse wieder am Ausgangspunkt. Dadurch bleibt eine Hublänge des Führungselementes bzw. der Führungselementachse unverändert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Exzenterelement ein Hebel, der um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse um einen Schwenkwinkel schwenkbar ist. Die Augenlagerachse ist am Hebel exzentrisch zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse angeordnet. Abhängig vom Schwenkwinkel des Hebels verändert sich daher die Lage der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse, wobei die Schwenkbewegung des Hebels durch eine Kulissensteuerung realisiert ist. Die Kulissensteuerung umfasst das Einstellelement. Durch die Kulissensteuerung kann eine Kurvenbahn aufgrund der Drehung der Kurbel abhängig von der Position des Einstellelements umgesetzt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Kulissensteuerung derart umgesetzt, dass das Einstellelement ein Kulissenstein ist, der relativ zur Kurbel um eine Drehachse, die parallel zur Kurbeldrehachse liegt, drehbar ist. Die Kulisse ist entlang des Hebels insbesondere in Form eines Langlochs gebildet. So ergibt sich, dass abhängig vom insbesondere radialen Abstand des Kulissensteins zur Kurbeldrehachse der Schwenkwinkel des Hebels sich über einen Umlauf ändert.

Die Verstelleinrichtung ist derart ausgebildet, dass der Kulissenstein in einem verstellbaren Abstand zur Kurbeldrehachse arretierbar ist. Dadurch kann eine gute Wiederholbarkeit der Verstellung erreicht werden und es erfolgt eine gute Drehmomentabstützung.

Durch eine Positionsveränderung des Kulissensteins relativ zur Kurbeldrehachse verändert sich der Schwenkwinkelbereich des Hebels relativ zum Exzentereinrichtungslager, wodurch sich die Exzentrizität der Augenlagerachse gegenüber der Kurbeldrehachse verschiebt. Dadurch verschiebt sich die Auslenkung des Pleuels sowie die erste Führungselementlage und die zweite Führungselementlage in Führungsrichtung und somit auch die Hublage des Verfahrelements. Bevorzugt ist das Verstellgetriebe ein Spindelgetriebe, das mit dem Kulissenstein verbunden ist. Das Spindelgetriebe umfasst ein selbsthemmendes Schraubelement, das derart mit dem Kulissenstein verbunden ist, dass bei Betätigung des Spindeltriebs der insbesondere radiale Abstand des Kulissensteins zur Kurbeldrehachse veränderbar ist. Der Kulissenstein ist entlang einer Verschiebeachse des Spindelgetriebes positionsverstellbar. Die Position des Kulissensteins ist über das selbsthemmende Schraubelement in einem Abstand zur Kurbeldrehachse festlegbar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Spindelgetriebe eine Spindelachse auf, die orthogonal zur Kurbeldrehachse liegt. Eine Änderung der Position des Kulissensteins verändert den Abstand, den der Kulissenstein zur Kurbeldrehachse innehält.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verstelleinrichtung eine Arretiereinrichtung, die das Einstellelement in einer Einstelllage festlegt. Die Arretiereinrichtung kann beispielsweise das Einstellelement bei der Verstellung der Einstelllage führen und dann bei Erreichen der Einstelllage das Einstellelement arretieren.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Herstellung von Gewinde und Profilen auf Rohlingen eine Walzbackenanordnung, die eine stationäre Walzbacke und eine bewegliche Walzbacke aufweist, welche in einer Führungsrichtung parallel zueinander geführt sind, wobei die bewegliche Walzbacke mit einer Antriebsvorrichtung verbunden ist, die eine translatorische Bewegung der beweglichen Walzbacke relativ zur stationären Walzbacke erzeugt, und wobei die Antriebsvorrichtung eine verstellbare Exzentereinrichtung zur Ausrichtung der beweglichen Walzbacke relativ zur stationären Walzbacke aufweist.

Die bewegliche Walzbacke und die stationäre Walzbacke weisen jeweils ein Walzprofil auf. Über die Antriebsvorrichtung ist eine lineare hin und her Bewegung der beweglichen Walzbacke relativ zur parallel angeordneten, stationären Walzbacke erzeugbar. Zur präzisen Ausrichtung der beiden Walzbacken untereinander weist die Antriebsvorrichtung eine verstellbare Exzentereinrichtung auf.

Erfindungsgemäß ist die Antriebsvorrichtung wie oben beschrieben ausgebildet. Die Antriebsvorrichtung umfasst einen Pleuel, der an einem ersten Ende ein Pleuelauge und an einem zweiten Ende ein Führungselement aufweist, das eine Führungselementachse besitzt und an dem die bewegliche Walzbacke unmittelbar oder mittelbar derart gelagert ist, dass die Führungselementachse und damit die bewegliche Walzbacke eine lineare Bewegung in der Führungsrichtung ausführt.

Die Antriebsvorrichtung umfasst ferner eine Kurbel, welche insbesondere als ein Kurbelarm oder ein Kurbelrad ausgebildet ist und um eine Kurbeldrehachse drehbar gelagert ist.

Die Exzentereinrichtung der Antriebsvorrichtung ist über ein Augenlager, das eine Augenlagerachse besitzt, mit einem um die Augenlagerachse drehbaren Pleuelauge eines Pleuels verbunden.

Ferner weist die Exzentereinrichtung ein Exzentereinrichtungslager auf, das eine Exzentereinrichtungslagerdrehachse definiert. Die Exzentereinrichtung ist über das Exzentereinrichtungslager an der Kurbel gelagert.

Die Exzentereinrichtungslagerdrehachse weist einen festen Abstand zur Kurbeldrehachse auf. Durch eine Drehung der Exzentereinrichtung um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ergibt sich eine Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse, gemäß der sich der Abstand der Augenlagerachse zur Kurbeldrehachse innerhalb einer Umdrehung der Kurbel verändert, wobei die Exzentrizität der Augenlagerachse relativ zur Kurbeldrehachse über die Exzentereinrichtung einstellbar ist.

Dazu weist die Exzentereinrichtung eine mechanische Einstellvorrichtung auf, die ein Einstellelement, das mechanisch auf ein Exzenterelement einwirkt, umfasst. Das Einstellelement kann unterschiedliche Einstelllagen relativ zur Kurbeldrehachse, nämlich Position und / oder Ausrichtung, einnehmen, wobei die Einstelllage des Einstellelements insbesondere formschlüssig arretierbar ist. Einer jeweiligen Einstelllage ist jeweils eine Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse zugeordnet, so dass durch die Veränderung des Verlaufs der Umlaufbahn eine Lageänderung des Führungselementes bewirkt ist. Dadurch ist eine Hublage der bewegliche Walzbacke einstellbar. Es ist also in Führungsrichtung eine Ausgangsposition, welche die bewegliche Walzbacke innehält, bevor sie gegenüber der stationären Walzbacke über einen Hub bewegt wird, veränderbar ohne die Hublänge zu verändern. Durch die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung kann eine Ausrichtung der beweglichen Walzbacke relativ zur stationären Walzbacke mit großer Genauigkeit eingestellt sowie einfach reguliert werden, so dass reproduzierbar Gewinde hoher Qualität hergestellt werden können.

Das Einstellelement ist in der gewünschten Einstelllage insbesondere formschlüssig arretierbar, so dass die Einstelllage während der Umdrehung der Kurbel unverändert bleibt. So kann erreicht werden, dass die Hublage der beweglichen Walzbacke bis zur nächsten Veränderung der Einstelllage beibehalten wird.

Das Einstellelement befindet sich an einer relativ zur Kurbel nicht mitdrehenden Position. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Umlaufbahn der Augenlagerachse um die Kurbeldrehachse sowohl bei Stillstand als auch während des Betriebs der Vorrichtung verändert werden.

Die im Rahmen der Beschreibung der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung beschriebenen Weiterbildungen können auch auf die Vorrichtung zur Herstellung von Gewinden und Profilen zutreffen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

In der Zeichnung bedeutet:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;

Fig. 2 eine seitliche Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;

Fig. 3 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen;

Fig. 4 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung mit einem verstellten Einstellelement und in jeweils unterschiedlichen Arbeitsstellungen;

Fig. 5 eine Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung mit einem verstellten Einstellelement und in jeweils unterschiedlichen Arbeitsstellungen;

Fig. 6 eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 7 eine seitliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung;

Fig. 8 eine Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung nach Fig. 7;

Fig. 9 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung in unterschiedlichen Arbeitsstellungen;

Fig. 10 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung mit einem verstellten Einstellelement und in jeweils unterschiedlichen Arbeitsstellungen; und

Fig. 11 eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung mit einem verstellten Einstellelement und in jeweils unterschiedlichen Arbeitsstellungen.

Fig. 1 bis Fig. 11 zeigen in einer schematischen Darstellung eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung zur Abtriebsbewegung eines Verfahrelements.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 10 gezeigt. Die Antriebsvorrichtung 10 weist einen Pleuel 12 auf, der an einem ersten Ende 14 ein Pleuelauge 16 und an einem zweiten Ende 18 ein Führungselement 20 aufweist, das mit einem vorliegend nicht dargestellten beweglichen Verfahrelement unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise durch ein Gestänge oder Ähnliches, verbunden ist. Das Verfahrelement kann insbesondere eine bewegliche Walzbacke einer Gewindewalzmaschine sein.

Das Führungselement 20 ist insbesondere drehbar und / oder schwenkbar um eine Führungselementachse FA gelagert. Das Führungselement 20 ist derart gelagert, dass es im Wesentlichen eine translatorische Bewegung in einer Führungsrichtung FR ausführt, die orthogonal zur Führungselementachse FA liegt.

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine Kurbel 22, die vorliegend als ein Kurbelrad ausgebildet ist. Die Kurbel 22 ist vorliegend über eine Lagerachse 24 an einem nicht dargestellten Gehäuse beispielsweise einer Gewindewalzmaschine gelagert. Die Kurbel 22 ist um eine Kurbeldrehachse KDA drehbar gelagert und sie besitzt eine orthogonal zur Kurbeldrehachse KDA liegende Kurbelachse KA. Die Kurbelachse KA kann um die Kurbeldrehachse KDA rotieren und überstreicht dabei einen Kurbelwinkel a. Die Kurbel 22 weist vorliegend Antriebsstrukturen 25 in der Form von außenliegenden Zähnen auf, über welche die Kurbel 22 antreibbar ist.

Die Antriebsvorrichtung 10 weist ferner eine Exzentereinrichtung 26 auf, die über ein Augenlager 32, das eine Augenlagerachse ALA besitzt, mit dem Pleuelauge 16 verbunden ist. Das Pleuelauge 16 ist um die Augenlagerachse ALA drehbar angeordnet.

Die Exzentereinrichtung 26 ist über ein Exzentereinrichtungslager 34 mit der Kurbel 22 verbunden. Das Exzentereinrichtungslager 34 besitzt eine Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA, um die es drehbar ist. Die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA ist in einem festen Abstand D zur Kurbeldrehachse KDA angeordnet. Der Abstand D ist größer als ein Abstand d der Augenlagerachse ALA zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA. Die Augenlagerachse ALA weist eine Exzentrizität EZ zur Kurbeldrehachse KDA auf.

Bei einem Umlauf der Kurbel 22 schwenkt sich eine Verbindungslinie VL, welche die Kurbeldrehachse KDA mit der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA verbindet und orthogonal zur Kurbeldrehachse sowie zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA liegt, um die Kurbeldrehachse KDA.

Vorliegend ist die Antriebsvorrichtung 10 in einer Arbeitsstellung A gezeigt, welche einen vorderen Totpunkt der Kurbel 22 bezeichnet, bei dem die Kurbeldrehachse KDA, die Augenlagerachse ALA sowie die Führungselementachse FA in einer Ebene liegen und die Führungselementachse FA die größte Auslenkung Smax zur Kurbeldrehachse KDA aufweist. Einhergehend mit dem vorderen Totpunkt sind dem Führungselement 20 eine erste Führungselementlage 27 und der Kurbel 22 eine erste Kurbelposition 28 der Kurbel 22 zugeordnet.

Wenn die Kurbel 22 ausgehend von der ersten Kurbelposition 28 einen Kurbelwinkel von 180° überstreicht, ist der Kurbel 22 eine zweite Kurbelposition 30 zugeordnet, die mit einem hinteren Totpunkt der Kurbel 22 einhergeht, wie in Fig. 3 bis Fig. 5 beschrieben ist. Dem Führungselement 20 ist einhergehend mit der zweiten Kurbelposition 30 eine zweite Führungselementlage 29 zugeordnet, in der die Führungselementachse FA die geringste Auslenkung Smin relativ zur Kurbeldrehachse KDA aufweist und die Antriebsvorrichtung 10 die Arbeitsstellung B aufweist. Eine Erstreckung zwischen der ersten Führungselementlage 27 und der zweiten Führungselementlage 29 entspricht einer Hublänge H des mit dem Führungselement 20 verbundenen Verfahrelements.

Die Exzentereinrichtung 26 ist derart ausgebildet, dass bezogen auf einen Umlauf der Kurbel 22 ausgehend beispielsweise von der ersten Kurbelposition 28, sich eine Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA ergibt. Gemäß der Umlaufbahn verändert sich die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA zur Kurbeldrehachse KDA innerhalb einer Umdrehung der Kurbel 22.

Die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA relativ zur Kurbeldrehachse KDA ist einstellbar. Dazu weist die Exzentereinrichtung 26 eine mechanische Einstellvorrichtung 36 auf, die ein Einstellelement 38 aufweist, das mit mechanischen Kräften auf ein Exzenterelement 40 einwirkt. In der vorliegenden Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 ist das Einstellelement 38 als ein Kulissenstein 39 und das Exzenterelement 40 als ein Hebel 41 ausgebildet.

Der Hebel 41 ist um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA um einen Schwenkwinkel ß schwenkbar und verschwenkt die Augenlagerachse ALA um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA. Die Schwenkbewegung des Hebels 41 ist durch eine Kulissensteuerung realisiert, die den Kulissenstein 39 umfasst. Der Kulissenstein 39 ist relativ zur Kurbel 22 um eine vorliegend koaxial zur Kurbeldrehachse KDA liegende Drehachse DA drehbar, wobei der Kulissenstein 39 in einer Kulisse 42 aufgenommen ist, die vorliegend als ein Langloch entlang des Hebels 41 ausgebildet ist. Durch eine Veränderung der Position des Kulissensteins 39 relativ zur Kurbeldrehachse KDA verändert sich ein Schwenkwinkelbereich des Hebels 41 , siehe Fig. 4.

Aufgrund der Drehung der Kurbel 22 ergibt sich durch die Kulissensteuerung eine Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA, die in Abhängigkeit des Schwenkwinkelbereichs des Hebels 41 sich verändern kann, wobei der Schwenkwinkelbereich wiederum über eine Veränderung der Position des Kulissensteins 39 zur Kurbeldrehachse KDA einstellbar ist.

So ergibt sich, dass der Umlauf der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA in Abhängigkeit vom insbesondere radialen Abstand des Kulissensteins 39 zur Kurbeldrehachse KDA verändert werden kann. Jeder Einstelllage des Kulissensteins 39 ist eine Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA zugeordnet.

Zur Verstellung der Position des Kulissensteins 39 weist die Exzentereinrichtung 26 eine vorliegend nicht dargestellte Verstelleinrichtung 44 auf, die in Fig. 2 näher beschrieben ist.

Fig. 2 zeigt eine seitliche Darstellung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 10. Die Exzentereinrichtung 26 weist die Verstelleinrichtung 44 auf, die mit dem Kulissenstein 39 in Wirkverbindung steht und über die eine Position des Kulissensteins 39 relativ zur Kurbeldrehachse KDA einstellbar ist.

Vorliegend umfasst die Verstelleinrichtung 44 ein Spindelgetriebe 46, das eine Spindel 48 und ein selbsthemmendes Schraubelement 50 umfasst. Die Spindel 48 besitzt eine Spindelachse SA, die orthogonal zur Kurbeldrehachse KDA liegt.

Das Schraubelement 50 ist mit dem Kulissenstein 39 verbunden, der um eine vorliegend koaxial zur Kurbeldrehachse KDA liegenden Drehachse DA drehbar gelagert ist. Wenn die Kurbelachse KA einen Kurbelwinkel a überstreicht, rotiert der Kulissenstein 39 um seine Drehachse DA und der Hebel 41 schwenkt um die Drehachse DA, wobei der Hebel 41 ausgehend von der Verbindungslinie VL, welche die Kurbeldrehachse KDA und die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA verbindet, einen Schwenkwinkel ß überstreicht. Dabei führt die Führungselementachse FA eine lineare Bewegung in Führungsrichtung FR aus.

Durch die Betätigung des Spindelgetriebes 46 der Verstelleinrichtung 44 ist die Einstelllage des Kulissensteins 39 veränderbar. Die Verstelleinrichtung 44 weist zur Aufnahme einer Drehbewegung eine Antriebstruktur auf, die mit einem Motor 52 insbesondere ein Elektromotor verbunden ist. Der Motor 52 versetzt die Spindel 48 in eine Drehbewegung, wodurch eine Position des Schraubelements 50 entlang der Spindelachse SA der Spindel 48 in beide Richtungen verstellbar ist. Das Schraubelement 50 ist durch eine Arretiereinrichtung 74 in der Einstelllage festgelegt, wobei die Arretiereinrichtung 74 vorliegend zur linearen Führung des Schraubelements 50 ausgebildet ist.

Die Verstelleinrichtung 44 kann also die Einstelllage des Kulissensteins 39 durch die Verstellung des insbesondere radialen Abstands des mit dem Schraubelement 50 drehbar verbundenen Kulissensteins 39 zur Kurbeldrehachse KDA verändern, siehe auch Fig. 4. Dadurch ist der Schwenkwinkel ß relativ zur Verbindungslinie VL und somit der Schwenkwinkelbereich des Hebels 41 verändert, wodurch sich die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA verändert. In der Folge sind die erste Führungselementlage 27 sowie die zweite Führungselementlage 29 und der Hub des Verfahrelements verändert.

Das Schraubelement 50 ist insbesondere selbsthemmend ausgebildet, so dass die Position des Kulissensteins 39 im Abstand zur Kurbeldrehachse KDA formschlüssig arretierbar ist und die Einstelllage während der Umdrehung der Kurbel 22 unverändert bleibt. Dadurch wird erreicht, dass die erste Führungselementlage 27 und die zweite Führungselementlage 29 bis zur nächsten Veränderung der Einstelllage beibehalten werden.

Die Verstelleinrichtung 44 kann ferner eine Steuereinrichtung aufweisen, die insbesondere den Motor 52 ansteuert. Dadurch ist die Einstelllage des Kulissensteins 39 automatisch einstellbar. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise auf eine Speichereinheit zugreifen, in der ein Parametersatz von Betriebsparametern z.B. eines Walzvorgangs abgelegt ist. Abhängig von dem Parametersatz kann eine zugeordnete Einstelllage des Kulissensteins 39 über eine Ansteuerung des Motors 52 eingestellt werden. Durch die gespeicherten Einstelllagen des Kulissensteins 39 kann schnell und einfach eine Verstellung des Kulissensteins 39 mittels Ansteuerungsverfahren des Motors 52 reproduzierbar wiederholt werden. Die Verstellung kann in vorteilhafter Weise sensorlos erfolgen.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 10 nach Fig. 1 in unterschiedlichen Arbeitsstellungen A, B korrespondierend jeweils mit dem vorderen Totpunkt und dem hinteren Totpunkt der Kurbel 22. Die jeweiligen Kurbeldrehachsen KDA sind vorliegend fluchtend angeordnet. Der Kulissenstein 39 hält in beiden Arbeitsstellungen A, B relativ zur Kurbeldrehachse KDA eine Neutraleinstellung inne, bei der seine Drehachse DA koaxial zur Kurbeldrehachse KDA liegt. In der Neutraleinstelllage rotiert der Kulissenstein 39 in der Kulisse 42 des Hebels 41 um die Kurbeldrehachse KDA.

Einhergehend mit dem vorderen Totpunkt der Arbeitsstellung A weist die Führungselementachse FA die größte Auslenkung Smax zur Kurbeldrehachse KDA auf. Dem Führungselement 20, das vorliegend in einer Führung 21 geführt ist, ist die erste Führungselementlage 27 und der Kurbel 22 die erste Kurbelposition 28 zugewiesen.

Bei einer Umdrehung der Kurbel 22 ausgehend von der ersten Kurbelposition 28 rotiert der Kulissenstein 39 um seine Drehachse DA, die vorliegend koaxial zur Kurbeldrehachse KDA liegt. Die Verbindungslinie VL, welche die Kurbeldrehachse KDA mit der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA verbindet und orthogonal zur Kurbeldrehachse KDA sowie zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA liegt, schwenkt um die Kurbeldrehachse KDA. Durch die Kulissensteuerung ergibt sich eine Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA, die der Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA zur Kurbeldrehachse KDA entspricht. Am vorderen Totpunkt ist die Exzentrizität mit EZ-1 und am hinteren Totpunkt mit EZ-2 bezeichnet. Bei einem Kurbelwinkel a von 180° ausgehend von der ersten Kurbelposition 28 ist die Arbeitsstellung B erreicht, die mit dem hinteren Totpunkt und der zugeordneten zweiten Kurbelposition 30 der Kurbel 22 einhergeht. Das Führungselement 20 ist in Führungsrichtung FR über eine Hublänge H von der ersten Führungselementlage 27 in die zweite Führungselementlage 29 gebracht, welche die geringste Auslenkung Smin der Führungselementachse FA relativ zur Kurbeldrehachse KDA aufweist.

In der vorliegenden Neutraleinstelllage des Kulissensteins 39 weist die Augenlagerachse ALA am vorderen Totpunkt und am hinteren Totpunkt den gleichen Abstand zur Kurbeldrehachse KDA auf. In dieser Umlaufbahn, die der Neutraleinstelllage zugeordnet ist, weisen die Exzentrizität EZ-1 und EZ-2 das gleiche Maß auf.

Die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA bzw. die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA relativ zur Kurbeldrehachse KDA ist über eine Veränderung des Schwenkwinkelbereichs des Hebels 41 einstellbar. Der Schwenkwinkelbereich ist über eine Veränderung der Position des Kulissensteins 39 relativ zur Kurbeldrehachse KDA einstellbar. Das wird über die in Fig. 2 beschriebene Verstelleinrichtung 44 erreicht. Die Spindel 48 der Verstelleinrichtung 44 ist in beide Richtungen verdrehbar. Dadurch ist eine Positionsveränderung des Kulissensteins 39 relativ zur Kurbeldrehachse KDA in Axialrichtung der Spindel 48 veränderbar. So ist die Position des Kulissensteins 39 derart einstellbar, dass seine Drehachse DA parallel zur Kurbeldrehachse KDA in eine Richtung, siehe Fig. 4, und in die jeweils andere Richtung entlang der Spindel 48 verschiebbar ist, siehe Fig. 5.

In Fig. 4 ist die Antriebsvorrichtung 10 mit einer veränderten Einstelllage des Kulissensteins 39 relativ zur der in Fig. 3 dargestellten Neutraleinstelllage gezeigt. Einhergehend mit dem vorderen Totpunkt und dem hinteren Totpunkt ist die Kurbel 22 in den jeweiligen Arbeitsstellungen A, B dargestellt, wobei die jeweiligen Kurbeldrehachsen KDA fluchtend angeordnet sind.

Durch eine lineare Verstellung des Schraubelements 50 entlang der Spindelachse SA vorliegend insbesondere in eine Richtung nach oben, ist der mit dem Schraubelement 50 verbundene Kulissenstein 39 in seiner Position relativ zur Neutraleinstelllage verstellt, vergleiche Fig. 3. Dadurch ist die Drehachse DA des Kulissenstein 39 vorliegend über einen insbesondere radialen Abstand R zur Kurbeldrehachse KDA beabstandet angeordnet. Durch die veränderte Einstelllage des Kulissensteins 39 relativ zur Neutraleinstelllage, verändert sich die Kulissensteuerung. Dadurch ist der Hebel 41 , der um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA schwenkbar ist, vorliegend ausgehend von der Verbindungslinie VL gegen den Uhrzeigersinn um einen Schwenkwinkel ß verdreht, vergleiche Fig. 3 mit Fig. 4.

In Abhängigkeit der Veränderung des Schwenkwinkels ß verdreht sich das Pleuelauge 16 um das Augenlager 32 und die Augenlagerachse ALA, die exzentrisch zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA am Hebel 41 angeordnet ist, verschiebt sich relativ zur Kurbeldrehachse KDA. Dadurch ist die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA relativ zu Kurbeldrehachse KDA und somit die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA verändert. Vorliegend ist die Umlaufbahn derart verändert, dass die Exzentrizität EZ-1 am vorderen Totpunkt größer ist als die der Neutraleinstelllage, vergleiche Arbeitsstellung A jeweils der Fig. 3 und Fig. 4.

In der Folge verändert sich die der Neutraleinstelllage des Kulissensteins 39 zugeordnete erste Führungselementlage 27 relativ zur Kurbeldrehachse KDA. Die maximale Auslenkung Smax der Führungselementachse FA verschiebt sich um das Maß M in Führungsrichtung FR. Das bedeutet, dass die Hublage des vorliegend nicht dargestellten Verfahrelements um ein Maß M in Führungsrichtung FR verschoben ist.

Ausgehend von der ersten Kurbelposition 28 bei einem Kurbelwinkel a von 180° erreicht die Kurbel 22 die Arbeitsstellung B, die mit dem hinteren Totpunkt einhergeht. Die Veränderung der Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA hat zur Folge, dass die Exzentrizität EZ-2 am hinteren Totpunkt nun geringer ist als die Exzentrizität EZ-1 am vorderen Totpunkt, vergleiche Arbeitsstellung A mit Arbeitsstellung B.

In der Arbeitsstellung B weist die Führungselementachse FA die geringste Auslenkung Smin zur Kurbeldrehachse KDA auf. Da der Abstand der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA zur Drehachse DA des Kulissensteins 39 bei der Umdrehung der Kurbel 22 konstant bleibt, ist die Hublänge H, über welche das Führungselement 20 verfahrbar ist, ebenfalls konstant. Dadurch ist die geringste Auslenkung Smin der Führungselementachse FA zur Kurbeldrehachse KDA um das gleiche Maß M in Führungsrichtung FR relativ zur zweiten Führungselementlage 29 der Neutraleinstelllage verändert, vergleiche jeweils die Arbeitsstellung B der Fig. 3 und Fig. 4. Somit ist eine Verstellung der Hublage des Verfahrelements ohne eine Verstellung der Hublänge bewirkt.

In Fig. 5 ist der Kulissenstein 39 der Antriebsvorrichtung 10 um den gleichen Abstand R relativ zur Kurbeldrehachse KDA in die jeweils andere Richtung entlang der Spindelachse SA insbesondere nach unten verstellt, vergleiche Fig. 3 und Fig. 5. Die Drehachse DA des Kulissensteins 39 ist parallel und beabstandet zur Kurbeldrehachse KDA angeordnet, und der Hebel 41 ist am vorderen Totpunkt ausgehend von der Verbindungslinie VL gegen den Uhrzeigersinn über den Schwenkwinkel ß um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA verstellt.

Einhergehend mit der Veränderung der Position des Kulissensteins 39 ist die Ausrichtung der Augenlagerachse ALA relativ zur Exzentereinrichtungslagersachse ELA und somit die Exzentrizität EZ gegenüber der Kurbeldrehachse KDA verändert. Die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA ist derart verändert, dass die Exzentrizität EZ-1 am vorderen Totpunkt nun geringer ist als die Exzentrizität EZ-2 am hinteren Totpunkt, vergleiche Arbeitsstellung A und Arbeitsstellung B. Sinngemäß sind die jeweiligen Auslenkungen Smax und Smin der Führungselementachse FA relativ zur Kurbeldrehachse KDA in den jeweiligen Arbeitsstellungen A, B in Führungsrichtung FR um das gleiche Maß M verkleinert jeweils im Vergleich zur ersten Führungselementlage 27 und zweiten Führungselementlage 29, die der Neutraleinstelllage des Kulissensteins 39 zugeordnet sind. So ist insgesamt eine Verstellung der Hublage des Verfahrelements bewirkt, ohne die Hublänge zu verändern.

Einer jeweiligen Einstelllage des Kulissensteins 39 ist also eine jeweilige Hublage eines mit dem Führungselement 20 verbundenen Verfahrelements zugeordnet. Die Einsteilbarkeit der Hublage des Verfahrelements um das Maß M insbesondere zwischen 0 und 10 mm ist stufenlos und präzise mit hoher Reproduzierbarkeit durch die mechanische Einstellung der Einstelllage des Kulissensteins 39 relativ zur Kurbeldrehachse KDA ausführbar.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt Vl-Vl der Antriebsvorrichtung 10 nach Fig. 2. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst die Kurbel 22, die über die Lagerachse 24 mit einem vorliegend nicht dargestellten Gehäuse verbunden ist und Antriebsstrukturen 25 aufweist, über die sie antreibbar ist. Die Kurbel 22 dreht sich dabei um die Kurbeldrehachse KDA.

Ferner weist die Antriebsvorrichtung 10 die Exzentereinrichtung 26 auf, welche das Augenlager 32 und das Exzentereinrichtungslager 34 umfasst.

Über das Exzentereinrichtungslager 34 ist die Exzentereinrichtung 26 an einem Lagerzapfen 76 der Kurbel 22 gelagert. Das Exzentereinrichtungslager 34 definiert die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA, die in einem festen Abstand D zur Kurbeldrehachse KDA angeordnet ist, vergleiche Fig. 2. Bei einem Umlauf der Kurbel 22 dreht sich die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA um die Kurbeldrehachse KDA.

Über das Augenlager 32, welches die Augenlagerachse ALA definiert, ist die Exzentereinrichtung 26 mit dem Pleuelauge 16 des Pleuels 12 verbunden. Das Pleuelauge 16 ist um die Augenlagerachse ALA drehbar. Vorliegend umfasst das Augenlager 32 eine Exzenterscheibe 78, die drehfest mit dem Hebel 41 verbunden ist. Die Augenlagerachse ALA ist am Hebel 41 ortsfest und über einen Abstand d beabstandet zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA angeordnet, wobei der Hebel 41 um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA schwenkbar angeordnet ist.

Durch eine Veränderung des Schwenkwinkels ß des Hebels 41 um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA nimmt der Hebel 41 die an ihm befestigte Exzenterscheibe 78 in der Drehung mit, wodurch sich die Position der Augenlagerachse ALA relativ zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA sowie die Exzentrizität EZ zur Kurbeldrehachse KDA verändert.

In Fig. 7 ist eine seitliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung 10 gezeigt. Sie umfasst einen Pleuel 12, der an einem ersten Ende 14 ein Pleuelauge 16 und an einem zweiten Ende 18 ein um eine Führungselementachse FA insbesondere drehbar und / oder schwenkbar gelagertes Führungselement 20 aufweist, welches mit einem vorliegend nicht dargestellten beweglichen Verfahrelement verbunden ist, insbesondere eine bewegliche Walzbacke.

Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine Kurbel 22, die um eine Kurbeldrehachse KDA drehbar gelagert ist. Die Kurbel 22 ist über außenliegende Antriebsstrukturen 25 insbesondere Zähne antreibbar. Die Kurbel 22 besitzt eine orthogonal zur Kurbeldrehachse KDA liegende Kurbelachse KA, die um die Kurbeldrehachse KDA rotieren kann. Dabei überstreicht die Kurbelachse KA einen Kurbelwinkel a und die Führungselementachse FA führt eine im Wesentlichen lineare Bewegung in Führungsrichtung FR aus.

Vorliegend ist die Kurbel 22 in einer Arbeitsstellung B dargestellt, die mit einem hinteren Totpunkt der Kurbel 22 einhergeht und bei der die Führungselementachse FA die geringste Auslenkung Smin zur Kurbeldrehachse KDA aufweist. Der Kurbel 22 ist einhergehend mit dem vorderen Totpunkt und dem hinteren Totpunkt, bei denen die Kurbeldrehachse KDA, die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA und die Führungselementachse FA in einer Ebene liegen, jeweils eine erste Kurbelposition 28 und eine zweite Kurbelposition 30 zugeordnet.

Die Antriebsvorrichtung 10 weist eine Exzentereinrichtung 26 auf, die über ein Exzentereinrichtungslager 34 mit der Kurbel 22 verbunden ist. Das Exzentereinrichtungslager 34 besitzt eine Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA um die es drehbar angeordnet ist. Die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA ist über einen festen Abstand D beabstandet zur Kurbeldrehachse KDA angeordnet.

Die Exzentereinrichtung 26 ist über ein Augenlager 32, das eine Augenlagerachse ALA besitzt, mit dem Pleuelauge 16 verbunden, welches um die Augenlagerachse ALA drehbar angeordnet ist. Die Augenlagerachse ALA ist um die Kurbeldrehachse KDA und die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA drehbar angeordnet. Die Augenlagerachse ALA liegt über einen Abstand d beabstsandet zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA und sie liegt exzentrisch zur Kurbeldrehachse KDA.

Die Exzentereinrichtung 26 weist eine mechanische Einstellvorrichtung 36 auf, die ein als Zentralzahnrad 54 ausgebildetes Einstellelement 38 umfasst, welches mit einem als Zahnrad 54 ausgebildeten Exzenterelement 40 über ineinandergreifende Außenverzahnungen 58 in Wirkverbindung steht.

Das Zentralzahnrad 54 ist drehbar um und koaxial zur Kurbeldrehachse KDA angeordnet. Dabei ist das Zentralzahnrad 54 derart befestigt, dass die Kurbel 22 sich drehen kann und das Zentralzahnrad 54 feststeht. Bei einer Umdrehung der Kurbel 22 führt das Zahnrad 56 eine Relativdrehung zur Kurbel 22 aus und wälzt sich dabei direkt am Zentralzahnrad 54 ab. So ergibt sich, beispielsweise ausgehend von der ersten Kurbelposition 28, eine Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA.

Zur Verstellung der Augenlagerachse ALA relativ zur Kurbeldrehachse KDA wird eine Einstelllage des Zentralzahnrades 54 relativ zur Kurbeldrehachse KDA verändert. Das erfolgt über eine Winkelverdrehung des Zentralzahnrades 54 um die Kurbeldrehachse KDA. Dazu weist die Exzentereinrichtung 26 eine Verstelleinrichtung 44 auf, die in der vorliegenden zweiten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 als ein Schneckengetriebe 60 ausgebildet ist. Das Schneckengetriebe 60 umfasst ein Schneckenrad 62, welches drehfest mit dem Zentralzahnrad 54 verbunden ist, sowie eine Schneckenwelle 64, die über einen Gewindegang 66 mit Zahnlücken des Schneckenrads 62 in Eingriff steht. Eine axiale Verstellung der Schneckenwelle 64 kann durch einen Motor 52 bewirkt sein. Dadurch ist eine Winkelverdrehung des Schneckenrads 62 und somit des Zentralzahnrades 54 erzielt. Durch die Veränderung der Einstelllage des Zentralzahnrades 54 erfolgt eine Verstellung des Zahnrads 56, das fest mit dem Augenlager 32 verbunden ist.

Das Verdrehen des Zahnrades 56 geht mit einer Verdrehung der Augenlagerachse ALA um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA einher. Dabei verändert sich eine Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA relativ zur Kurbeldrehachse KDA, so dass die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA sich verändert. Durch die Veränderung der Augenlagerachse ALA verschiebt sich eine Auslenkung Smin des Pleuels 12 gegenüber der Kurbeldrehachse KDA, wodurch eine Verstellung der Führungselementachse FA in Führungsrichtung FR bewirkt ist.

Dabei ist das Zentralzahnrad 54 in seiner Einstelllage insbesondere durch das Schneckengetriebe 60 arretiert, so dass während der Umdrehung der Kurbel 22 die Einstelllage des Zentralzahnrades 54 unverändert bleibt und bis zur nächsten Veränderung der Einstelllage beibehalten wird.

Fig. 8 zeigt eine Explosionsansicht der zweiten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10. Die Exzentereinrichtung 26 der Antriebsvorrichtung 10 ist über das Exzentereinrichtungslager 34 mit der Kurbel 22 verbunden ist, die über eine Welle 24 an einem vorliegend nicht dargestellten Gehäuse drehbar um ihre Kurbeldrehachse KDA gelagert ist. Die Exzentereinrichtung 26 ist um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA drehbar.

Ferner ist die Exzentereinrichtung 26 über das Augenlager 32 mit dem Pleuelauge 16 verbunden, das um die Augenlagerdrehachse ALA drehbar ist.

Die Führungselementachse FA des Führungselements 20 ist über den Pleuel 12, in dessen Pleuelauge 16 das Augenlager 32 aufgenommen ist, schwenkbar um die Augenlagerdrehachse ALA angeordnet. Die Augenlagerachse ALA ist über einen Abstand d beabstandet zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA angeordnet, wobei der feste Abstand D der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA zur Kurbeldrehachse KDA größer ist als der Abstand d zur Augenlagerachse ALA. So weist die Augenlagerachse ALA eine Exzentrizität EZ zur Kurbeldrehachse KDA auf.

Bei einem Umlauf der Kurbel 22 schwenkt sich eine orthogonal zur Kurbeldrehachse KDA sowie zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA liegende Verbindungslinie VL, welche die Kurbeldrehachse KDA mit der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA verbindet, um die Kurbeldrehachse KDA. Wenn die Führungselementachse FA die größte Auslenkung Smax zur Kurbeldrehachse KDA aufweist, ist dem Führungselement 20 die erste Führungselementlage 27 zugeordnet, die mit der ersten Kurbelposition 28 der Kurbel 22 einhergeht, und Führungselementachse FA liegt in der gleichen Ebene wie die Verbindungslinie VL.

Bei einem Kurbelwinkel von 180° ausgehend von der ersten Kurbelposition 28 ist der Kurbel 22 eine zweite Kurbelposition 30 zugeordnet, die mit einem hinteren Totpunkt einhergeht. Dem Führungselement 20 ist einhergehend mit der zweiten Kurbelposition 30 eine zweite Führungselementlage 29 zugeordnet, in der die Führungselementachse FA die geringste Auslenkung Smin relativ zur Kurbeldrehachse KDA aufweist, wobei die Führungselementachse FA in der gleichen Ebene liegt wie die Verbindungslinie VL. Der Abstand zwischen der ersten Führungselementlage 27 und der zweiten Führungselementlage 29 entspricht einer Hublänge H des Kurbeltriebs.

Bezogen auf einen Umlauf der Kurbel 22 ergibt sich die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA, wobei sich ein Abstand EZ der Augenlagerachse ALA zur Kurbeldrehachse KDA innerhalb einer Umdrehung der Kurbel 22 ändert.

Die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA relativ zur Kurbeldrehachse KDA ist vorliegend durch die mechanische Einwirkung des Zentralzahnrades 54 auf das Zahnrad 56 verstellbar. Das Zentralzahnrad 54 ist koaxial zur Kurbeldrehachse KDA angeordnet. Über die Verstelleinrichtung 44 ist die Winkelausrichtung das Zentralzahnrad 54 um die Kurbeldrehachse KDA einstellbar. Dazu wird vorliegend die Schneckenwelle 64 des Schneckengetriebes 60 axial verstellt, wodurch das Schneckenrad 62 sowie das Zentralzahnrad 54, das drehfest mit dem Schneckenrad 62 verbunden ist, verdreht werden.

Das Zentralzahnrad 54 steht über jeweilige Außenverzahnungen 58 mit dem Zahnrad 56 in Wirkverbindung, so dass sich das koaxial an der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA und fest mit dem Augenlager 32 verbundene Zahnrad 56 bei einer Verstellung des Zentralzahnrades 54 ebenfalls verdreht. Das geht mit einer Verstellung des Augenlagers 32 einher. Dadurch verändert sich die Position der Augenlagerachse ALA gegenüber der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA sowie die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA gegenüber der Kurbeldrehachse KDA. Dadurch ist die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA verändert. Das hat zur Folge, dass eine Winkellage des Pleuels 12 und somit die Lage der Führungselementachse FA in Führungsrichtung FR bzw. die erste Führungselementlage 27 sowie die zweite Führungselementlage 29 sich verändern. Dadurch ist eine Verstellung der Hublage des mit dem Führungselement 20 verbundenen Verfahrelements erzielt.

Das Zentralzahnrad 56 ist über Getriebeverzahnungen des Schneckengetriebes 60 in der eingestellten Einstelllage arretierbar. Die Einstelllage bleibt während der Umdrehung der Kurbel 22 unverändert. Dadurch wird erreicht, dass die erste Führungselementlage 27 bzw. zweite Führungselementlage 29 bis zur nächsten Veränderung der Einstelllage beibehalten wird.

Durch eine Arretiereinrichtung 74 kann das Zentralzahnrad 54 festgelegt werden.

In Fig. 9 ist die zweite Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 10 in jeweils unterschiedlichen Arbeitsstellungen A, B gezeigt, die jeweils mit dem vorderen Totpunkt und dem hinteren Totpunkt der Kurbel 22 einhergehen. In den jeweiligen Arbeitsstellungen A, B liegen die Kurbeldrehachse KDA, die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA und die Führungselementachse FA in einer Ebene. Die jeweiligen Kurbeldrehachsen KDA sind fluchtend angeordnet.

Vorliegend hält das Zentralzahnrad 54 eine neutrale Einstelllage gegenüber der Kurbeldrehachse KDA inne. In einer jeweiligen Einstelllage ist das Zentralzahnrad 54 gegenüber der Kurbeldrehachse KDA verdrehtest festgelegt. Vorliegend ist eine feste Position 70 eines ersten Zahnes 72 des Zentralzahnrades 54 mit einem Pfeil markiert.

In der Arbeitsstellung A ist der Kurbel 22 die erste Kurbelposition 28 und der Führungselementachse FA die erste Führungselementlage 27 zugeordnet. Die Führungselementachse FA weist eine maximale Auslenkung Smax zur Kurbeldrehachse KDA auf.

Bei einem Kurbelwinkel a von 180° ausgehend von der ersten Arbeitsstellung A bzw. der ersten Führungselementlage 27, wälzt sich das Zahnrad 56 am Zentralzahnrad 54 ab und die Führungselementachse FA bewegt sich in Führungsrichtung FR über eine Hublänge H in die zweite Führungselementlage 29, die mit der zweiten Arbeitsstellung B und dem hinteren Totpunkt der Kurbel 22 einhergeht. In der Arbeitsstellung B weist die Führungselementachse FA die geringste Auslenkung Smin zur Kurbeldrehachse KDA auf.

Der Neutraleinstelllage des Zentralzahnrads 54 ist eine Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA zugeordnet. Gemäß der Umlaufbahn verändert sich die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA zur Kurbeldrehachse KDA innerhalb einer Umdrehung der Kurbel 22, wobei am vorderen Totpunkt die Exzentrizität mit EZ-1 und am hinteren Totpunkt mit EZ-2 bezeichnet ist. In der Neutraleinstelllage sind die Exzentrizität EZ-1 am vorderen Totpunkt und die Exzentrizität EZ-2 am hinteren Totpunkt gleich groß, vergleiche Arbeitsstellung A mit Arbeitsstellung B.

Die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA geht mit einer hin und her Bewegung des Pleuels 12 und einer im Wesentlichen linearen Bewegung der Führungselementachse FA in Führungsrichtung FR bzw. eines Verfahrelements, das mit dem Führungselement 20 verbunden ist, einher. So ist der Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA eine jeweilige Hublage der Führungselementachse FA zugeordnet, die mit der erste Führungselementlage 27 und der zweiten Führungselementlage 29 einhergeht.

Durch eine Verdrehung des Zentralzahnrads 54 wird das Zahnrad 56 verdreht und die Augenlagerachse ALA wird um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA verdreht. Dadurch ist die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA verstellt, wodurch der Pleuel 12 verschoben wird und in der Folge die erste Führungselementlage 27 und die zweite Führungselementlage 29 verschoben sind.

Die Einstelllage des Zentralzahnrads 54 ist ausgehend von der Neutraleinstelllage um seine koaxial zur Kurbeldrehachse KDA liegende Drehachse DA in eine Drehrichtung, siehe Fig. 10, und in die jeweils andere Drehrichtung, siehe Fig. 11 , durch das Schneckenrad 62 verstellbar. Dadurch ist die Hublage veränderbar.

In der Fig. 10 ist die Einstelllage des Zentralzahnrads 54 mittels Schneckengetriebe 60 um einen maximalen Drehwinkel relativ zur Neutraleinstelllage des Zentralzahnrades 54 in eine Drehrichtung insbesondere im Uhrzeigersinn verstellt. Dadurch ist die Position 70 des Zahns 72 relativ zur Neutraleinstelllage neu ausgerichtet. Das mit dem Zentralzahnrad 54 in Wirkverbindung stehende Zahnrad 56 ist auch verdreht. Dadurch ist die Ausrichtung der Augenlagerachse ALA relativ zur Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA und zur Kurbeldrehachse KDA verändert, vergleiche Fig. 10 mit Fig. 9.

Durch die Veränderung insbesondere Maximierung der Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA gegenüber der Kurbeldrehachse KDA ist die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA relativ zur Neutraleinstelllage verändert. Vorliegend ist die Exzentrizität EZ-1 am vorderen Totpunkt gegenüber der Neutraleinstelllage vergrößert und die Exzentrizität EZ-2 des hinteren Totpunkts ist verkleinert, so dass EZ-1 > EZ-2.

Dadurch verschiebt sich eine Auslenkung des Pleuels 12 in Führungsrichtung FR, insbesondere ist die Auslenkung vergrößert. Die Führungselementachse FA ist vorliegend um das Maß M in Führungsrichtung FR relativ zur ersten Führungselementlage 27, die mit der Neutraleinstelllage einhergeht, verstellt.

Bei einem Kurbelwinkel a von 180° ausgehend von der ersten Arbeitsstellung A bewegt sich die Führungselementachse FA über eine Hublänge H in die zweite Führungselementlage 29, die mit der zweiten Arbeitsstellung B, dem hinteren Totpunkt sowie der geringsten Auslenkung Smin der Führungselementachse FA gegenüber der Kurbeldrehachse KDA einhergeht. Aufgrund der veränderten Exzentrizität der Augenlagerachse ALA relativ zur Kurbeldrehachse KDA ist die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA verändert, wobei der Abstand D der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA zur Kurbeldrehachse konstant bleibt. Dadurch ist die der Neutraleinstelllage zugeordnete zweite Führungselementlage 29 relativ zur Kurbeldrehachse KDA um das gleich Maß M in Führungsrichtung FR verschoben.

Aufgrund der Veränderung der Exzentrizität EZ der Augenlagerdrehachse ALA gegenüber der Kurbeldrehachse KDA, sind die Auslenkung Smax und die Auslenkung Smin zwischen der Führungselementachse FA und der Kurbeldrehachse KDA um das gleiche Maß M in Führungsrichtung FR vergrößert. Somit ist eine Verstellung der Hublage des Verfahrelements um das Maß M bewirkt, ohne die Hublänge zu verändern.

In Fig. 11 erfolgt die Einstelllage des Zentralzahnrades 54 in die jeweils andere Drehrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zur Neutraleinstelllage. Bei dem vorliegend maximalen Verdrehwinkel des Zentralzahnrades 54 relativ zur Kurbeldrehachse KDA ist die Position 70 des ersten Zahnrades 72 gegen den Uhrzeigersinn verstellt relativ zur Neutraleinstelllage, vergleiche Fig. 9. Sinngemäß ist das Zahnrad 56 ebenfalls verdreht und die Augenlagerachse ALA ist gegenüber der Exzentereinrichtungslagerdrehachse ELA sowie der Kurbeldrehachse KDA verstellt. Dadurch ist die Exzentrizität EZ der Augenlagerachse ALA gegenüber der Kurbeldrehachse KDA relativ zur Neutraleinstelllage verschoben, wodurch sich die Umlaufbahn der Augenlagerachse ALA um die Kurbeldrehachse KDA verändert. Vorliegend ist die Exzentrizität EZ-1 am vorderen Totpunkt gegenüber der Neutraleinstelllage verringert und die Exzentrizität EZ-2 des hinteren Totpunkts ist vergrößert. Folglich ist EZ-1 < EZ-2.

Durch die Verstellung der Augenlagerachse ALA ist eine Auslenkung des Pleuels 12 verschoben, insbesondere verringert. Die jeweils größte Auslenkung Smax und geringste Auslenkung Smin zwischen der Führungselementachse FA und der Kurbeldrehachse KDA sind in Führungsrichtung FR um das gleiche Maß M verkleinert, so dass insgesamt die Hublage des Verfahrelements um das Maß M verschoben ist.

Eine jeweilige Einstelllage des Zentralzahnrads 54 geht mit einer jeweiligen Hublage des mit dem Führungselement 20 verbundenen Verfahrelements einher, wobei die Hublage stufenlos um das Maß M insbesondere zwischen 0 und 10 mm einstellbar ist.

Claims

Patentansprüche

1 . Antriebsvorrichtung (10) zur Abtriebsbewegung eines Verfahrelements, umfassend einen Pleuel (12), der an einem ersten Ende (14) ein Pleuelauge (16) und an einem zweiten Ende (18) ein Führungselement (20) aufweist, das mit dem Verfahrelement verbunden ist, wobei das Führungselement (20) derart gelagert ist, dass es im Wesentlichen eine translatorische Bewegung in einer Führungsrichtung (FR) ausführt, wobei die Antriebsvorrichtung (10) eine Kurbel (22) umfasst, welche einen Kurbelarm oder ein Kurbelrad aufweist und um eine Kurbeldrehachse (KDA) drehbar gelagert ist, wobei die Antriebsvorrichtung (10) ferner eine Exzentereinrichtung (26) aufweist, die ein Augenlager (32) und ein Exzentereinrichtungslager (34) aufweist, wobei die Exzentereinrichtung (26) über das Augenlager (32), das eine Augenlagerachse (ALA) besitzt, mit dem Pleuelauge (16) derart verbunden ist, dass das Pleuelauge (16) um die Augenlagerachse (ALA) drehbar ist, wobei die Exzentereinrichtung (26) über das Exzentereinrichtungslager (34) am Kurbelarm oder Kurbelrad gelagert ist, wobei das Exzentereinrichtungslager (34) eine Exzentereinrichtungslagerdrehachse (ELA) definiert, die in einem festen Abstand (D) zur Kurbeldrehachse (KDA) angeordnet ist, wobei dem Führungselement (20) eine erste Führungselementlage (27) zugeordnet ist, bei der die Kurbeldrehachse (KDA), die Exzentereinrichtungslagerdrehachse (ELA) und die Führungselementachse (FA) in einer Ebene liegen, und wobei die Exzentereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass sich aufgrund der Drehung der Exzentereinrichtung (26) um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse (ELA) eine Umlaufbahn der Augenlagerachse (ALA) um die Kurbeldrehachse (KDA) ergibt, gemäß der sich der Abstand (EZ) der Augenlagerachse (ALA) zur Kurbeldrehachse (KDA) innerhalb einer Umdrehung der Kurbel (22) verändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentereinrichtung (26) eine mechanische Einstellvorrichtung (36) aufweist, umfassend ein Einstellelement (38), das auf ein Exzenterelement (40) einwirkt, wobei die Einstellvorrichtung (36) derart ausgebildet ist, dass von dem Einstellelement (38) unterschiedliche Einstelllagen relativ zur Kurbeldrehachse (KDA), nämlich Position und / oder Ausrichtung, einnehmbar sind, wobei das Einstellelement (38) in dieser Einstelllage arretierbar ist, und wobei einer Einstelllage eine Umlaufbahn der Augenlagerachse (ALA) um die Kurbeldrehachse (KDA) zugeordnet ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterelement (40) über das Exzentereinrichtungslager (34) um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse (ELA) drehbar an der Kurbel (22) befestigt ist und das Augenlager (32) derart mit dem Exzenterelement (40) verbunden ist, dass die Augenlagerachse (ALA) in gleichbleibendem Abstand (d) um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse (ELA) drehbar angeordnet ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzentereinrichtung (26) eine Verstelleinrichtung (44) aufweist, die derart mit dem Einstellelement (38) in Wirkverbindung steht, dass eine Betätigung der Verstelleinrichtung (44) die Lage der Augenlagerachse (ALA), an einem zugeordneten Kurbelwinkel (a), gegenüber der Kurbeldrehachse (KDA) verändert, wobei die Verstelleinrichtung (44) ferner eine Arretierungseinrichtung umfasst, die das Einstellelement (38) in der Einstelllage, insbesondere formschlüssig, arretiert.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (44) eine Antriebstruktur zur Aufnahme einer Drehbewegung aufweist.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Verstelleinrichtung (44) einen Motor (52), insbesondere einen Elektromotor umfasst, der mit der Antriebstruktur verbunden ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (44) eine Steuereinrichtung aufweist, die insbesondere den Motor (52) ansteuert.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Speichereinheit aufweist, in der ein Parametersatz von Betriebsparametern abgelegt ist, so dass abhängig von dem Parametersatz eine zugeordnete Einstelllage des Einstellelements (38) über den angesteuerten Motor (52) eingestellt wird.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (44) ein Verstellgetriebe umfasst, das als selbsthemmendes Getriebe ausgebildet ist.

9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe ein Schraubelement (50) mit einem Gewinde umfasst, das zwischen Antriebsstruktur und Einstellelement (38) wirkt, wobei das Gewinde selbsthemmend ausgelegt ist.

10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterelement (40) ein Zahnrad (56) und das Einstellelement (38) ein Zentralzahnrad (54) ist, das koaxial zu und über das Verstellgetriebe drehbar um die Kurbeldrehachse (KDA) angeordnet ist, wobei das Zentralzahnrad (54) über das Verstellgetriebe arretierbar ist und im arretierten Zustand derart mit dem Zahnrad (56) zusammenwirkt, dass das Zahnrad (56) bei Drehung der Kurbel (22) eine Relativdrehung zur Kurbel (22) ausführt.

11 . Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe als ein Schneckengetriebe (60) ausgebildet ist, das ein Schneckenrad (62) aufweist, welches drehfest mit dem Zentralzahnrad (54) verbunden ist, wobei das gewindetragende Schraubelement (50) eine Schneckenwelle (64) umfasst, die in Eingriff mit dem Schneckenrad (62) steht.

12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (56) und das Zentralzahnrad (54) mit einer gleichen Anzahl Zähne ausgebildet sind.

13. Antriebsvorrichtung nach einem der Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterelement (40) ein Hebel (41) ist, der um die Exzentereinrichtungslagerdrehachse (ELA) um einen Schwenkwinkel (ß) schwenkbar ist, wobei abhängig vom Schwenkwinkel (ß) des Hebels (41) die Lage der Augenlagerachse (ALA) relativ zur Kurbeldrehachse (KDA) verändert wird, wobei die Schwenkbewegung des Hebels (41) durch eine Kulissensteuerung, umfassend das Einstellelement (38), realisiert ist.

14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement

(38) als ein Kulissenstein (39) der Kulissensteuerung ausgebildet ist, wobei der Kulissenstein

(39) um eine parallel zur Kurbeldrehachse (KDA) liegende Drehachse (DA) drehbar gelagert ist und der Hebel (41) eine Kulisse (42) aufweist, insbesondere in Form eines Langlochs entlang des Hebels (41), so dass sich abhängig von einem Abstand des Kulissensteins (39) zur Kurbeldrehachse (KDA) der Schwenkwinkel des Hebels (41) über einen Umlauf ändert.

15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe ein Spindelgetriebe (46) ist, das mit dem Kulissenstein (39) verbunden ist.

16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Spindelgetriebe (46) eine Spindelachse (SA) aufweist, die orthogonal zur Kurbeldrehachse (KDA) liegt.

17. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (44) eine Arretiereinrichtung (74) umfasst, die das Einstellelement (38) in einer Einstelllage festlegt.

18. Vorrichtung zur Herstellung von Gewinde und Profilen auf Rohlingen, umfassend eine Walzbackenanordnung, die eine stationäre Walzbacke und eine bewegliche Walzbacke aufweist, die in einer Führungsrichtung (FR) parallel zueinander geführt sind, wobei die bewegliche Walzbacke zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung relativ zur stationären Walzbacke mit einer Antriebsvorrichtung (10) verbunden ist, die eine verstellbare Exzentereinrichtung (26) zur Ausrichtung der Walzbacken untereinander aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgebildet ist.