WO2016184544A1 - Beweger zum vor- und zurückbewegen eines gegenstandes - Google Patents

Beweger zum vor- und zurückbewegen eines gegenstandes Download PDF

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WO2016184544A1
WO2016184544A1 PCT/EP2016/000719 EP2016000719W WO2016184544A1 WO 2016184544 A1 WO2016184544 A1 WO 2016184544A1 EP 2016000719 W EP2016000719 W EP 2016000719W WO 2016184544 A1 WO2016184544 A1 WO 2016184544A1
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WO
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cam
housing
receptacle
drive element
lever arm
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Application number
PCT/EP2016/000719
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English (en)
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Inventor
Christoph HOLZBAUR
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Stamm Gmbh & Co.Kg
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    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/32—Washing wire-cloths or felts
    • D21F1/325—Washing wire-cloths or felts with reciprocating devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/34—Construction or arrangement of spraying pipes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/32—Washing wire-cloths or felts

Definitions

  • the invention relates to a mover for transferring a rotational movement into a particular linear forward and backward movement according to the preamble of claim 1.
  • Such mover are known and are e.g. used for driving nozzle spray pipes, which are used in the paper industry for cleaning the rotating screens or felts of paper machines.
  • the nozzle spray pipes which apply water to the screens or felts, must be moved back and forth at a preferably constant speed in order to prevent that only strip-shaped sections are cleaned on the screen, resulting in visible strip-shaped sections in the produced paper.
  • a first cam follower is rotatably coupled via a first lever arm; and on the housing, a cam is preferably received linearly movable, which carries a receptacle for the nozzle injection pipe, or another, to be moved linearly object.
  • the receiver can be moved in a straight line along a curved path, e.g. an arcuate path to be moved.
  • a first control cam is formed, in which the first cam follower engages in such a way that the first cam follower reciprocates the cam disc in a reciprocating manner with a rotation of the drive element at a preferably constant speed, except at the reversal points.
  • the mover according to the invention is characterized in that in the cam plate or alternatively in a mechanically preferably rigidly coupled thereto and parallel mitbewegten further cam a second control cam is formed, and that the drive member is rotatably coupled to a second cam follower engaging in the second cam follower, which is received on a relative to the first lever arm rotated by a predetermined angle arranged second lever arm.
  • the drive shaft via which the drive element rotates the first and second lever arm extends, preferably through a slot in the control cam, which is arranged near the drive element.
  • the first and second control cams are formed overlapping each other in one and the same cam, e.g. as in cross-section upwardly open U-shaped grooves, in which engage the first and second curve follower from above. This results in a particularly compact design.
  • the first control cam has an elliptical shape, and that the longitudinal axis of the first control cam relative to the direction of movement of the receptacle - which corresponds substantially to the linear direction of movement of the nozzle injection tube - is twisted. This has the advantage that the size can be further reduced.
  • the invention provides that the length of the first and second lever arm, the angle between the first and second lever arm, the size or diameter of the cam follower and the position and shape of the first and second control cam are selected in such a way that none of the curves has an undercut and the radii of curvature are chosen to be sufficiently large.
  • the invention further provides in this embodiment that the angle between the first and second lever arm has a value in the range of 75 ° to 115 °. As the Applicant has found, occur in this range at an acceptable size despite the substantially constant speed of the cam and evenly acting on the first and second lever forces forces no undercuts.
  • the length of the first and second lever arm, the angle between the first and second lever arm, the diameter or the size of the associated cam follower and the position and shape of the first and second control cam are selected in such a way in that at least one of the control cams has at least one undercut, and in that the guide surface of the associated control cam is opened in the region of the undercut such that the second curve follower leads in connection with the second control curve and thus avoids the negative consequences of the undercut such as, for example, a loss of lift.
  • the first and second cam followers, or the lever arms are integrally formed, in particular as a disk-shaped plate.
  • This embodiment of the lever arms allows a stable, easy to produce and universally adaptable for different cams positioning the cam follower.
  • the cam rollers of the cam followers are rotatably received on threaded bolts which can be screwed into corresponding holes in the disc-shaped plate, which are located at different positions to thereby different angular positions of the first and second lever arm to each other, or to be able to realize different lever arm lengths.
  • the device comprises at least one further control cam, each with a further curve follower.
  • the housing is in this case preferably made of steel. This has the advantage that the recording can be inexpensively made of brass or similar lubricious material and is easy to replace for maintenance and repairs.
  • the housing is preferably circumferentially closed, and a gap between the housing and the receptacle in the longitudinal direction during the forward and backward movement of the recording by a variable-length closure device, in particular a slider or a Venetian blind, is closed.
  • a variable-length closure device in particular a slider or a Venetian blind
  • the invention since the object driven by the device according to the invention is exposed during operation of the device high temperature loads and mechanical forces, which sometimes lead to angular and positional deviations between the direction of movement of the object and the direction of movement of the recording on the device, the invention according to a further embodiment in that the receptacle is coupled to the object to be moved via a rotatable and pivotable or tiltable and pivotable articulated connection with a tensioning device, such as clamping jaws.
  • a tensioning device such as clamping jaws.
  • FIG. 1 is a schematic spatial representation of a mover according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic, three-dimensional bottom view of a mover according to the invention for illustrating the tiltable and pivotable receptacle, as well as the linear guide and the variable-length closure device,
  • Fig. 3 is a schematic cross-sectional view through an inventive
  • Fig. 4 is a schematic representation of a cam according to the invention with two cam followers in a first position
  • Fig. 5 is a schematic representation of the cam of the invention of FIG.
  • an inventive mover 1 for reciprocating movement of an article 60 comprises a housing 50, a cam 20 and a receptacle 40 rotatably connected to the cam 20 by a gland 26 with the spigot 46 and is guided linearly relative to the housing 50.
  • the mover 1 further comprises a drive element 10, which is rotated by a motor not shown in detail, in particular an electric motor, at a constant speed.
  • a first and a second lever arm 14, 18 rotatably connected, each carrying a corresponding first, and second cam follower 12, 16, respectively.
  • the two lever arms 14, 18 are ⁇ non-rotatably at an angle to each other arranged, which has a value in the range between 75 ° and 115 °, preferably in the range of 85 ° to 105 °.
  • the rotational movement of the drive element 10 is transmitted via the lever arms 14, 18 to the cam followers 12, 16 attached thereto, which convert the torque into a force and into the respective guide surface 23a, 23b and 25a, 25b of an associated first and second control cam 22, 24 introduce, which are preferably introduced as U-shaped depressions in the cam 20.
  • the first and / or second cam follower 12, 16 is preferably designed as a cam roller, which is rotatably mounted on the associated lever arm; However, alternatively, it may be formed as a rod-shaped sliding bolt, which slides along the guide surfaces of the control cam.
  • cam followers 12, 16 are supported on the guide surfaces 23a, 23b and 25a, 25b of the control cams 22 and 24, and the cam 20 in turn via the slide bearing 44, and the linear bearing 54 linearly supported on the housing 50, These exert a force on the cam 20, the cam in response to the respective angular position of the lever arms 14, 18 moves at a substantially constant speed in the direction indicated by the double arrow in Fig. 1 one or the other direction.
  • This linear movement moves the receptacle 40 and the object 60 mechanically coupled therewith via a tensioning element 70 linearly in the longitudinal direction of the linear bearing 54.
  • the opening between the cam 20 and the housing 50 resulting from the movement of the receptacle 40 in the direction of movement thereof becomes a plate-shaped one Closure device 30 closed in the form of a solid plate shown in FIGS. 1 and 2 or blind, which is guided for example in slots 32.
  • holding means such as pins or bolts, which are used for example in the top of the housing bottom 51 and the plate-shaped closure device 30 slidably secure in the housing.
  • the Linearschreibung with the linear bearing 54 and the lower support 56 for the receptacle 40 is shown in Fig. 2 in detail.
  • the receptacle 40 is coupled via a tiltable and pivotable connection with the clamping device 70 for the object or the nozzle injection tube 60, which comprises a pivot pin 48 and a pivot pin 49.
  • the pivot pin 48 allows a rotation of the clamping device 70 about a vertical axis
  • the pivot pin 49 allows pivoting / pitching of the tensioning device 70 about a horizontal axis.
  • This embodiment of the device according to the invention makes it possible to compensate for forces and torques acting on the nozzle spray pipe 60, e.g. be caused by temperature and / or changes in position of the nozzle sprayer tube 60 and thereby prevents jamming of the sliding / linear bearings 44, 54 during operation of the device 1 according to the invention, when the axes of movement of the nozzle spray pipe 60 and the receptacle 40 are not coaxial with each other due to the acting torques.
  • the clamping device 70 is further shown in detail, which includes an upper jaw 72 and a lower jaw 74, which are clamped by tightening the indicated screw with the object / nozzle injection pipe 60.
  • Figures 4 and 5 show the generation of linear movement in this case by the cam followers 12 and 16 in a first and second position.
  • the first cam follower 12 is approximately in the 12 o'clock position.
  • the second cam follower 16 is approximately in the 15 o'clock position, wherein the circulation of the two cam followers 12, 16 takes place in a clockwise direction.
  • the second cam follower 16 transmits much of the force applied to the linear motion of the article 60, whereas the first cam follower 12 contributes little or no contribution to the total force that the cam 20 in the illustration of FIG Fig. 4 moves to the left.
  • first cam follower 12 in Fig. 5 is in the 9 o'clock position and the second cam follower 16 is in the 12 o'clock position.
  • first cam follower 12 transmits a majority of the force for the movement of Cam 20 and the associated with this recording 40, whereas the second cam follower 16 transmits almost no force to the cam 20, which moves in the illustration of FIG. 5 to the right.

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Abstract

Ein Beweger (1) zum insbesondere linearen Vor- und Zurückbewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Düsenspritzrohrs (60) in einer Papiermaschine, mit einem Gehäuse (50), einem drehbar am Gehäuse (50) aufgenommenen Antriebselement (10), einem mit dem Antriebselement (10) drehfest über einen ersten Hebelarm (14) gekoppelten ersten Kurvenfolger (12) sowie einer am Gehäuse (50) insbesondere linear bewegbar aufgenommenen Kurvenscheibe (20), an der eine Aufnahme (40) für den Gegenstand (60) befestigt ist und in der eine erste Steuerkurve (22) geformt ist, in die der erste Kurvenfolger (12) in der Weise eingreift, dass bei einer Rotation des Antriebselements (10) der erste Kurvenfolger (12) die Kurvenscheibe (20) vor- und zurück bewegt, zeichnet sich dadurch aus, dass in der Kurvenscheibe (20) eine zweite Steuerkurve (24) geformt ist, und dass das Antriebselement (10) drehfest mit einem in die zweite Steuerkurve (24) eingreifenden zweiten Kurvenfolger (16) gekoppelt ist, der an einem gegenüber dem ersten Hebelarm (14) um einen vorgegebenen Winkel (a) verdreht angeordneten zweiten Hebelarm (18) aufgenommen ist.

Description

BEWEGER ZUM VOR- UND ZURÜCKBEWEGEN EINES GEGENSTANDES
Die Erfindung betrifft einen Beweger zum Überführen einer Drehbewegung in eine insbesondere lineare Vor- und Zurückbewegung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Beweger sind bekannt und werden z.B. zum Antrieb von Düsenspritzrohren eingesetzt, die in der Papierindustrie zum Reinigen der umlaufenden Siebe oder Filze von Papiermaschinen dienen. Die Düsenspritzrohre, die die Siebe oder Filze mit Wasser beaufschlagen, müssen dazu mit einer vorzugsweise konstanten Geschwindigkeit vor- und zurückbewegt werden, um zu verhindern, dass lediglich streifenförmige Abschnitte auf dem Sieb gereinigt werden, die zu sichtbaren streifenförmigen Abschnitten im produzierten Papier führen.
Hierzu ist es bekannt, dass elektrisch oder auch mechanisch betätigte Beweger die Düsenspritzrohre vor- und zurückbewegen, wobei eine aus der US 4 605 472A bekannte mechanisch aufwändige Ausfuhrungsform auf dem Prinzip eines durch einen Elektromotor mit konstanter Drehzahl rotierten Stabes beruht, in den eine endlose doppel-wendelförmige Nut eingefräst ist, in der eine Kugel entlang läuft, an der eine Aufnahme für das Düsenspritzrohr befestigt ist. Durch Rotieren des Stabes wird die Kugel innerhalb der doppel-wendelformigen Bahn fortlaufend vor- und zurück bewegt und treibt dadurch die Aufnahme und das damit verbundene Spritzrohr mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit reziprokierend an. Die Vorrichtung weist das Problem auf, dass diese aufgrund der geforderten hohen mechanischen Präzision der wendeiförmigen Nut sehr aufwendig zu fertigen ist und aufgrund der mitunter auftretenden hohen Kräfte an den Umkehrpunkten einem vergleichsweise großen Verschleiß unterliegt.
Weiterhin ist es beispielsweise von elektrischen Schaltern oder auch von den Ventiltrieben von Verbrennungsmotoren her bekannt, die Bewegung durch einen Nocken zu erzeugen, der auf der Außenseite einer rotierenden Kurvenscheibe entlang läuft. Diese Ausfuhrungsform besitzt jedoch den Nachteil, dass die Höhe der Steuerkurve größer als das Doppelte des Hubweges der Bewegung ist, wodurch diese Vorrichtung eine vergleichsweise große Baubreite besitzt. Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Beweger zu schaffen, der die rotierende Bewegung eines Antriebselements in eine Vor- und Zurückbewegung überführt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Beweger mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß der Erfindung umfasst ein Beweger zum Vor- und Zurückbewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Düsenspritzrohrs in einer Papiermaschine, ein Gehäuse, an dem ein Antriebselement drehbar aufgenommen ist. Mit dem Antriebselement ist ein erster Kurvenfolger drehfest über einen ersten Hebelarm gekoppelt; und am Gehäuse ist eine Kurvenscheibe vorzugsweise linear bewegbar aufgenommenen, die eine Aufnahme für das Düsenspritzrohr, oder einen anderen, linear zu bewegenden Gegenstand trägt. Die bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geradlinig bewegbare Aufnahme kann alternativ auch entlang einer kurvenförmigen Bahn, z.B. einer bogenförmigen Bahn, bewegt werden.
In der Kurvenscheibe ist eine erste Steuerkurve geformt, in die der erste Kurvenfolger in der Weise eingreift, dass der erste Kurvenfolger die Kurvenscheibe bei einer Rotation des Antriebselements mit einer vorzugsweise konstanten Drehzahl mit Ausnahme an den Umkehrpunkten reziprokierend vor- und zurück bewegt. Der erfindungsgemäße Beweger zeichnet sich dadurch aus, dass in der Kurvenscheibe oder alternativ in einer mechanisch mit dieser vorzugsweise starr gekoppelten und parallel mitbewegten weiteren Kurvenscheibe eine zweite Steuerkurve geformt ist, und dass das Antriebselement drehfest mit einem in die zweite Steuerkurve eingreifenden zweiten Kurvenfolger gekoppelt ist, der an einem gegenüber dem ersten Hebelarm um einen vorgegebenen Winkel verdreht angeordneten zweiten Hebelarm aufgenommen ist. Bei der alternativen Aüsfuhrungsform erstreckt sich die Antriebswelle über die das Antriebselement den ersten und zweiten Hebelarm rotiert, bevorzugt durch ein Langloch in der Steuerkurve, die nahe dem Antriebselement angeordnet ist. Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass diese gegenüber der in der US 4 605 472A beschriebenen Vorrichtung mit einem geringeren mechanischen Aufwand und dadurch zu geringeren Kosten gefertigt werden kann und die Neigung zu einem Verklemmen beim Auftreten von hohen Kräften an den Düsenspritzrohren verringert ist. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass diese gegenüber den bekannten einfachen Kurvenfolgern, wie sie in den zuvor erwähnten Ventiltrieben oder elektrischen Drehschaltern zum Einsatz gelangen, eine vergleichsweise geringe Bauhöhe bzw. Baubreite besitzt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die erste und zweite Steuerkurve einander überlappend in ein und derselben Kurvenscheibe geformt, z.B. als im Querschnitt nach oben offene U-förmige Nuten, in die der erste und zweite Kurvenfolger von oben her eingreifen. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Steuerkurve eine ellipsenartige Form besitzt, und dass die Längsachse der ersten Steuerkurve gegenüber der Bewegungsrichtung der Aufnahme - die im Wesentlichen der linearen Bewegungsrichtung des Düsenspritzrohres entspricht - verdreht ist. Dies hat den Vorteil, dass die Baugröße weiter verringert werden kann.
Bevorzugter Weise sieht die Erfindung dabei vor, dass die Länge des ersten und zweiten Hebelarms, der Winkel zwischen dem ersten und zweiten Hebelarm, die Größe, bzw. Durchmesser der Kurvenfolger sowie die Lage und Form der ersten und zweiten Steuerkurve in der Weise gewählt sind, dass keine der Kurven einen Unterschnitt aufweist und die Krümmungsradien ausreichend groß gewählt sind.
Als Unterschnitt wird nachfolgend ein Bereich einer Bahn der ersten oder auch zweiten Steuerkurve bezeichnet, in dem auf der berechneten Kurvenbahn ein Selbstschnittpunkt auftritt und daher bei der Fertigung eine Spitze mit einem möglichen Hubverlust entsteht. Weitere technische Details zu Unterschnitten, Hubverlusten sowie der Auslegung von Kurvenfolgern können dem Buch „Bewegungstechnik: Berechnen von mechanischen Getrieben" ISBN 9783446444102 Seite 238 ff. entnommen werden. Durch diese zuvor beschriebene Ausfuhrungsform der Erfindung ergibt sich eine besonders gleichmäßige Belastung der Kurvenfolger, durch die sich der Verschleiß der Vorrichtung in vorteilhafter Weise verringert.
Vorteilhafterweise sieht die Erfindung bei dieser Ausfuhrungsform weiterhin vor, dass der Winkel zwischen dem ersten und zweiten Hebelarm einen Wert im Bereich von 75° bis 115° besitzt. Wie die Anmelderin gefunden hat, treten in diesem Bereich bei einer akzeptablen Baugröße trotz der im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit der Kurvenscheibe und der gleichmäßig auf den ersten und zweiten Hebelarm wirkenden Kräfte keine Unterschnitte auf. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Länge des ersten und zweiten Hebelarms, der Winkel zwischen dem ersten und zweiten Hebelarm, der Durchmesser, bzw. die Größe des zugehörigen Kurvenfolgers sowie die Lage und Form der ersten und zweiten Steuerkurve in der Weise gewählt sind, dass zumindest eine der Steuerkurven wenigstens einen Unterschnitt aufweist, und dass die Führungsfläche der zugehörigen Steuerkurve im Bereich des Unterschnitts dergestalt geöffnet ist dass der zweite Kurvenfolger in Verbindung mit der zweiten Steuerkurve führt und somit die negativen Folgen des Unterschnitts wie beispielsweise einen Hubverlust vermeidet. Diese Ausfuhrungsform ermöglicht ohne die Erzeugung einer Spitze oder eines Hubverlusts eine weitere Verringerung der Baubreite der Vorrichtung gegenüber der Ausfuhrungsform ohne Unterschnitt.
Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung sind der erste und zweite Kurvenfolger, bzw. die Hebelarme integral, insbesondere als scheibenförmige Platte, geformt. Diese Ausgestaltung der Hebelarme ermöglicht eine stabile, einfach zu fertigende und universell für unterschiedliche Kurvenscheiben adaptierbare Positionierung der Kurvenfolger. So kann es hierbei beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kurvenrollen der Kurvenfolger drehbar an Gewindebolzen aufgenommen sind, die in zugehörige Bohrungen in der scheibenförmigen Platte eingeschraubt werden können, welche sich an unterschiedlichen Positionen befinden, um dadurch verschiedene Winkelpositionen des ersten und zweiten Hebelarms zueinander, bzw. unterschiedliche Hebelarmlängen realisieren zu können. Nach einem weiteren der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken kann es vorgesehen sein, dass die Vorrichtung wenigstens eine weitere Steuerkurve mit jeweils einem weiteren Kurvenfolger umfasst. Mithilfe weiterer Steuerkurven mit jeweils einem weiteren Kurvenfolger kann eine abermals kompaktere Bauform erreicht werden. Bei den zuvor beschriebenen Ausfuhrungsformen der Erfindung wird die Aufnahme für den zu bewegenden Gegenstand am Gehäuse in einem Linearlager, bevorzugt einem Gleitlager, linear geführt. Das Gehäuse besteht in diesem Falle bevorzugt aus Stahl. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Aufnahme kostengünstig aus Messing oder einem ähnlichen gleitfähigen Material gefertigt werden kann und für Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten leicht auszutauschen ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass das Gehäuse vorzugsweise umfänglich geschlossen ist, und eine zwischen dem Gehäuse und der Aufnahme in Längsrichtung während der Vor- und Zurückbewegung der Aufnahme entstehende Lücke durch eine längenvariable Verschlussvorrichtung, insbesondere einen Schieber oder eine Jalousie, verschlossen wird. Hierdurch ergibt sich bei einem Einsatz der Vorrichtung in einer mit Störstoffen wie Schmutz- und Staub behafteten Umgebung, wie beispielsweise einer Papiermaschine, der Vorteil, dass trotz der hohen Konzentration an Störstoffen - in diesem Falle mit Zellulose verunreinigtes Spritzwasser - keine Ablagerungen und Verunreinigungen in das Innere der Vorrichtung gelangen. Als Folge verringern sich die Gefahr von Quetschverletzungen beim Hineingreifen in die Öffnung sowie auch der Wartungsaufwand und die Störanfälligkeit der Vorrichtung.
Da der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung angetriebene Gegenstand während des Betriebs der Vorrichtung hohen Temperaturbelastungen und mechanischen Kräften ausgesetzt ist, die mitunter zu Winkel- und Lageabweichungen zwischen der Bewegungsrichtung des Gegenstandes und der Bewegungsrichtung der Aufnahme an der Vorrichtung führen, sieht die Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform vor, dass die Aufnahme über eine dreh- und schwenkbare bzw. kipp- und schwenkbare Gelenkverbindung mit einer Spanneinrichtung, wie beispielsweise Spannbacken, mit dem zu bewegenden Gegenstand gekoppelt ist. Durch den Einsatz einer solchen kipp- und schwenkbaren Gelenksverbindung wird in vorteilhafter Weise die Belastung auf das Linearlager reduziert und die Lebensdauer desselben erhöht. Weiterhin wird insbesondere in einer Papiermaschine die Gefahr eines Verklemmens der Aufnahme bei hohen Drehmomenten, die auf das Düsenspritzrohr wirken, erheblich verringert.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer beispielhaften Ausführungsform näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Bewegers,
Fig. 2 eine schematische räumliche Unteransicht eines erfindungsgemäßen Bewegers zur Verdeutlichung der kipp- und schwenkbaren Aufnahme, sowie der Linearfuhrung und der längenvariablen Verschlussvorrichtung,
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße
Aufnahme zur Verdeutlichung der kipp- und schwenkbaren Aufnahme, der Spannvorrichtung sowie der Gleitlager,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kurvenscheibe mit zwei Kurvenfolgern in einer ersten Stellung, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Kurvenscheibe von Fig.
4 mit zwei Kurvenfolgern in einer zweiten Stellung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst ein erfindungsgemäßer Beweger 1 zur reziprokierenden Bewegung eines Gegenstandes 60 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Gehäuse 50, eine Kurvenscheibe 20 und eine Aufnahme 40, welche mit der Kurvenscheibe 20 drehfest durch eine Verschraubung 26 mit dem Aufnahmezapfen 46 verbunden und gegenüber dem Gehäuse 50 linear geführt ist. Der Beweger 1 umfasst weiterhin ein Antriebselement 10, welches durch einen nicht näher gezeigten Motor, insbesondere einen Elektromotor, mit konstanter Drehzahl rotiert wird. Mit dem Antriebselement 10, welches am Gehäuse 50 drehbar gelagert ist, sind ein erster und ein zweiter Hebelarm 14, 18 drehfest verbunden, die jeweils einen entsprechenden ersten, bzw. zweiten Kurvenfolger 12, 16, tragen. Die beiden Hebelarme 14, 18 sind in einem Winkel α drehfest zueinander angeordnet, der einen Wert im Bereich zwischen 75° und 115°, vorzugsweise im Bereich von 85° bis 105° besitzt.
Die Drehbewegung des Antriebselements 10 wird über die Hebelarme 14, 18 auf die an diesen befestigten Kurvenfolger 12, 16 übertragen, die das Drehmoment in eine Kraft umwandeln und in die jeweilige Führungsfläche 23a, 23b sowie 25a, 25b einer zugeordneten ersten und zweiten Steuerkurve 22, 24 einleiten, welche vorzugsweise als U- förmige Vertiefungen in die Kurvenscheibe 20 eingebracht sind. Der erste und/oder zweite Kurvenfolger 12, 16 ist vorzugsweise als Kurvenrolle ausgestaltet, welche drehbar am zugehörigen Hebelarm gelagert ist; kann jedoch alternativ auch als stabförmiger Gleitbolzen ausgebildet sein, welcher an den Führungsflächen der Steuerkurve entlang gleitet.
Dadurch, dass sich die Kurvenfolger 12, 16 an den Führungsflächen 23a, 23b bzw. 25a, 25b der Steuerkurven 22 und 24 abstützen, und sich die Kurvenscheibe 20 wiederum über das Gleitlager 44, bzw. das Linearlager 54 linear bewegbar am Gehäuse 50 abstützt, üben diese eine Kraft auf die Kurvenscheibe 20 aus, die Kurvenscheibe in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehwinkelstellung der Hebelarme 14, 18 mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit in die durch den Doppelpfeil in Fig. 1 angedeutete eine oder andere Richtung bewegt.
Diese Linearbewegung bewegt die Aufnahme 40 und den damit über ein Spannelement 70 mechanisch gekoppelten Gegenstand 60 linear in Längsrichtung des Linearlagers 54. Die sich durch die Bewegung der Aufnahme 40 in der Bewegungsrichtung derselben ergebende Öffnung zwischen der Kurvenscheibe 20 und dem Gehäuse 50 wird durch eine plattenformige Verschlussvorrichtung 30 in Form einer in Fig. 1 und 2 gezeigten massiven Platte oder auch Jalousie verschlossen, die z.B. in Langlöchern 32 geführt ist. In die Langlöcher 32 greifen in den Figuren nicht näher gezeigte Haltemittel, wie z.B. Stifte oder Bolzen ein, die z.B. in die Oberseite des Gehäusebodens 51 eingesetzt sind und die plattenformige Verschlussvorrichtung 30 verschiebbar im Gehäuse sichern. Die Linearfuhrung mit dem Linearlager 54 und dem unteren Auflager 56 für die Aufnahme 40 ist in Fig. 2 im Detail gezeigt. Gemäß den Darstellungen von Fig. 1, 2 und 3 ist die Aufnahme 40 erfindungsgemäß über eine kipp- und schwenkbare Verbindung mit der Spanneinrichtung 70 für den Gegenstand bzw. das Düsenspritzrohr 60 gekoppelt, die einen Drehzapfen 48 und einen Schwenkzapfen 49 umfasst. Hierbei erlaubt der Drehzapfen 48 eine Verdrehung der Spanneinrichtung 70 um eine vertikale Achse; und der Schwenkzapfen 49 ermöglicht ein Verschwenken/Nicken der Spanneinrichtung 70 um eine horizontal verlaufende Achse.
Diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht einen Ausgleich von auf das Düsenspritzrohr 60 wirkenden Kräften und Drehmomenten, die z.B. durch Temperatur- und/oder Lageveränderungen des Düsenspritzrohres 60 hervorgerufen werden und verhindert dadurch ein Verklemmen des Gleit/Linearlagers 44, 54 beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , wenn die Bewegungsachsen des Düsenspritzrohres 60 und der Aufnahme 40 infolge der wirkenden Drehmomente nicht koaxial zueinander verlaufen. In Fig. 3 ist weiterhin die Spanneinrichtung 70 im Detail gezeigt, die eine obere Spannbacke 72 und eine untere Spannbacke 74 umfasst, welche durch Anziehen der angedeuteten Schraubverbindungen mit dem Gegenstand/Düsenspritzrohr 60 verklemmt werden.
Die Figuren 4 und 5 zeigen die Erzeugung der in diesem Falle linearen Bewegung durch die Kurvenfolger 12 und 16 in einer ersten und zweiten Stellung. In Fig. 4 befindet sich der erste Kurvenfolger 12 in etwa in der 12 Uhr-Position. In dieser Stellung des ersten Kurvenfolgers 12 befindet sich der zweite Kurvenfolger 16 in etwa in der 15 Uhr-Position, wobei der Umlauf der beiden Kurvenfolger 12, 16 im Uhrzeigersinn erfolgt. In der gezeigten ersten Stellung überträgt der zweite Kurvenfolger 16 einen Großteil der Kraft, die für die lineare Bewegung des Gegenstandes 60 aufgebracht wird, wohingegen der erste Kurvenfolger 12 nur einen geringen oder gar keinen Anteil zur Gesamtkraft beisteuert, welche die Kurvenscheibe 20 in der Darstellung von Fig. 4 nach links bewegt.
Demgegenüber befindet sich der erste Kurvenfolger 12 in Fig. 5 in der 9 Uhr-Position und der zweite Kurvenfolger 16 in der 12 Uhr-Position. In dieser zweiten Stellung der Fig. 5 überträgt der erste Kurvenfolger 12 einen Großteil der Kraft für die Bewegung der Kurvenscheibe 20 und der mit dieser gekoppelten Aufnahme 40, wohingegen der zweite Kurvenfolger 16 nahezu keine Kraft auf die Kurvenscheibe 20 überträgt, welche sich in der Darstellung der Fig. 5 nach rechts bewegt.
Liste der Bezugszeichen
1 Beweger
10 Antriebselement
12 Erster Kurvenfolger
14 Erster Hebelarm
16 Zweiter Kurvenfolger
18 Zweiter Hebelarm
20 Kurvenscheibe
22 Erste Steuerkurve
23a, 23b Führungsflächen der ersten Steuerkurve
24 Zweite Steuerkurve
25a, 25b Führungsflächen der zweiten Steuerkurve
26 Verschraubung Aufnahme
30 Verschlussvorrichtung
32 Langloch
34 Öffnung
40 Aufnahme
42 Deckel
44 Gleitlager
46 Verschraubung und Aufnahmezapfen
48 Drehzapfen
49 Schwenkzapfen
50 Gehäuse
51 Gehäuseboden
52 Gehäusedeckel
54 Linearlager
56 Unteres Auflager
60 Gegenstand
70 Spanneinrichtung
72 Obere Spannbacke
74 Untere Spannbacke
76 Schwenkzapfenaufnahme
α Winkel zwischen erstem und zweitem Hebelarm

Claims

Ansprüche
1. Beweger (1) zum Vor- und Zurückbewegen eines Gegenstandes, insbesondere eines Düsenspritzrohrs (60) in einer Papiermaschine, mit einem Gehäuse (50), einem drehbar am Gehäuse (50) aufgenommenen Antriebselement (10), einem mit dem Antriebselement (10) drehfest über einen ersten Hebelarm (14) gekoppelten ersten Kurvenfolger (12) sowie einer am Gehäuse (50) vorzugsweise linear bewegbar aufgenommenen Kurvenscheibe (20), an der eine Aufnahme (40) für den Gegenstand (60) befestigt ist und in der eine erste Steuerkurve (22) geformt ist, in die der erste Kurvenfolger (12) in der Weise eingreift, dass bei einer Rotation des Antriebselements (10) der erste Kurvenfolger (12) die Kurvenscheibe (20) vor- und zurück bewegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Kurvenscheibe (20) oder einer mit dieser gekoppelten weiteren
Kurvenscheibe eine zweite Steuerkurve (24) geformt ist, und dass das
Antriebselement (10) drehfest mit einem in die zweite Steuerkurve (24)
eingreifenden zweiten Kurvenfolger (16) gekoppelt ist, der an einem gegenüber dem ersten Hebelarm (14) um einen vorgegebenen Winkel (a) verdreht
angeordneten zweiten Hebelarm (18) aufgenommen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und zweite Steuerkurve (22,24) in derselben Kurvenscheibe (20) einander überlappend geformt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Steuerkurve (22) eine ellipsenartige Form besitzt, und dass die Längsachse der ersten Steuerkurve (22) gegenüber der Bewegungsrichtung der Aufnahme (40) verdreht ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch ekennzeichnet,
dass die Länge des ersten und zweiten Hebelarms (14, 18), der Winkel (< ) zwischen dem ersten und zweiten Hebelarm (14, 18) sowie die Lage und Form der ersten und zweiten Steuerkurve (22, 24) in der Weise gewählt sind, dass keine der Kurven einen Unterschnitt aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Winkel (a) zwischen dem ersten und zweiten Hebelarm (14,18) einen Wert im Bereich zwischen 75° bis 115° besitzt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Länge des ersten und zweiten Hebelarms (14, 18), der Winkel (a ) zwischen dem ersten und zweiten Hebelarm (14, 18) sowie die Lage und Form der ersten und zweiten Steuerkurve (22, 24) in der Weise gewählt sind, dass zumindest eine der Steuerkurven wenigstens einen Unterschnitt aufweist, und dass die
Führungsfläche (23a, 23b; 25a, 25b) der zugehörigen Steuerkurve (22, 24) im Bereich des Unterschnitts geöffnet ist und der zweite Kurvenfolger (16) in
Verbindung mit der zweiten Steuerkurve (24) führt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste und zweite erste und zweite Hebelarm (14, 18) integral geformt sind, insbesondere als scheibenförmige Platte,.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass diese wenigstens eine weitere Steuerkurve mit jeweils einem weiteren
Kurvenfolger umfasst.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (40) für den Gegenstand (60) am Gehäuse (50) in einem Gleitlager (54) gefuhrt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (50) vorzugsweise umfänglich geschlossen ist, und dass eine sich zwischen dem Gehäuse (50) und der Aufnahme (40) in Längsrichtung ergebende Lücke während der Bewegung der Aufnahme (40) durch eine längenvariable Verschlussvorrichtung (30), insbesondere eine Jalousie, verschlossen wird.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Aufnahme (40) über eine kipp- und schwenkbare Gelenkverbindung (48, 49) mit einer Spanneinrichtung (70), insbesondere Spannbacken (72, 74), für den Gegenstand (60) gekoppelt ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegung eine lineare Vor- und Zurückbewegung mit einer vorzugsweise konstanten Geschwindigkeit ist.
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"Bewegungstechnik: Berechnen von mechanischen Getrieben", pages: 238 FF

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