Koppelgetriebe Die Erfindung betrifft ein Koppelgetriebe zur Um wandlung einer gleichförmigen Drehbewegung in eine periodische hin und her gehende Bewegung, mit relativ grossen Stillständen in den Endstellungen des hin und her bewegbaren Gliedes.
Vielfach werden bei bewegbaren Maschinenteilen in den Hubendstellungen relativ grosse Stillstände <B>-</B> auch Rasten genannt<B>-</B> im Bewegungsablauf gefordert.
Zur Realisierung dieser Forderung werden Kurven- scheibenantriebe verwendet, die die gleichförmige Dreh bewegung der Kurvenscheibe vermittels beispielsweise einer Schwinge auf das periodische hin und her gehende Bewegungen ausführende Maschinenteil übertragen. F-in Stillstand dieser Schwinge, der einen Stillstand im Be wegungsablauf des hin und her bewegbaren Maschinen teiles in den Hubendstellung-en bewirkt, willd dabei da durch erreicht, dass zwei gegenüberliegende Kurven stücke innerhalb eines bestimmten Winkels Kreisbogen darstellen, deren Mittelpunkt mit dem Drehpunkt der Kurvenscheibe zusammenfällt.
Abgesehen von dem grossen Aufwand an Herstel lungskosten, die die Fertigung eines solchen Kurven- scheibenantriebes bedingen, lassen diese Antriebe, ins besondere wegen der relativ grossen Masse der den Kurvenscheiben zugeordneten Getriebeglieder, keine hohe Drehzahlen zu.
Ist der Verschleiss sowohl bei geschlossenen Kurven bahnen als auch bei offenen Kurrvenscheiben bei rela tiv geringer Winkelgeschwindigkeit schon sehr gross, so tritt dies bei höherer Drehzahl noch wesentlich stärker in Erscheinung.
Diese Antriebe erfordern deshalb eine ständige, überwachung und unterliegen häufig langwierigen, aus Gründen des Verschleisses einzelner Getriebeteile be dingten Reparaturen. Letztere führen zu unliebsamen Ausfallzeiten, die bei hochentwickelten Maschinen oder automatischen Systemen recht kostspielig sind.
Wie an sich bekannt, werden deshalb vielfach die Kurvengetriebe, die früher zum Erzielen von Still- ständen im Bewegungsablauf bewegbarer Glieder un entbehrlich schienen, durch Koppelgetriebe ersetzt.
So ist beispielsweise ein Koppelgetriebe bzkannt- C geworden, welches als Kurbelschleife ausgebildet ist und die Einsteuerung einer. Rast ermöglicht.
Es sind auch Koppelgetriebe als Rastgetriebe be kannt, bei denen die Glieder, beispielsweise eines sol chen Getriebes, ein Gelenkviereck bilden, von dessen Koppelebene aus eine um einen Drehpunkt drehbare Schwinge angetrieben wird. Dieses Getriebe besitzt zwei Rasten, deren Lage und Dauer sowie die Zeiten für die zwischen den beiden Rasten liegenden Bewegungs abschnitte durch die entsprechenden Winkel der An triebskurbel bestimmt sind. Die, Rasten sind in ihrer Zeitdauer unterschiedlich und in ihrer Lage nicht sym metrisch, so dass die Einsatzmöglichkeit eines solchen Getriebes sehr beschränkt ist.
Insbesondere für Maschinen und automatische Systeme, bei denen hin und her bewegbare Maschinen teile anzutreiben sind, die in den Hubendstellungen grössere Stillstände erfordern, ist ein derartiges Ge triebe nicht geeignet.
Aufgabe und Zweck der Erfindung ist es, ein Kop- peIgetriebe zu schaffen, bei dem ein auf der Koppel angenommener Punkt eine endlose Koppelkurve mit zwei um<B>1801</B> gegenüberliegenden Geraden oder Kur ven beschreibt, die in den Endstellungen eines an der Koppel angelenkten, die hin und her gehende Bewegung bewirkenden Gliedes grössere Stillstände erzielen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein in seiner Länge veränderlicher Kurbelarm an das die hin und her gehende Bewegung bewirkende Glied angelenkt ist und beide Elemente ausserdem über die Koppel mit einer zweiten, gegenüber der ersten Kur bel gegenläufig bewegbaren Kurbel verbunden sind.
Vorzugsweise ist der in seiner Länge veränder lich-- Kurbelarm als konstant umlaufendes Antriebs glied und die zweite Kurbel als Schubkurbel ausge bildet. Zweckmässigerweise sind beide Kurbeln als Räder kurbeln ausgebildet, die aus zwei miteinander in Ein griff stehenden Zahnrädern bestehen.
Vorteilhaft sind der in seiner Länge veränderliche Kurbelarm und das die hin und her gehende Bewe gung bewirkende Glied zu einer Schubkurbel gestaltet.
Die Erfindung ermöglicht die Einsteueruno, zweier Rasten, die bei entsprechender Wahl der einzelnen Gliederlängen, von der konstant umlaufenden Antriebs kurbel aus betrachtet, symmetri eb liegen und deren Zeitdauer im Winkel ausgedrückt jeweils 40' und mehr betragen können.
Weiterhin ist es auch möglich, den in seiner Länge veränderlichen<U>Kurbelarm</U> und das die hin und her gehende Bewegung bewirkende Glied als schwingende Kurbelschleife auszubilden-.
Es ist ferner möglich, beide Kurbeln auf einem Drehpunkt anzuordnen und den in seiner Länge ver änderlichen Kurbelarm ün Verein mit dem die hin und her gehende Bewegung bewirkenden Glied zu einer Kreuzschleifenkurbel zu gestalten.
Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungs- beispieles in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. <B>1</B> ein erfindungsgemässes Koppelrastgetriebe, Fig. 2 das Koppekastgetriebe nach der Erfindung als schwingende Kurbelschleife ausgebildet, Fig. <B>3</B> das Koppelrastgetriebe nach der Erfindung als Kreuzschleifenkurbel ausgebildet.
Gemäss der Fig. <B>1</B> sind zwei Kurbeln a,<B>b</B> mit ihren festen Achsen in<B>A</B> und B eines feststehenden Teiles gelagert. Die Kurbel a dient als konstant um laufendes Antriebsglied. Die Kurbel<B>b</B> ist zur Kurbel a gegenläufig bewegbar. Diese gegenläufige Bewegung wird durch zwei gleich grosse, in Eingriff miteinander stehende Zahnräder ZI, Z2 erreicht, die fest mit den Achsen der Kurbeln a,<B>b</B> verbunden sind. An der Kurbel<B>b</B> ist eine Koppel<B>d</B> angelenkt. Diese ist wiederum gelenkig mit einem auf dem Kurbelarm der Kurbel a gleitend bewegbar angeordneten Zwischenglied e ver bunden.
Die gleitend bewegbare Anordnung des Zwi schengliedes e auf dem Kurbelarm -ermöglicht es, diesen in seiner wirksamen Länge zu verändern. Das Zwi schenglied e ist !ausserdem mit einem Glied c verbun den, welches letztlich die zu erzielende hin und her gehende Bewegung bewirkt.
An dem Glied c ist zu diesem Zweck ein in F des feststehenden Teiles gelagertes Glied<B>f</B> angelenkt. Der Anlenkpunkt <B>E</B> und das Glied<B>f</B> führen eine ge radlinige hin und her gehende Bewegung aus. Es ist jedoch auch möglich, dem Anlenkpunkt <B>E</B> eine hin und her gehende Schwenkbewegung zu erteilen, so fern nämlich das Glied<B>f</B> nicht geradlinig bewegbar, sondern um einen Drehpunkt schwenkbar gelagert ist.
Der Punkt<B>D</B> beschreibt eine endlose Koppelkurve, die in der Form dem Querschnitt einer Niere ent spricht. Die beiden um<B>1801</B> gegenüberliegenden, durch die Punkte<B>G</B> und H verlaufenden Kurvenstücke ent sprechen dabei einem Radius, der der Länge des Glie des c gleichkommt.
Wenn diese Kurvenstücke von dem Punkt<B>D</B> durch laufen, so befindet sich der Punkt<B>E</B> des Gliedes c in Ruhe, wodurch in den Endstellungen des hin und her gehenden Gliedes<B>f</B> Stillstände auftreten.
Bekanntermassen werden Lage und Dauer der Ra sten durch definierten Winkel der Antriebskurbel be stimmt. Bei entsprechender Wahl der Längen der ein zelnen Getriebeglieder werden Rasten erreicht, die bei- spielsweise einem Winkel von<B>d = 60',</B> bezogen auf die Drehung der Antriebskurbel a, entsprechen.
Es wurde gefunden, dass Lage und Dauer der Rasten die geforderten Bedingungen dann recht günstig erfüllen, wenn etwa folgende Verhältnisse eingehalten sind: <B>k : b : d 1 : 1 :</B> 4:<B>10,</B> wobei<B>k</B> der Abstand der beiden festen Achsen der Kurbeln a,<B>b, b</B> die Länge der zweiten (angetriebenen) Kurbel b, <B>d</B> die Länge der Koppel<B>d</B> und c die Länge des Gliedes c bedeuten. Selbstverständlich sind auch bei der Wahl anderer Verhältnisse die geforderten Be dingungen zu erfüllen.
In der Fig. 2 ist das Koppelrastgetriebe nach den, Erfindung als schwingende Kurbelschleife dargestellt. Das die hin und her gehende Bewegung bewirkende Glied c ist um I schwenkbar.
Die Lagerpunkte<B>A</B> und B für die Achsen der Kurbeln a,<B>b</B> und der Schwenkpunkt<B>1</B> des Gliedes c liegen in einer Flucht. Das hin und her bewegbare Glied<B>f</B> ist senkrecht dazu angeordnet. Das Glied c ist in<B>E</B> mit dem Glied<B>f</B> durch eine auf dem Glied c gleitend bewegbare Kulisse<B>g</B> verbunden. Die durch den Punkt<B>D</B> zu beschreibende Koppelkurve verläuft bei definierter Wahl der Gliederlängen. etwa in der in der Zeichnung durch Strichpunktlinie angegebenen Weise.
Fig. <B>3</B> zeigt das Koppelrastgetriebe nach der Er findung als Kreuzschleifkurbel. Die Lagerpunkte für die beiden Achsen der Kurbel a,<B>b</B> liegen auf einem gemeinsamen Punkt AB. Das hin und her bewegbare Glied<B>f</B> ist fest mit dem Glied c verbunden. Auch in dieser Figur ist die Koppelkurve dargestellt. Wie den Zeichnungen<U>entnommen</U> werden kann, weisen die Koppelkurven der Getriebe nach Fig. 2 und<B>3</B> Gerade auf, diese Geraden bewirken die geforderten Stillstände im Bewegungsublauf des hin und her gehenden Glie des in dessen Endstellungen.
Coupling gear The invention relates to a coupling gear for converting a uniform rotary movement into a periodic reciprocating movement, with relatively large stoppages in the end positions of the member that can be moved back and forth.
In many cases, relatively large standstills <B> - </B> also known as notches <B> - </B> are required in the movement sequence of movable machine parts in the stroke end positions.
To implement this requirement, cam disk drives are used which transmit the uniform rotary movement of the cam disk to the machine part which performs periodic reciprocating movements by means of a rocker, for example. F-in standstill of this rocker, which causes a standstill in the sequence of movements of the machine part that can be moved back and forth in the end-of-stroke positions, willd thereby achieve that two opposite curve pieces represent a circular arc within a certain angle, their center with the pivot point the cam coincides.
Apart from the great expense of manufacturing costs that require the manufacture of such a cam disk drive, these drives do not allow high speeds, in particular because of the relatively large mass of the gear members associated with the cam disks.
If the wear is already very high both with closed curves and with open cam disks at a relatively low angular speed, this becomes even more apparent at higher speeds.
These drives therefore require constant monitoring and are often subject to lengthy repairs due to the wear and tear of individual transmission parts. The latter lead to unpleasant downtime, which is quite costly in the case of sophisticated machines or automatic systems.
As is known per se, the cam gears, which previously seemed indispensable for achieving standstills in the movement sequence of movable members, are therefore often replaced by coupling gears.
For example, a coupling mechanism has become known- C, which is designed as a crank loop and the control of a. Rest enables.
There are also coupling gears as ratchet gears be known, in which the links, such as a sol chen gear, form a four-bar linkage, from the coupling plane of a pivotable rocker is driven. This gear has two notches, the position and duration and the times for the movement sections between the two notches are determined by the corresponding angle of the drive crank. The notches are different in their duration and not symmetrical in their position, so that the use of such a transmission is very limited.
In particular, for machines and automatic systems in which back and forth movable machine parts are to be driven that require greater stoppages in the stroke end positions, such a Ge gearbox is not suitable.
The object and purpose of the invention is to create a coupling gear in which a point assumed on the coupling describes an endless coupling curve with two straight lines or curves opposite one another by 1801, which in the end positions of one the paddock articulated, the reciprocating motion causing member achieve greater stoppages.
According to the invention, this is achieved in that a variable length crank arm is articulated to the link causing the reciprocating movement and both elements are also connected via the coupling to a second crank which can be moved in opposite directions compared to the first cure.
The length of the variable crank arm is preferably designed as a constantly rotating drive element and the second crank is designed as a slider crank. Conveniently, both cranks are designed as cranks wheels that consist of two interlocked gears.
Advantageously, the variable length crank arm and the link that causes the movement to move back and forth are designed as a crank handle.
The invention enables Einsteueruno, two notches which, with the appropriate choice of the individual link lengths, viewed from the constantly rotating drive crank, are symmetrical and the duration of which can be expressed as an angle of 40 'and more.
Furthermore, it is also possible to design the <U> crank arm </U>, which is variable in its length, and the link causing the reciprocating movement as a swinging crank loop.
It is also possible to arrange both cranks on a pivot point and to make the length of the variable crank arm ün union with the link causing the reciprocating movement to form a cross-loop crank.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment in the drawing. The figures show: FIG. 1 a coupling ratchet mechanism according to the invention, FIG. 2 the coupling mechanism according to the invention designed as an oscillating crank loop, FIG. 3 the coupling ratchet mechanism according to the invention designed as a cross-loop crank.
According to FIG. 1, two cranks a, b are mounted with their fixed axes in a and B of a fixed part. The crank a serves as a constant running drive member. The crank <B> b </B> can be moved in opposite directions to the crank a. This movement in opposite directions is achieved by two equally large, mutually engaging gears ZI, Z2 which are firmly connected to the axes of the cranks a, b. A coupling <B> d </B> is linked to the crank <B> b </B>. This is in turn articulated to an intermediate member e which is arranged to be slidably movable on the crank arm of the crank a.
The slidably movable arrangement of the inter mediate member e on the crank arm - makes it possible to change this in its effective length. The intermediate member e is also connected to a member c, which ultimately causes the reciprocating movement to be achieved.
For this purpose, a link <B> f </B> mounted in F of the fixed part is articulated to link c. The articulation point <B> E </B> and the link <B> f </B> perform a straight back and forth movement. However, it is also possible to give the articulation point <B> E </B> a reciprocating pivoting movement, as long as the link <B> f </B> cannot be moved in a straight line but is mounted pivotably about a pivot point.
The point <B> D </B> describes an endless coupling curve, the shape of which corresponds to the cross section of a kidney. The two curve pieces opposite one another around <B> 1801 </B> and running through points <B> G </B> and H correspond to a radius that is equal to the length of the segment c.
When these curved sections run through from point <B> D </B>, point <B> E </B> of link c is at rest, as a result of which in the end positions of the reciprocating link <B> f </B> Standstills occur.
It is known that the position and duration of the Ra most are determined by a defined angle of the drive crank. With an appropriate choice of the lengths of the individual gear members, notches are achieved which, for example, correspond to an angle of <B> d = 60 ', </B> based on the rotation of the drive crank a.
It has been found that the position and duration of the notches meet the required conditions quite favorably if the following ratios are maintained: <B> k: b: d 1: 1: </B> 4: <B> 10, </ B> where <B> k </B> is the distance between the two fixed axes of the cranks a, <B> b, b </B> the length of the second (driven) crank b, <B> d </B> die Length of coupling <B> d </B> and c mean the length of link c. Of course, the required conditions must also be met when choosing other ratios.
In Fig. 2, the coupling ratchet mechanism according to the invention is shown as a vibrating crank loop. The member c causing the reciprocating movement can be pivoted about I.
The bearing points <B> A </B> and B for the axes of the cranks a, <B> b </B> and the pivot point <B> 1 </B> of the link c are in alignment. The link <B> f </B> which can be moved back and forth is arranged perpendicular thereto. The link c is connected in <B> E </B> to the link <B> f </B> by a link <B> g </B> that can slide on the link c. The coupling curve to be described by point <B> D </B> runs with a defined choice of link lengths. approximately in the manner indicated in the drawing by a dashed line.
Fig. 3 shows the coupling ratchet gear according to the invention as a cross grinding crank. The bearing points for the two axes of the crank a, <B> b </B> lie on a common point AB. The link <B> f </B> which can be moved back and forth is firmly connected to the link c. The coupling curve is also shown in this figure. As can be seen from the drawings, the coupling curves of the gears according to FIGS. 2 and 3 have straight lines, these straight lines cause the required stoppages in the movement of the reciprocating link in its end positions.