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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwenkantrieb, insbesondere einen Rundschalttisch, mit einem Gehäusebauteil, einem relativ zu dem Gehäusebauteil verdrehbaren Drehelement und einer elektrisch betriebenen Antriebseinheit, durch die das Drehelement zu einer getakteten Drehbewegung antreibbar ist.
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Derartige Schwenkantriebe finden eine breite Anwendung unter anderem in der Montage- und Automatisierungstechnik. Das Drehelement kann beispielsweise als Teller oder Ring ausgebildet sein, auf dem Werkstücke angeordnet werden, die zu ihrer Bearbeitung und/oder Montage in getaktete Drehbewegungen versetzt werden.
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Zum einen ist die Präzision des Schwenkantriebs von besonderer Bedeutung, damit das Werkstück stets wohl definierte Positionen/Orientierungen relativ zu den Montage-/Bearbeitungswerkzeugen aufweist. Die Präzision der Vorrichtung ergibt sich aus der Genauigkeit, mit der das Drehelement die einzelnen Bearbeitungspositionen einnehmen kann, sowie der Präzision der Drehbewegung des Drehelements zwischen den Bearbeitungspositionen.
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Zum anderen ist es aus Kostengründen aber auch erforderlich, das die einzelnen Takte der Drehbewegung möglichst schnell durchfahren werden können, um den Werkstückdurchsatz zu maximieren. Dies bedeutet, dass große Beschleunigungen während einer Abbremsphase und einer Beschleunigungsphase eines Takts der Drehbewegung auftreten, die entsprechend große Belastungen der Antriebseinheit des Schwenkantriebs hervorrufen. Außerdem müssen zum raschen Beschleunigen und Abbremsen des Drehelements erhebliche Mengen von Energie aufgewendet werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwenkantrieb zu schaffen, dessen Antriebseinheit auch bei hohen Taktfrequenzen weniger stark beansprucht wird. Gleichzeitig soll der Schwenkantrieb eine verbesserte Energieeffizienz aufweisen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Schwenkantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Schwenkantrieb der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass eine Energiespeichereinheit vorgesehen ist, mittels derer während der Abbremsphase eines Takts der Drehbewegung zumindest ein Teil der Bewegungsenergie des Drehelements aufnehmbar und speicherbar ist. Zumindest ein Teil der gespeicherten Bewegungsenergie ist dem Drehelement während der Beschleunigungsphase des nächsten Takts durch die Energiespeichereinheit zuführbar.
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Mit anderen Worten weist der Schwenkantrieb einen Energiespeicher auf, der beim Abbremsen die Bewegungsenergie der trägen Masse des Drehelements zumindest zu einem gewissen Teil aufnimmt, so dass die durch die Antriebseinheit aufzubringende abbremsende Kraft verringert wird. Dies schont die Komponenten der Antriebseinheit und verringert ihren Energiebedarf.
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Die beim Abbremsvorgang in der Energiespeichereinheit gespeicherte Bewegungsenergie wird während der Beschleunigungsphase eines Taktes genutzt, um die Beschleunigung des Drehelements zu unterstützen. Die Antriebseinheit muss daher eine geringere Leistung erbringen als bei herkömmlichen Schwenkantrieben ohne Energiespeicher. Dies hat einen vergleichsweise geringeren Energiebedarf zur Folge. Außerdem werden die in der Antriebseinheit auftretenden Kräfte reduziert, was sich vorteilhaft auf den Verschleiß der beteiligten Komponenten auswirkt.
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Durch die Reduktion der auftretenden Maximalkräfte in der Antriebseinheit kann auch die Auslegung ihrer Komponenten entsprechend angepasst werden, wodurch Kosteneinsparungen realisiert werden können. Beispielsweise kann aufgrund des Energiespeichers bei im Wesentlichen unveränderten Leistungsparametern des Schwenkantriebs ein kleinerer Antriebsmotor vorgesehen werden.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass unter Antriebseinheit beispielsweise ein direkt mit dem Drehelement zusammenwirkender Motor – wie beispielsweise ein Torque-Motor – verstanden werden kann. Das Drehelement bildet dann – vereinfacht dargestellt – selbst den Rotor des Motors. Die Antriebseinheit kann aber auch weitere Komponenten, wie beispielsweise Getriebekomponenten oder ähnliches, umfassen.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schwenkantriebs weist die Energiespeichereinheit ein Steuerelement mit einer Steuerkurve auf, die mit einem Mitnehmerelement der Energiespeichereinheit derart zusammenwirkt, dass durch eine relative Verdrehung zwischen dem Mitnehmerelement und dem Steuerelement eine Veränderung der in der Energiespeichereinheit gespeicherten Energiemenge bewirkbar ist. Die Formgebung der Steuerkurve wirkt sich dabei auf die Energieaufnahme- bzw. Energieabgabecharakteristik der Energiespeichereinheit aus. Eine Steuerkurve/Mitnehmer-Kombination stellt eine zuverlässige Steuerung der Energieaufnahme bzw. Energieabgabe der Energiespeichereinheit sicher. Insbesondere ist das Mitnehmerelement eine Rolle, die sich bei einem relativen Verdrehen der beiden Komponenten an der Steuerkurve abrollt.
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Es versteht sich, dass nicht jede relative Verdrehung zwischen dem Steuerelement und dem Mitnehmerelement zu einer Änderung der in der Energiespeichereinheit gespeicherten Energiemenge führen muss. Wesentlich ist jedenfalls, dass zumindest während eines Teils der Abbremsphase und zumindest während eines Teils der Beschleunigungsphase eine Änderung der gespeicherten Energiemenge stattfindet.
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Bevorzugt ist das Steuerelement an dem Drehelement oder einem zu einer Drehbewegung antreibbaren Bauteil der Antriebseinheit angeordnet. In diesem Fall kann das Mitnehmerelement beispielsweise drehfest relativ zu dem Gehäusebauteil angeordnet sein. Ein zu einer Drehbewegung antreibbares Bauteil der Antriebseinheit kann beispielsweise eine Antriebswelle oder ein Getriebeelement sein. Bei einem Schwenkantrieb oder Rundschalttisch, der mittels einer Kurventrommel angetrieben wird, kann diese ebenfalls als ein derartiges Bauteil aufgefasst werden.
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Alternativ kann das Mitnehmerelement an dem Drehelement oder einem zu einer Drehbewegung antreibbaren Bauteil der Antriebseinheit angeordnet sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass die beiden Varianten (Steuerelement an dem Drehelement bzw. Mitnehmerelement an dem Drehelement) grundsätzlich auch zusammen in einem Schwenkantrieb vorgesehen sein können, beispielsweise wenn zwei Energiespeichereinheiten vorgesehen sind, von denen eine dem Drehelement und eine der Antriebseinheit zugeordnet ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Steuerelement an einem in Bezug auf ein Gehäuse der Energiespeichereinheit bewegbaren Bauteil ausgebildet ist. Beispielsweise wirken die Mitnehmer des Drehtellers eines Rundschalttischs der vorstehend genannten Art mit der Steuerkurve des Steuerelements zusammen und verschieben es bei einer Relativbewegung des Mitnehmers und des Steuerelements.
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In kinematischer Umkehr der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann das Mitnehmerelement alternativ oder zusätzlich an einem in Bezug auf ein Gehäuse der Energiespeichereinheit bewegbaren Bauteil ausgebildet sein.
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Vorzugsweise ist die rotatorische Bewegungsenergie des Drehelements durch die Energiespeichereinheit in eine translatorische Bewegung umsetzbar, die sich insbesondere in Bezug auf die Rotationsachse des Drehelements in radialer Richtung erstreckt. Beispielsweise wird durch bestimmte Komponenten der Energiespeichereinheit eine relative Verdrehung der beiden Komponenten gegeneinander eine radiale Bewegung einer der Komponenten erzeugt, die wiederum während der Abbremsphase/Beschleunigungsphase zu einer Aufladung bzw. Entladung eines Energiespeicherelements führt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Drehelement oder ein zu einer Drehbewegung antreibbares Bauteil der Antriebseinheit über eine Übersetzungseinheit, wie insbesondere ein Übersetzungsgetriebe, mit der Energiespeichereinheit in Verbindung stehen. Insbesondere weist die Übersetzungseinheit ein derart angepasstes Übersetzungsverhältnis auf, dass ein Takt der getakteten Drehbewegung in eine Umdrehung eines Ausgangsgliedes der Übersetzungseinheit umwandelbar ist. Das Ausgangsglied steht vorzugsweise wiederum mit der Energiespeichereinheit in Verbindung.
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Insbesondere weist das Ausgangsglied ein exzentrisch angeordnetes Aktuierungselement auf, mit dem dem Energiespeicher Bewegungsenergie zuführbar ist. Beispielsweise ist das Ausgangsglied ein scheibenartiges Bauteil, auf dem ein exzentrisch angeordneter Bolzen befestigt ist. An dem Bolzen kann beispielsweise eine Stange angelenkt sein, die bei Drehung der Scheibe beispielsweise über einen Kolben mit einem Energiespeicherelement zusammenwirkt.
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Die Energiespeichereinheit kann ein elastisches Funktionselement, ein hydraulisches Funktionselement, ein pneumatisches Funktionselement und/oder eine elektrische Speichervorrichtung umfassen. Ein elastisches Funktionselement kann beispielsweise eine Feder sein. Bei Ausführungsformen mit einem hydraulischen bzw. einem pneumatischen Funktionselement wird die Energie in Form von Hydraulikflüssigkeitsdruck bzw. Gasdruck gespeichert. In Zusammenhang mit einer elektrischen Speichervorrichtung seien beispielhaft Vorrichtungen mit piezoelektrisch wirksamen Bauelementen genannt.
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Um die Wirkung der Energiespeichereinheit optimal an das jeweils vorliegende Anforderungsprofil anpassen zu können, kann die Energiespeichereinheit eine Justiervorrichtung aufweisen, mit der eine Energieaufnahmecharakteristik und/oder eine Energieabgabecharakteristik der Energiespeichereinheit justierbar ist. Damit lässt sich beispielsweise der zeitliche Verlauf der Energieaufnahme/-abgabe und/oder die maximal aufnehmbare Energiemenge anpassen.
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Bevorzugt umfasst die Antriebseinheit eine Kurventrommel mit einer Antriebsnut, in die an dem Drehelement angeordnete Mitnehmer eingreifen, um eine Drehbewegung der Kolbentrommeln in eine Drehbewegung des Drehelements umzuwandeln, wie beispielhaft vorstehend bereits erwähnt wurde. Bei einem Schwenkantrieb mit einem derartigen Kurventrommelantrieb sind die Mitnehmer des Drehtellers insbesondere so ausgebildet sein, dass sie – bei entsprechender Ausgestaltung der Energiespeichereinheit – zugleich als Mitnehmerelement der Energiespeichereinheit fungieren.
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Es versteht sich, dass mehrere Energiespeichereinheiten gleicher oder unterschiedlicher Bauart an einem oder mehreren zu einer Drehbewegung angetriebenen Bauteilen der Schwenkantrieb angeordnet sein können.
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Weiterhin ist anzumerken, dass eine Energiespeichereinheit beispielsweise zwei einander gegenüberliegende, in dem Gehäuse der Energiespeichereinheit bewegliche Elemente umfassen kann. Diese Elemente können beispielsweise Mitnehmerelemente oder Steuerelemente mit einer Steuerkurve sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Schwenkantriebs mit einem Gehäusebauteil, einem relativ zu dem Gehäusebauteil verdrehbaren Drehelement und einer elektrisch betriebenen Antriebseinheit, wobei das Drehelement durch die Antriebseinheit zu einer getakteten Drehbewegung angetrieben wird.
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Herkömmliche Verfahren der genannten Art führen insbesondere bei hohen Taktfrequenzen der Drehbewegung zu hohen Belastungen der Antriebseinheit, was zu starkem Verschleiß der beteiligten Komponenten und zu einem hohen Energieverbrauch führt.
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Diese Nachteile werden dadurch behoben, dass während einer Abbremsphase eines Takts der Drehbewegung zumindest ein Teil der Bewegungsenergie des Drehelements durch eine Energiespeichereinheit aufgenommen und gespeichert wird und die gespeicherte Bewegungsenergie dem Drehelement während der Beschleunigungsphase zumindest teilweise wieder zugeführt wird.
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Vorzugsweise wird die gesamte, in Zusammenhang mit einem Abbremsen der Masse des Drehelements aufgenommene Bewegungsenergie – abgesehen von nicht vermeidbaren Reibungsverlusten – zu einer anschließenden Beschleunigung der Masse genutzt. Die zwischengespeicherte Energie wird somit „recycelt”. Dadurch reduziert sich die zum Abbremsen und die zum Beschleunigen benötigte Energie.
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Bevorzugt weisen die Aufnahme und die Zufuhr der Bewegungsenergie im Wesentlichen symmetrische Charakteristika auf. Alternativ können die genannten Charakteristika auch asymmetrisch oder beliebig ausgebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwenkantriebs,
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2 eine Ausführungsform der Energiespeichereinheit in einer Schnittebene senkrecht zur Rotationsachse des Schwenkantriebs,
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3 einen Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwenkantriebs,
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4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwenkantriebs.
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1 zeigt einen Schwenkantrieb, der als Rundschalttisch 10 ausgestaltet ist. Der Rundschalttisch 10 umfasst einen Drehteller 12, der durch eine nicht gezeigte Antriebseinheit zu einer Drehbewegung um eine Drehachse R angetrieben wird. Die Antriebseinheit kann beispielsweise eine Kurventrommel umfassen, die eine Antriebsnut aufweist, in die an dem Drehteller 12 angeordnete Mitnehmer (nicht gezeigt) eingreifen. Durch eine Rotation der Kurventrommel, die direkt oder über ein Getriebe von einem Elektromotor angetrieben wird, wird der Drehteller 12 zu einer Drehbewegung angetrieben. Alternativ dazu kann ein Antrieb des Drehtellers 12 auch durch ein Ritzel erfolgen, das mit einer an dem Außenumfang des Drehtellers 12 angeordneten Verzahnung kämmt. Ein direkter Antrieb des Drehtellers durch einen Torque-Motor ist grundsätzlich ebenfalls möglich.
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An der Unterseite des Drehtellers 12 ist ein Steuerelement 14 drehfest angeordnet. Das Steuerelement 14 weist an seiner radialen Innenseite eine Steuerkurve 16 auf, deren radialer Abstand zur Drehachse R winkelabhängig ist.
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Die Steuerkurve 16 wirkt über Mitnehmerrollen 18 mit Mitnehmerkolben 20 zusammen. Die Mitnehmerkolben 20 sind in Bezug auf die Drehachse R einander gegenüberliegend in einem Zylinder 22 angeordnet. Der Zylinder 22 ist drehfest in Bezug auf die Drehachse R angeordnet und gestattet eine radiale Bewegung der Mitnehmerrollen 18 und der Mitnehmerkolben 20. Auf die Mitnehmerkolben 20 wirkt eine von einem Energiespeicherelement in Form einer Feder 24 aufgebrachte Kraft. Diese drückt die Mitnehmerkolben 20 auseinander, wodurch die Mitnehmerrollen 18 gegen die Steuerkurve 16 gepresst werden. Das drehfest mit dem Drehteller 12 verbundene Steuerelement 14 und die drehfest in Bezug auf ein nicht gezeigtes Gehäuse des Rundschalttischs 10 angeordneten Komponenten (Mitnehmerkolben 20 mit Mitnehmerrollen 18, Zylinder 22, Feder 24) bilden zusammen eine Energiespeichereinheit 26. Mit Hilfe der Energiespeichereinheit 26 kann bei einer relativen Drehbewegung zwischen dem Drehteller 12 und den in Bezug auf das Gehäuse drehfest angeordneten Komponenten der Energiespeichereinheit 26 eine Bewegungsenergie des Drehtellers 12 in eine Kompression der Feder 24 umgewandelt werden, um ein Abbremsen des Drehtellers 12 am Ende eines Bewegungstakts zu unterstützen. Die in der Kompression der Feder 24 gespeicherte Energie kann anschließend genutzt werden, um eine Beschleunigung des Drehtellers 12 zu Beginn des nächsten Bewegungstakts zu unterstützen.
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Das Zusammenwirken der Mitnehmerrollen 18 mit der Steuerkurve 16 wird anhand von 2 näher erläutert. Sie zeigt schematisch eine Draufsicht auf Teile der Energiespeichereinheit 26.
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Pfeile D deuten eine Drehrichtung des Drehtellers 12 bei Betrieb des Rundschalttischs 10 an. Das heißt, die Steuerkurve 16 verdreht sich dabei relativ zu dem drehfest in Bezug auf das Gehäuse des Rundschalttischs 10 angeordnete „stationäre Segment” der Energiespeichereinheit 26.
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Je nach Winkellage zwischen der Steuerkurve 16 und den Mitnehmerrollen 18 werden diese von Steuersegmenten 27 synchron nach radial innen gedrückt, wobei die Feder 24 komprimiert wird. An den gegenüberliegenden Maxima der Steuersegmente 27, d. h. an den am weitesten radial innen liegenden Punkten der Steuerkurve 16, ist die durch die Feder 24 gespeicherte Energiemenge maximal. In dieser Position hat der Drehteller 12 eine Ruheposition erreicht. Bis zum Erreichen dieser Position wurde die Feder 24 durch das Abrollen der Mitnehmerrollen 18 an Abbremssegmenten 28 der Steuerkurve 16 komprimiert. In der Ruheposition können an auf dem Drehteller 12 angeordneten Werkstücken Bearbeitungsschritte durchgeführt werden. Danach muss der Drehteller 12 wieder beschleunigt werden, um das nächste Werkstück einer Bearbeitung zuzuführen. Die Beschleunigung des Drehtellers 12 wird durch die Abgabe der in der komprimierten Feder 24 gespeicherten Energie unterstützt, indem die Mitnehmerrollen 18 an Beschleunigungssegmenten 30 der Steuerkurve 16 abrollen.
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Es versteht sich, dass die Anzahl der Segmente 28, 30 der Steuerkurve 16 von der Anzahl der Mitnehmerrollen 18 und der Anzahl der Takte pro Umdrehung des Drehtellers 12 abhängen kann. Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl von Takten pro Umdrehung des Drehtellers 12 vorgesehen sein. Auch die Anzahl der Mitnehmerrollen 18 ist beliebig. Um eine symmetrische Belastung der beteiligten Komponenten bei einem gleichzeitig einfachen Aufbau zu erzielen, bietet sich ein zu einer Symmetrieebene S1 symmetrischer Aufbau der drehfest zu dem Gehäuse angeordneten Komponenten der Energiespeichereinheit 26 an.
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Die Segmente 28, 30 der Steuerkurve 16 können grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Benachbarte Segmente 28, 30 können auch durch kreisbogenförmige Segmente getrennt sein, die keine Änderung der in der Feder 24 gespeicherten Energie bewirken. Im Gegensatz zu der dargestellten Ausgestaltung der Segmente 28, 30 können diese auch symmetrisch in Bezug auf eine Symmetrieebene S2 sein, die senkrecht zu der Symmetrieebene S1 angeordnet ist.
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In kinematischer Umkehr der Energiespeichereinheit 26 kann diese eine drehfest zu dem Gehäuse des Rundschalttischs 10 angeordnetes Steuerelement 14 aufweisen. Bei dieser Ausführungsform sind die Mitnehmerrollen 18, die Mitnehmerkolben 20, der Zylinder 22 und die Feder 24 drehfest mit dem Drehteller 12 verbunden. Die Mitnehmerrollen 18 werden dabei ebenfalls von radial innen nach außen gegen die Steuerkurve 16 gedrückt. Abweichend von der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform und der vorstehend beschriebenen kinematischen Umkehr dieser Ausführungsform können die Mitnehmerrollen 18 auch von außen gegen das Steuerelement 14 gedrückt werden. Die Steuerkurve 16 müsste dann an der radialen Außenseite des Steuerelements 14 angeordnet sein. Zweckmäßigerweise ist dann jeder Mitnehmerrolle 18 und jedem Mitnehmerkolben 20 ein eigener Zylinder 22 und eine eigene Feder 24 zugeordnet. In Analogie zu der kinematischen Umkehr der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform kann das Steuerelement 14 gehäusefest angeordnet sein, während die Mitnehmerrollen 18 dem Drehteller 12 zugeordnet sind.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsform 26' der Energiespeichereinheit. Sie ist einem Rundschalttisch 10' zugeordnet, dessen Antriebseinheit eine Kurventrommel mit einer Antriebsnut aufweist (nicht gezeigt). In die Antriebsnut greifen Mitnehmer 18' ein. Bei einer Rotation der Kurventrommel wird der Drehteller 12 durch ein Zusammenwirken der Mitnehmer 18' mit der Antriebsnut zu einer Drehbewegung angetrieben.
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Die in 3 dargestellte Energiespeichereinheit 26' nutzt die Mitnehmer 18', um beim Abbremsen des Drehtellers 12 dessen Bewegungsenergie in eine Kompression der Feder 24 umzuwandeln. Zu diesem Zweck weist ein Mitnehmerkolben 20' der Energiespeichereinheit 26' eine Steuerkurve 16' auf. Der Mitnehmerkolben 20' ist in einem fest mit einem Gehäuse 32 des Rundschalttischs 10' verbundenen Zylinder 22' bewegbar angeordnet.
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Wenn sich der Drehteller 12 beispielsweise im Uhrzeigersinn dreht (Drehbewegung D), wird der Mitnehmerkolben 20' aufgrund eines Zusammenwirkens eines Abbremssegments 28' mit der linken Mitnehmerrolle 18' gegen die Feder 24' nach radial außen gedrückt. In der Ruheposition des Drehtellers 12 befindet sich die linke Mitnehmerrolle 18' im Bereich des Umkehrpunkts/Maximums der Steuerkurve 16'. Eine mit der Antriebsnut in Eingriff stehende Mitnehmerrolle 18' befindet sich dann beispielsweise in einem Rastgang der Antriebsnut oder die Kurventrommel steht still (z. B. bei einer frei programmierbaren Kurventrommel).
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Wenn der Drehteller 12 sich weiter dreht, kommt die Mitnehmerrolle 18' in den Bereich eines Beschleunigungssegments 30', wodurch die in der Feder 24 gespeicherte Kraft unterstützend auf die Mitnehmerrolle 18' wirkt.
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Um eine Energieaufnahme- bzw. Energieabgabecharakteristik der Energiespeichereinheit 26' anpassen zu können, weist diese eine Justierschraube 34 auf, mit der eine Gegenplatte 36 bewegbar ist, um dadurch eine Vorspannung der Feder 24 zu ändern. Weiterhin ist eine Verdrehsicherung 38 vorgesehen, um ein Verdrehen des Mitnehmerkolbens 20' in dem Zylinder 22' zu verhindern. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass der Zylinder 22' zur Vereinfachung der Montage aus zwei Zylinderbauteilen 22a', 22b' besteht. Zur weiteren Feinjustierung der Energieaufnahme- bzw. Energieabgabecharakteristik der Energiespeichereinheit 26' kann eine Justiervorrichtung vorgesehen sein, mit der deren räumliche Lage eingestellt werden kann. So wird erreicht, dass bei einer durch beispielsweise die Ausgestaltung einer Antriebsnut einer Kurventrommel vorgegebenen Ruheposition des Drehtellers 12' die gerade aktive Mitnehmerrolle 18' sich genau im Umkehrpunkt/Maximum der Steuerkurve 16' befindet. Es wird betont, dass derartige Justiervorrichtungen – wie auch die Justierschraube 34 oder funktionell ähnliche Komponenten – grundsätzlich bei jeder Ausführungsform der Energiespeichereinheit 26, 26' vorgesehen sein können.
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4 zeigt eine Energiespeichereinheit 26'', die – wie die Energiespeichereinheit 26' – letztlich mit den zum Antrieb des Drehtellers 12 vorgesehenen Mitnehmerrollen 18' zusammenwirkt. Eine getaktete Bewegung der Mitnehmerrollen 18' wird über ein entsprechend ausgebildetes Kettenrad 40 abgegriffen und über ein nicht näher dargestelltes Übersetzungsgetriebe auf ein Ausgangsrad 42 übertragen. Das Ausgangsrad 42 weist einen exzentrisch zu seiner Drehachse R' angeordneten Bolzen 44 auf, der mit einer Kolbenstange 46 verbunden ist. Die Kolbenstange 46 steht wiederum mit einem Kolben 48 in Verbindung, der in einem Zylinder 22'' verfahrbar angeordnet ist. Der Zylinder 22'' enthält ein Gas, das bei einer Bewegung des Kolbens 48 komprimiert bzw. entspannt wird. Eine Umdrehung des Ausgangsrads 42 führt – ausgehend von der in 4 gezeigten Ausgangslage – zunächst zu einer Komprimierung des Gases, bis nach einer halben Umdrehung des Ausgangsrades 42 ein maximaler Gasdruck erreicht wird. Die Komprimierung des Gases ist mit Arbeit verbunden, die eine Abbremsung des Drehtellers 12 bewirkt. Bei einer anschließenden Beschleunigung des Drehtellers 12 wird die in dem Gasdruck gespeicherte Energie wieder abgegeben und unterstützt somit die Antriebseinheit.
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Auch die Energiespeichereinheit 26''' kann mit Justiervorrichtungen versehen sein, um die Energieaufnahme- bzw. Energieabgabecharakteristik der Energiespeichereinheit 26''' zu justieren. Dies kann beispielsweise durch eine Verschiebung des Bolzens 44 in Bezug auf die Rotationsachse R' und/oder eine Längenänderung der Kolbenstange 46 erfolgen. Auch kann – in Analogie zur Änderung der Vorspannung der Feder 24 bei den Energiespeichereinheiten 26, 26' – ein Gasdruck in dem Zylinder 22' angehoben bzw. abgesenkt werden. Es versteht sich, dass anstelle eines gasgefüllten Zylinders 22' (pneumatisches System) ein entsprechendes hydraulisches, mechanisches oder elektrisches Energiespeicherelement vorgesehen sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 10'
- Rundschalttisch
- 12
- Drehteller
- 14
- Steuerelement
- 16, 16'
- Steuerkurve
- 18, 18'
- Mitnehmerrolle
- 20, 20'
- Mitnehmerkolben
- 22, 22', 22''
- Zylinder
- 22a', 22b'
- Zylinderbauteil
- 24
- Feder
- 26, 26', 26''
- Energiespeichereinheit
- 27
- Steuersegment
- 28, 28'
- Abbremssegment
- 30, 30'
- Beschleunigungssegment
- 32
- Gehäuse
- 34
- Justierschraube
- 36
- Gegenplatte
- 38
- Verdrehsicherung
- 40
- Kettenrad
- 42
- Ausgangsrad
- 44
- Bolzen
- 46
- Kolbenstange
- 48
- Kolben
- R, R'
- Drehachse
- D
- Drehbewegung
- S1, S2
- Symmetrieebene
