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Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für absatzweise Drehbewegungen,
insbesondere für den taktweisen Antrieb von Rundtischen bei Spritzgieß- und Vulkanisiermaschinen,
mit ungleichförmiger Beschleunigung, wobei zwischen einer rotierenden Antriebsachse
und einer ungleichförmig rotierenden Abtriebsachse ein Triebzapfen angeordnet ist,
der in einer mit der Antriebsachse mitrotierenden Schlitzführung geführt ist und
gegenüber der Drehachse der Schlitzführung während des Rotierens derselben einen
sich ändernden Abstand besitzt.
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Ein derartiges Schaltgetriebe für absatzweise Drehbewegungen ist bereits
bekannt. Es soll insbesondere für den Antrieb von kinematographischen Apparaten
dienen, also für Vorrichtungen mit verhältnismäßig kleinen zu bewegenden Massen.
Das bekannte Schaltgetriebe ist mit einer Antriebsscheibe mit radialem Schlitz und
einer ungleichförmig rotierenden Abtriebsscheibe versehen. Die Abtriebsscheibe ist
auf der der Antriebsscheibe zugekehrten Seite mit einem außermittig angeordneten
Triebzapfen versehen, der gleitbar in den radialen Schlitz der Antriebsscheibe eintritt.
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Die Drehbewegung der Abtriebsscheibe wird bei diesem bekannten Getriebe
nicht unmittelbar auf die anzutreibenden Vorrichtungsteile übertragen, sondern nur
mittelbar unter Zwischenschaltung eines Malteserkreuzes. In die Schlitze dieses
Malteserkreuzes tritt ein an der Abtriebsscheibe angeordneter zweiter Triebzapfen
ein. Damit ist dieses Getriebe einerseits verhältnismäßig kompliziert durch die
zusätzliche Anordnung des Malteserkreuzes. Außerdem sind die grundsätzlich bei einem
Malteserkreuz für die Erzeugung von absatzweisen Drehbewegungen gegebenen Nachteile
hinsichtlich der Beschränkung der Anzahl von Haltestationen gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe für absatzweise
Drehbewegungen vorzuschlagen, bei dem während eines Drehtaktes mindestens einmal
eine echte Nullstellung des Getriebes eintritt. Das Getriebe gemäß der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Triebzapfen so angebracht ist, daß seine Achse
während einer Umdrehung der Antriebsachse diese in einem Punkt trifft. Dadurch,
daß während eines Drehtaktes die Achse des Triebzapfens mit der Antriebsachse zumindest
momentan gleichachsig ist, wird eine echte Nullstellung des Getriebes, also ein
Stillstand erreicht. Somit wird durch die Erfindung ein im Aufbau einfaches und
für den Antrieb auch größerer Massen geeignetes Getriebe vorgeschlagen, bei dem
auf die Nachordnung eines Malteserkreuzes verzichtet werden kann.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin;
daß gerade für den Antrieb größerer Massen, insbesondere von Drehtischen bei Spritzgieß-
und Vulkanisiermaschinen, eine günstige Geschwindigkeits- und Beschleunigungscharakteristik
erzielt wird, nämlich mit geringer Beschleunigung bzw. Verzögerung bei Beginn bzw.
am Ende eines Drehtaktes. Das Getriebe gemäß der Erfindung ermöglicht eine fast
beliebige Anzahl von Bearbeitungsstationen eines Drehtisches, kann also auch in
den Bereichen Anwendung finden, in denen ein Malteserkreuz nicht geeignet ist.
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Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung an Hand der Zeichnungen
näher erläutert, in denen ein bekanntes Getriebe sowie Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Getriebes dargestellt sind. Es zeigen F i g. 1 bis 5 zu Demonstrationszwecken eine
Ausführungsform eines an sich bekannten Getriebes im Querschnitt bzw. Seitenansicht
und Grundriß in verschiedenen Stellungen.
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F i g. 6 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes in
schematischem Schnitt, Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Getriebes
gemäß F i g. 6, F i g. 8 die Anwendung eines Schaltgetriebes für den Antrieb eines
Drehtisches im schematischen Schnitt, F i g. 9 einen Querschnitt IX-IX der F i g.
B.
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In F i g. 1 bis 5 ist zu Demonstrationszwecken ein Teil eines an sich
bekannten Schaltgetriebes für diesen Zweck dargestellt. Dabei ist vorgesehen, daß
ein gleichförmiger Rotationsantrieb in einen ungleichförmigen Rotationsantrieb mit
geringerer Beschleunigung bzw. Verzögerung der Geschwindigkeit bei Beginn und am
Ende des Bewegungszyklus umgesetzt wird. Diese Geschwindigkeitsumsetzung erfolgt
mit Hilfe eines Triebzapfens, insbesondere einer Triebrolle 10, die während der
Bewegung in bezug auf eine der Drehachsen, bei den dargestellten Ausführungsbeispielen
in bezug auf die antriebsseitige Drehachse A einen sich ändernden Abstand
x einnimmt.
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In bezug auf die abtriebsseitige Drehachse B hat die Triebrolle
10 bei der Demonstration dienenden F i g. 1 bis 5 einen unveränderlichen
Abstand r. Die Abstände sind jeweils bezogen auf die Achse C der Triebrolle.
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Antriebsseitig ist eine um die Drehachse A mitrotierende Schlitzführung
11 vorgesehen. In diese Schlitzführung faßt die Triebrolle 10 verschiebbar
ein. Bei dem Getriebe der F i g. 1 und 2 ist die Schlitzführung 11 auf einer
Antriebsscheibe 12 angeordnet, die auf einer Antriebswelle 13 sitzt.
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Die Triebrolle 10 ist drehbar an einer Abtriebsscheibe 14 gelagert,
und zwar bei dem Getriebe der F i g. 1 bis 5 mit unveränderlichem Abstand von der
Drehachse B der Abtriebsscheibe 14, die beispielsweise auf einer Abtriebswelle 15
sitzt. Die antriebsseitige Drehachse A hat von der abtriebsseitigen Drehachse
B einen unveränderlichen Abstand a.
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Der gleichförmige Rotationsantrieb der Antriebswelle 13 wird unter
Vermittlung der Schlitzführung 11 durch die Triebrolle 10 auf die Abtriebsscheibe
14 und damit auf die Abtriebswelle 15 übertragen und dabei zugleich in eine ungleichförmige
Rotationsbewegung umgewandelt. Die Übertragung des Antriebs ist dadurch möglich,
daß die Triebrolle 10 einen Abstand X von der Drehachse A der Antriebswelle
13 bzw. der Schlitzführung 11 hat. In der Ausgangsstellung (Stillstand des angetriebenen
Drehtisches) gemäß F i g. 1 bis 3 hat die Triebrolle 10 bzw. deren Achse C einen
minimalen Abstand x von der antriebsseitigen Drehachse A. Bei Umdrehung der Schlitzführung
11 wird mit im Verhältnis zum Antrieb geringerer Beschleunigung die Abtriebsscheibe
14 durch das Triebrad 10 in Umdrehung versetzt. Mit zunehmender Umdrehung der Schlitzführung
11 und Mitnahme der Triebrolle 10, die dabei in der Schlitzführung 11 gleitet, nimmt
auch die Beschleunigung der Abtriebsscheibe 14 zu. Aus F i g. 4 ist ersichtlich,
daß bei einer Drehung der Schlitzführung 11 aus der Ausgangsstellung gemäß F i g.
2 und 3 um einen Winkel .x = 90° in die Stellung gemäß
F i g. 4
die mitgenommene Abtriebsscheibe demgegenüber eine kleinere Drehung /3 durchgeführt
hat, die kleiner ist als die Drehung x. Auch in der Stellung gemäß F i g. 5, bei
der sich n, also die Drehung der Schlitzführung 11, dem Wert 180° nähert, hat die
Abtriebsscheibe 14 eine demgegenüber kleinere Drehung /3 durchgeführt. Jedoch ist
in dieser Phase die Beschleunigung der Abtriebsscheibe 14 beträchtlich erhöht. Nach
Durchführung der halben Umdrehung bei 180° sind x und /3 gleich groß.
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Bei der weiteren Drehung bis zur Ausgangsstellung gemäß F i g. 3 ist
die Beschleunigungs- bzw. Geschwindigkeitscharakteristik der Abtriebsscheibe 14
entsprechend umgekehrt, d. h., in der Nähe der Ausgangsstellung gemäß F i g. 2 und
3 hat die Abtriebsscheibe 14 eine geringe Verzögerung, so daß die Massen allmählich
zum Stillstand kommen.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 5 ergibt sich kein echter
Stillstand der Abtriebsscheibe bei ununterbrochenem Antrieb durch die Antriebswelle
13, da selbst in der Ausgangsstellung gemäß F i g. 2 und 3 die Triebrolle 10 einen
Abstand x von der Drehachse A hat. Für dieses Getriebe gemäß F i g. 1 bis 5 gilt
die Gleichung: a + x = r, wobei x möglichst klein gewählt ist, aber auf jeden
Fall in jeder Stellung größer als 0 sein muß.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 6 und 7 gilt die voranstehende
Gleichung während der Antriebsübertragung. In der Ausgangsstellung gemäß F i g.
7 wird aber bei diesem Getriebe ein echter Stillstand dadurch erreicht, daß während
dieser Stellung die Triebrolle 10 bzw. deren Achse C mit der antriebsseitigen Drehachse
A gleichachsig ist. Zu Beginn eines Drehtaktes wird durch ein besonderes, zusätzliches
Zwischengetriebe zunächst die Triebrolle 10 aus dieser Stellung x = 0 heraus bewegt,
so daß die Triebrolle 10 einen Abstand von der Drehachse A erhält. Nunmehr kann
der gleichförmige Drehantrieb von der Antriebswelle 13 auf eine Abtriebsscheibe
14
bzw. die Abtriebswelle 15 übertragen werden. Es ergibt sich allerdings
eine etwas veränderte Charakteristik der Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung dadurch,
daß die Relativstellung zwischen der Triebrolle 10 und der abtriebsseitigen Drehachse
B während des Antriebs veränderbar ist.
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Das Zwischengetriebe, durch das die Triebrolle 10 bei Beginn des Antriebs
aus der Nullstellung gemäß F i g. 6 und 7 heraus bewegt wird, besteht bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel aus einem Exzenter 16 mit einer gegenüber der abtriebsseitigen
Drehachse B exzentrischen Drehachse D. Der Exzenter 16
ist über
einen schwenkbaren Arm 17 mit der Triebrolle 10 verbunden. Der Exzenter 16 ist auf
einem Zahnrad 18 gelagert, das gleichachsig zur Abtriebsscheibe 14 und Abtriebswelle
15 drehbar auf der Abtriebswelle 15 gelagert ist. Das Zahnrad 18 steht
im Eingriff mit der Innenverzahnung eines Zahnkranzes 20. Dieses wiederum wird durch
die mit einer Außenverzahnung 21 versehene Antriebsscheibe 12 angetrieben.
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In Abweichung von dem vorangehenden Ausführungsbeispiel wird hier
der Antrieb von der Triebrolle 10 über einen Mitnehmer 22 auf die
Abtriebsscheibe 14 übertragen. Wegen der Relativbewegungen der Triebrolle
10 gegenüber der Abtriebsscheibe 14
faßt das freie Ende des Mitnehmers
22 in ein Langloch 23 der Abtriebsscheibe 14. Das Zahnrad 18 ist mit einer segmentartigen
Ausnehmung 32 für den Durchtritt des Mitnehmers 22 versehen.
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Der Antrieb der Antriebsscheibe 12 wird bei Beginn eines Drehtaktes
zunächst über die Außenverzahnung 21 auf den Zahnkranz 20 übertragen und von diesem
auf das Zahnrad 18. Das Zahnrad 18 bewirkt dadurch eine Drehung des Exzenters 16,
wodurch der ursprüngliche Abstand r zwischen der Achse C der Triebrolle 10 und der
abtriebsseitigen Drehachse B verändert, nämlich vergrößert wird. Zugleich wandert
die Triebrolle 10 aus der gleichachsigen Relativstellung zur antriebsseitigen Drehachse
A, so daß gegenüber dieser ein Abstand x entsteht. Da der Antrieb der Antriebsscheibe
12 und damit der Schlitzführung 11 weitergeht, beginnt nunmehr mit der Entstehung
des Abstandes x die übertragung des Antriebs auf die Abtriebsscheibe 14 durch den
Mitnehmer 22. Im weiteren Verlauf des Drehtaktes wird eine ähnliche Charakteristik
der Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung auf der Abtriebsseite erzielt wie bei dem
vorangehenden Ausführungsbeispiel. Der Exzenter 16 wird ebenfalls gedreht, bis er
schließlich die Ausgangsstellung gemäß F i g. 6 und 7 wieder erreicht. Dadurch erhält
das Getriebe am Ende eines Drehtaktes wieder eine echte Nullstellung, da die Achse
C der Triebrolle 10 mit der antriebsseitigen Drehscheibe A gleichliegt.
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Gegenüber dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 bis 5 wird aber bei
dem Ausführungsbeispiel der F i g. 6 und 7 insoweit noch eine Verbesserung erzielt,
als die Beschleunigungen am Anfang und Endes des Drehtaktes klein sind. Weiterhin
ist die maximale Beschleunigung bei 90° (Stellung entsprechend F i g. 4) verhältnismäßig
klein. Schließlich wird eine echte Nullstellung erreicht.
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In F i g. 8 und 9 ist die Anwendung eines Getriebes gemäß F i g. 1
bis 5 für den Antrieb eines Drehtisches 24 mit mehreren Bearbeitungsstationen schematisch
dargestellt. Der gleichförmige Drehantrieb eines Antriebsmotors (nicht dargestellt)
wird durch eine Schnecke 25 auf ein Schneckenrad 26 übertragen. Mit dem Schneckenrad
26 ist eine Schlitzführung 27 verbunden. Diese hufeisenförmige Schlitzführung
27
dient zur Aufnahme und Führung einer Triebrolle 28, die ihrerseits an einer
Abtriebsscheibe 29 drehbar gelagert ist. Die Abtriebsscheibe 29 wiederum ist mit
einem Zahnrad 30 verbunden, das im Eingriff mit einem am Drehtisch 24 angebrachten
Zahnkranz 31
steht. Auch bei diesem Getriebe gilt die Gleichung a + x = r,
wobei x in der Ausgangsstellung eine minimale Größe hat, auf jeden Fall aber größer
als 0 ist.
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Die taktweise Drehung des Drehtisches 24 von Arbeitsstation zu Arbeitsstation
geht in der Weise vonstatten, daß eine Umdrehung der Schlitzführung 27 und damit
der Abtriebsscheibe 29 sowie des Zahnrades 30 einem Schalttakt des Drehtisches
24 entspricht.
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Bei dem beschriebenen Getriebe wird eine günstige Geschwindigkeits-
und Beschleunigungscharakteristik erzielt mit geringer Beschleunigung bzw. Verzögerung
bei Beginn und am Ende des Drehtaktes. Bei dem Getriebe gemäß F i g. 6 und 7 wird
darüber hinaus eine tatsächliche Nullstellung erreicht. Weiterhin besitzt das Getriebe
einen einfachen Aufbau und ist für praktisch eine beliebige Anzahl von Bearbeitungsstationen
des Drehtisches anwendbar bei entsprechendem übersetzungsverhältnis zwischen Zahnrad
30
und Zahnkranz 31. Das Getriebe kann in einem Bereich äragewendet
werden, für den Malteser-Getriebe ungeeignet sind.