DE1499435C - Step feed device - Google Patents
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Description
Die erfindungsgemäße Schrittvorschubeinrichtung für blatt- oder streifenförmige Aufzeichnungsträger weist zwei miteinander gekoppelte Getriebe auf, deren eines für sich allein eine gleichförmige Vorschubbewegung des zu fördernden Aufzeichnungsträgers hervorrufen würde und deren zweites dieser an sich gleichförmigen Bewegung eine oszillierende Bewegung derart überlagert, daß der Aufzeichnungsträger während jedes Arbeitsspieles in Förderrichtung zeitweise zumindest annähernd zur Ruhe kommt. Bei ihr findet ebenfalls ein exzentrisch auf einer Hauptwelle angeordnetes, im größeren Innenkranz einer konzentrisch j zur Hauptwelle angeordneten Scheibe rollendes Rad Verwendung. Sie ist indessen gekennzeichnet durch ein unter Einbeziehung der Scheibe gebildetes Zusatzgetriebe, durch welches ausgangsseitig der ersten oszillierenden Bewegung eine weitere mit vergleichsweise geringer Amplitude überlagert wird.The step feed device according to the invention for sheet or strip-shaped recording media has two gearboxes coupled to one another, one of which has a uniform feed movement on its own of the recording medium to be conveyed and the second would cause this per se uniform movement is superimposed on an oscillating movement in such a way that the record carrier during every work cycle in the conveying direction comes to a standstill at least at times. Find with her also one arranged eccentrically on a main shaft, one concentric in the larger inner ring j to the main shaft arranged disc rolling wheel use. It is, however, characterized by an additional gear formed with the inclusion of the disc, through which the output side of the first oscillating movement is superimposed on another with a comparatively low amplitude.
Durch das erfindungsgemäße Zusatzgetriebe werden die zwischenzeitlichen Abweichungen aus der Ruhelage zumindest so weitgehend kompensiert, daß die immer noch verbleibenden Restabweichungen sich in der Größenordnung des Getriebespieles bzw. der Getriebetoleranzen bewegen. Da sich mit der Erfindung auch die Ruhephase der schrittweisen Vorschubbewegung erheblich vergrößern läßt, gestattet sie zudem eine schnellere Schrittfolge als die bisherigen Schrittvorschubeinrichtungen.By the additional gear according to the invention, the interim deviations from the The rest position is at least largely compensated for so that the residual deviations that still remain move in the order of magnitude of the gear backlash or the gear tolerances. Since the The invention also allows the rest phase of the stepwise feed movement to be increased considerably they also have a faster step sequence than the previous step feed devices.
Im folgenden ist an Hand der Figuren ein erfindungsgemäßes Getriebe beschrieben, bei dem ein Anhalten des zu fördernden Aufzeichnungsträgers mit guter Genauigkeit während der Hälfte eines Arbeitsspieles erreicht wird. Die Figuren stellen darIn the following, a transmission according to the invention is described with reference to the figures, in which a stop of the recording medium to be conveyed with good accuracy during half of a working cycle is achieved. The figures represent
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile des betrachteten Getriebes,F i g. 1 is a perspective view of the essential parts of the transmission under consideration,
F i g. 2 ein Diagramm, aus dem einzelne Bewegungsabläufe dieses Getriebes zu ersehen sind.F i g. 2 is a diagram from which individual movement sequences of this transmission can be seen.
Eine in den Platinen 1 und 2 gelagerte Antriebswelle 4 steht über einen Zahnriemen 8 mit zwei gleichsinnig in Pfeilrichtung angetriebenen Wellen 9 und 10 in Antriebsverbindung, die außer in den Platinen 1 und 2 noch in einer Platine 3 gelagert sind. Die Platinen 1, 2 und 3 sind starr mit einem Rahmen verbunden, der hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Die Wellen 9 und 10 tragen zwischen den Platinen 2 und 3 je einen langgestreckten Exzenter 11 bzw. 12, auf dem je ein Zylinder 13 bzw. 14 frei drehbar konzentrisch gelagert ist. Die Zylinder 13 und 14 sind auf einer Seite konzentrisch mit ineinander kämmenden Zahnrädern 15 bzw. 16, an ihrem anderen Ende mit je einer Reibrolle 17 bzw. 18 verbunden. Die beiden Reibrollen 17 und 18 tragen auf ihrem Umfang einen elastischen Belag 19 bzw. 20 hoher Reibfähigkeit, mit dem sie sich entweder aufeinander — dazu entspricht ihr Außendurchmesser dem Wälzkreisdurchmesser der Zahnräder 15 und 16 — oder auf einem dazwischenliegenden Aufzeichnungsträger 21, im dargestellten Beispiel einer Lochkarte, abwälzen.A drive shaft 4 mounted in the plates 1 and 2 is in the same direction via a toothed belt 8 with two Shafts 9 and 10 driven in the direction of the arrow in drive connection, which except in the plates 1 and 2 are still stored in a plate 3. The boards 1, 2 and 3 are rigidly connected to a frame, which is not shown here for the sake of clarity. The shafts 9 and 10 carry between the plates 2 and 3 each have an elongated eccentric 11 or 12, on which a cylinder 13 or 14 is free is rotatably mounted concentrically. The cylinders 13 and 14 are concentric with one another on one side meshing gears 15 and 16, respectively, connected at their other end to a friction roller 17 and 18, respectively. The two friction rollers 17 and 18 have an elastic covering 19 and 20, respectively, with high friction properties on their circumference, with which they are either on top of each other - their outer diameter corresponds to the pitch circle diameter of the gears 15 and 16 - or on an intermediate recording medium 21, in the example shown, a punch card, roll off.
Auf dem Zylinder 13 ist außer dem Zahnrad 15 zwischen diesem und der Platine 2 ein weiteres Zahnrad 22 konzentrisch befestigt, das sich im Inneren eines frei drehbar konzentrisch auf der Welle 9 gelagerten Zahnkranzes 23 abwälzt. An einem parallel zu der Welle 9 an dem Zahnkranz 23 befestigten Bolzen 24 greift eine Koppel 25 an. deren anderes Ende auf einer Kurbel 26 gelagert ist, die eine exzentrische Fortsetzung der Antriebswelle 4 bildet. Die den Zahnriemen 8 tragenden Riemenscheiben 5, 6In addition to the gear 15 between the latter and the plate 2, there is a further gear on the cylinder 13 22 attached concentrically, which is mounted concentrically on the shaft 9 inside a freely rotatable Ring gear 23 rolls off. On a parallel to the shaft 9 attached to the ring gear 23 Bolt 24 engages a coupling 25. the other end is mounted on a crank 26 which has an eccentric Continuation of the drive shaft 4 forms. The pulleys 5, 6 carrying the toothed belt 8
und 7 sind so bemessen, daß auf zwei Umdrehungen der Antriebswelle 4 jeweils eine Umdrehung der Wellen 9 und 10 entfällt.and 7 are dimensioned so that for two revolutions of the drive shaft 4 each one revolution of the Waves 9 and 10 are omitted.
Im folgenden werden die Wirkungsweise des dargestellten Getriebes und die Bemessung einzelner Teile desselben an Hand der F i g. 2 erläutert.In the following, the mode of operation of the transmission shown and the dimensioning of individual parts are described the same on the basis of FIG. 2 explained.
Denkt man sich die Zylinder 13 und 14 mit den Rollen 17 bzw. 18 festgehalten, so daß sie sich während des Umlaufes der Exzenter 11 und 12 lediglich translatorisch bewegen, dann wird der Aufzeichnungsträger 21 an der Eingriffsstelle der Rollen 17 und 18 eine kreisende Bewegung erfahren, die derjenigen der Exzenter 11 und 12 entspricht. In der durch den Pfeil gekennzeichneten Vorschubrichtung ist die Bewegung des Aufzeichnungsträgers 21 somitIf you think of the cylinders 13 and 14 with the rollers 17 and 18, respectively, held so that they are during of the revolution of the eccentrics 11 and 12 only move translationally, then the recording medium 21 at the point of engagement of the rollers 17 and 18 experience a circular motion similar to that of the Eccentric 11 and 12 corresponds. The movement is in the feed direction indicated by the arrow of the recording medium 21 thus
sE = £ (1 - cos 7), s E = £ (1 - cos 7),
wenn £ die Exzentrizität und ψ der Umlaufwinkel des Exzenters ist, der von dessen — nach F i g. 1 — linker Extremlage aus gerechnet wird.if £ is the eccentricity and ψ is the angle of revolution of the eccentric, which - according to F i g. 1 - left extreme position is calculated from.
In Wirklichkeit wälzt sich beim Umlauf des Exzenters 11 das Zahnrad 22 in dem Zahnkranz 23 ab, wodurch jeder Punkt des Umfanges der Rolle 17 und demgemäß auch der Aufzeichnungsträger 21 eine BewegungIn reality, when the eccentric 11 revolves, the gear 22 rolls in the ring gear 23, as a result of which each point of the circumference of the roller 17 and accordingly also the recording medium 21 one Move
■22■ 22
erfährt. R72 und J?,, sind die Wälzkreisradien des
Zahnrades 22 bzw. des Zahnkranzes 23; r ist der Radius der Rolle 17.
Da K23 — R22 zwangläufig gleich E sein muß, giltlearns. R 72 and J? ,, are the pitch circle radii of gear 22 and ring gear 23, respectively; r is the radius of the roller 17.
Since K 23 - R 22 must necessarily be equal to E , the following applies
E^r RE ^ r R.
' Ψ ■' Ψ ■
■22■ 22
Die beiden Bewegungen sE und s„ sind in dem Diagramm der F i g. 2 über dem Drehwinkel 7 dargestellt. sE erreicht, von Null ausgehend, beim Winkel ψ — π sein Maximum und wird bei q< = 2.τ wieder zu Null. sR hingegen wächst proportional τα ψ und ist bei 7 = 2 rr gleich der Schrittlänge S. Aus der Bedingung,The two movements s E and s n are shown in the diagram in FIG. 2 shown above the angle of rotation 7. Starting from zero, s E reaches its maximum at the angle ψ - π and becomes zero again at q <= 2.τ. s R, on the other hand, grows proportionally to τα ψ and, at 7 = 2 rr, is equal to the step length S. From the condition,
bei 9 = .-r, sE = s„ und somit gleich -γ ist, folgtif 9 =.-r, s E = s “and is therefore equal to -γ , it follows
υ υ
S_S_
Aus derselben Bedingung folgt auchIt also follows from the same condition
r = — · R r = - · R
■ Zl■ Zl
■22 ■■ 22 ■
sE und sR summieren sich in der in F i g. 2 durch die gestrichelte Kurve dargestellten Weise. Die Schrittlänge .S wird somit bereits bei ψ = π, d. h. nach einem halben Arbeitsspiel, erstmalig erreicht. Im folgenden Abschnitt weicht die gestrichelte Summierungskurve von der Schrittlänge S nun zunächst um einen gewissen Betrag nach oben ab, erreicht den Wert S s E and s R add up in the figure shown in FIG. 2 manner represented by the dashed curve. The step length .S is thus reached for the first time at ψ = π, ie after half a work cycle. In the following section, the dashed summation curve deviates from the step length S by a certain amount upwards, reaching the value S
wiederum bei y — -γ, weicht sodann nach unten hin ab und erreicht S wieder bei ψ = 2 π. Wie daraus leicht abzuschätzen, kann die Abweichung der Summenkurve von S im Bereich η < ψ < 2π weitgehend durch eine einfache Sinusbewegung mit gegenüber derjenigen von sE doppelter Frequenz kompensiert .werden. Diese in dem in Fig. 1 dargestellten Bei-again at y - -γ , then deviates downwards and reaches S again at ψ = 2 π. As can be easily estimated from this, the deviation of the cumulative curve from S in the range η <ψ <2π can largely be compensated for by a simple sinusoidal movement with a frequency that is twice that of s E. These in the example shown in Fig. 1
spiel durch den Kurbeltrieb 26, 25 näherungsweise erzeugte Sinusbewegung S2 muß der Formelplay by the crank mechanism 26, 25 approximately generated sinusoidal motion S 2 must the formula
s2 = —A -sin 2r/< s 2 = -A -sin 2r / <
gehorchen. Das bedeutet, daß sie bei ψ = .-τ, ~ undto obey. This means that at ψ =.-Τ, ~ and
2 π Null ist, d. h. an den Stellen, an denen auch die Abweichung der Summe sE + sR von S Null ist. Die Amplitude der Sinusbewegung sz kann nach zweierlei Gesichtspunkten gewählt werden, nämlich einmal so, daß die Absolutbeträge aller Abweichungen des zu fördernden Aufzeichnungsträgers (21) von der Schrittposition zwischen φ = .-τ und ψ — 2π gleich groß werden, oder so, daß die Absolutbeträge der Abweichungen in einem bestimmten zwischen ψ = η und ψ = 2 π liegenden Winkelbereich möglichst klein werden.2 π is zero, ie at the points where the deviation of the sum s E + s R from S is also zero. The amplitude of the sinusoidal movement s z can be chosen according to two aspects, namely so that the absolute amounts of all deviations of the recording medium (21) to be conveyed from the step position between φ =.-Τ and ψ - 2π are the same, or so that the absolute amounts of the deviations in a certain angular range between ψ = η and ψ = 2 π become as small as possible.
Zu einem zweckmäßigen Kompromiß kommt man mit der Bedingung, daß die Abweichungen S außerAn expedient compromise is reached with the condition that the deviations S except
bei 7 = .t, -^- und 2 π auch noch bei 7 = -£- und -?-, d.h. in der Mitte zwischen den erstgenannten Stellen, zu Null werden. Damit ergibt sichat 7 = .t, - ^ - and 2 π also at 7 = - £ - and -? -, ie in the middle between the first mentioned places, become zero. This results in
A = SA = S
fl-lfl-l
0,0519-S.0.0519-S.
Soll die Bewegung sz des zu fördernden Aufzeichnungsträgers (21) durch eine Drehschwingung des Zahnkranzes 23 hervorgerufen werden, so gilt für die Drehschwingamplitude:If the movement s z of the recording medium (21) to be conveyed is to be caused by a torsional vibration of the ring gear 23, the following applies to the torsional vibration amplitude:
~A ~ A
0,08150.0815
2i2i
2323
Unter der Voraussetzung, daß die Koppel 25 im Mittel tangential an dem Zahnkranz 23 angreift, und zwar in einem Abstand R24 von dessen DrehAssuming that the coupling 25 engages tangentially on the middle on the ring gear 23, namely at a distance R 24 from its rotation
2424
achse, ergibt sich somit für den Radius rK der Kurbel 26:axis, thus results for the radius r K of the crank 26:
rK = Δ φ ■ R24 χ S -0,0815 r K = Δ φ ■ R 24 χ S -0.0815
^■24·^ ■ 24 ·
■23■ 23
In Wirklichkeit wird durch die Kurbel 26, insbesondere infolge der endlichen Länge der Koppel 25, keine reine Sinusbewegung übertragen, doch ist die Abweichung dabei, sofern nur die Länge der Koppel ein Mehrfaches des Kurbelradius rK ist, so gering, daß sie sich auf die ohnehin nur näherungsweise durchgeführte Kompensation keinesfalls schädlich auswirkt. Legt man indessen zugrunde, daß die Bewegung S2 eine reine Sinusschwingung sei, so ergibtIn reality, no pure sinusoidal motion is transmitted by the crank 26, in particular due to the finite length of the coupling 25, but the deviation is so small, provided that the length of the coupling is a multiple of the crank radius r K , that it affects the Any compensation that is only approximately carried out in any case does not have a detrimental effect. If one assumes, however, that the movement S 2 is a pure sinusoidal oscillation, the result is
sich rechnerisch für einen den Exzenterwinkel φ = -γ-symmetrisch umgebenden Winkelbereich von etwa 100° (0,55 π) eine Abweichung aus der Ruhelage von 0,18% der Schrittlänge S und auf einem Exzenterwinkel φ = 180°, entsprechend einem halben Arbeitsspiel, eine Abweichung von ungefähr 0,68% der Schrittlänge S. Wird die Bewegung sz indessen von einem speziell berechneten Nocken gebildet, so kann die Abweichung theoretisch ganz ausgeschaltet werden. Fertigungstechnisch und getriebetechnisch bringt eine solche Lösung jedoch gegenüber der beschriebenen nur Nachteile mit sich, und die verbesserte Genauigkeit geht in dem stets vorhandenen Getriebespiel unter.arithmetically for an angle range of about 100 ° (0.55 π) surrounding the eccentric angle φ = -γ- symmetrically, a deviation from the rest position of 0.18% of the step length S and an eccentric angle φ = 180 °, corresponding to half a working cycle , a deviation of approximately 0.68% of the step length S. If, however, the movement s z is formed by a specially calculated cam, the deviation can theoretically be completely eliminated. In terms of production engineering and transmission technology, however, such a solution only has disadvantages compared to the one described, and the improved accuracy is lost in the gear backlash that is always present.
Die im dargestellten und beschriebenen Beispiel! auftretenden Transportrollen 17 und 18 oder eine derselben können im übrigen auch auf ihrem Umfang mit Zähnen versehen sein, um mit entsprechenden Ausnehmungen des zu fördernden Aufzeichnungsträgers, beispielsweise eines Lochstreifens, in Eingriff zu treten. Weiterhin kann die in der Darstellung unter Rolle,j 18, mitsamt dem zugehörigen Exzenter, 12, und dem ' Zahnrad 16 unter Umständen entfallen, wenn eine in j entsprechendem Maße federndes Andruckmittel vorgesehen ist, beispielsweise eine federnd gelagerte Andruckrolle oder eine einfache Blattfeder, das den normal zur Vorschubrichtung stattfindenden Bewegungen des zu fördernden Aufzeichnungsträgers zu folgen vermag, so daß dessen Kontakt mit der Rolle 17 \ The example shown and described ! Occurring transport rollers 17 and 18 or one of the same can also be provided with teeth on their circumference in order to come into engagement with corresponding recesses of the recording medium to be conveyed, for example a perforated tape. Furthermore, in the illustration under roller, j 18, together with the associated eccentric, 12, and the 'gear 16 may be omitted if a correspondingly resilient pressure means is provided, for example a spring-mounted pressure roller or a simple leaf spring that is able to follow the movements of the recording medium to be conveyed, which take place normal to the feed direction, so that its contact with the roller 17 \
erhalten bleibt. 'preserved. '
Soll der zu fördernde Aufzeichnungsträger bedruckt.Should the recording medium to be conveyed be printed.
oder gestanzt werden, so läßt sich die außer der Vor- jor punched, then the other than the previous j
Schubbewegung durch das erfindungsgemäße Schritt- \ vorschubgetriebe auf den Aufzeichnungsträger übertragene Auf- und Abbewegung leicht in eine entsprechende Druck- oder Stanzbewegung einbeziehen, wenn nämlich die Druck- oder Stanzeinrichtung so ausgebildet ist, daß ihre Auflage- bzw. Schnittplatte gegenüber den ausgewählten Druck- bzw. Stanzstempeln, die in diesem Falle feststehen, bewegt wird. Solche Druck- und Stanzeinrichtungen sind bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.Slightly include pushing movement by the stepper \ feed gear on the recording medium transmitted up and down movement in a corresponding printing or punching movement, namely if the printing or punching device is designed so that its support or cutting plate opposite the selected printing or . Punching punches, which are fixed in this case, is moved. Such printing and punching devices are known and therefore do not need to be described in more detail.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (3)
bewegung erzeugende zweite Getriebe (11. 12, Ein Getriebe ohne ungleichförmig bewegte Massen 17, 18) allein in Förderrichtung hervorgerufene ist im Zusammenhang mit einer Einrichtung für den Verschiebung des zu fördernden Aufzeichnungs- intermittierenden Vorschub von Formularen in einer trägers (21) Null ist, während dann die durch Druck-oder Locheinrichtung durch die deutsche Ausdas die gleichförmige Bewegung liefernde Ge- 40 legeschrift 1 162 610 bereits bekannt. Dabei wird ein triebe (11,22,23,17) hervorgerufene Verschiebung auf einem exzentrischen Teil einer Hauptwelle laufendes zu fördernden Aufzeichnungsträgers (21) des Rad verwendet, das auf der Innenfläche des einer Schrittlänge entspricht. Stirnkranzes einer konzentrisch auf der Hauptwelleto generate the oscillating basic movement. Even though such a gearbox opposite (11, 12, 17, 18) is designed in such a way that the masses moved uniformly by conventional step feed gears are relatively small after half a work, so play in the conveying direction The caused displacement is nevertheless with the oscillation displacement of the recording arm to be conveyed carrying the planetary gear, an important vibrating carrier (21) is exactly the same size as that present up to mass. In particular, however, the amplitude of the oscillation due to the uniform movement is so large that the oscillating displacement caused by the supplying gears (11, 22, 23, 17) alone, and that that after a whole movement is sufficient to reduce the otherwise there Occurring work cycle by temporarily canceling the oscillating basic 35 uniform movement,
movement-generating second gear (11. 12, a gear without irregularly moving masses 17, 18) caused solely in the conveying direction is in connection with a device for shifting the recording to be conveyed - intermittent advance of forms in a carrier (21) is zero, while the document 1 162 610, which supplies the uniform movement by means of printing or punching, is already known from the German Ausdas. In this case, a drive (11,22,23,17) caused displacement is used on an eccentric part of a main shaft to be conveyed recording medium (21) of the wheel to be conveyed, which corresponds to a step length on the inner surface of the wheel. Front rim one concentric on the main shaft
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