DE1810732A1

DE1810732A1 - Getriebe zur Umwandlung einer fortlaufenden Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung

Info

Publication number: DE1810732A1
Application number: DE19681810732
Authority: DE
Inventors: Serge Ramseier
Original assignee: Battelle Development Corp
Current assignee: Battelle Development Corp
Priority date: 1967-11-21
Filing date: 1968-11-21
Publication date: 1969-07-10
Also published as: NL6816530A; CH484381A; FR1591770A; SE347330B; US3580089A; GB1209809A; DE1810732B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Umwandlung einer fortlaufenden Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung mit einer Eingangs- oder Antriebswelle, die mindestens einen exzentrisch angeordneten Zapfen und mindestens ein Paar Gelenkhebel trägt, die an ihrem einen Ende durch ein mittleres Gelenk miteinander verbunden sind, wobei das freie Ende eines ersten dieser Gelenkhebel mit dem exzentrisch angeordneten Zapfen und das freie Ende des zweiten dieser Gelenkhebel mit einem Verriegelungsteil verbunden ist, das dieses Ende längs einer im wesentlichen geradlinigen, durch einen oberen und einen unteren Totpunkt begrenzten Bahn führt.

Die zahlreichen bekannten Getriebe dieser Art, die sich namentlich in Perforiereinrichtungen, Pressen, Nähmaschinen usw. finden, sind

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sämtlich so eingerichtet, dass sie die hin- und hergehende' Belegung unterbrechen lassen, ohne dass eine Unterbrechung der fortlaufenden Drehbewegung der Eingangswelle nötig wäre. Tatsächlich' stellt das Gelenkhebelpaar eine Art einknickbarer Pleuelstange dar, die zwischen einer auf der Antriebswelle aufgekeilten Buchse und einem die hin- und hergehende Bewegung ausführenden Ausgangsteil angeordnet ist. In dem Mass, in dem man durch ein beliebiges Mittel die Pleuelstange am Zusammenknicken verhindert oder indem man den mit dem Ausgangsteil verbundenen Hebel zwingt, sich längs ) der Geraden zu bewegen, überträgt die Vorrichtung die gewünschte hin- und hergehende Bewegung auf das- Ausgangsteil; aber sobald die Pleuelstange zusammenknicken kann, oder sobald der mit dem Ausgangsteil verbundene Hebel veranlasst wird, von der Bahn des Ausgangsorgans abzuweichen, wird die hin- und hergehende Bewegung nicht mehr übertragen. Jedoch müssen bei den bekannten Vorrichtungen die zur Versteifung der Pleuelstange dienenden Mittel ihre Versteifungsbeaufschlagung während jeder wenigstens halben Umdrehung der Eingangswelle ausüben, während der die Pleuelstange eine Druckkraft auf das A135 angst eil ausübt. Infolgedessen kann die Bewegung des Ausgangsteils in jedem beliebigen Punkt seines Zyklus unterbrochen werden, selbst wenn ein Teil des Zyklus bereits durchlaufen ist. Die Tatsache, dass wenn das Getriebe in Betrieb ist, die Versteifungsmittel ihre Beaufschlagung während wenigstens eines Halbzyklus ausüben müssen, also entweder beweg- ' lieh sein und den Hebel bei seiner Bewegung begleiten müssen oder ohne ihn an seiner Bewegung zu behindern bewirken müssen, kompliziert die Konstruktion; und die Tatsache, dass die hin- und hergehende Bewegung des Ausgangsteils an beliebiger Stelle seines Zyklus unterbrochen werden kann, behindert die Möglichkeit, das

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Ausgangsteil mit Sicherheit einen eizigen Zyklus ausführen zu lassen, ohne spezielle Massnahmen zur genauen Synchronisation des Anfangs und des Endes der wirksamen Periode der Versteifungsmittel zu treffen.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Getriebe weist diese Mangel nicht auf. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des ersten der Hebel einen Antriebszapfen trägt, der mindestens indirekt mit dem exzentrisch angeordneten Zapfen in der Weise verbunden ist, dass er unter der Wirkung des letzteren eine Antriebsbahn beschreibt und dass das freie Ende des zweiten Hebels einen Stillsetzzpafen trägt, der mit einem Verriegelungsteil verbunden ist, ferner dadurch, dass die Einstelleinrichtung zwei Rückhalteteile enthält, die entgegengesetzt zueiander wirken und von denen das eine, wenn es wirksam ist, den Stillsetzzpafen an einem festen Punkt anzuhalten vermag, indem es das Verriegelungsteil an seiner Bewegung hindert, und das andere, wenn es wirksam ist, den zweiten Hebel an einer von einem Entlanggleiten längs einer im wesentlichen geradlinigen durch den festen Punkt und das mittlere Gelenk gehenden Bahn abweichenden Bewegung zu hindern vermag, ferner dadurch, dass das Lenkersystem gegenüber dem exzentrisch angeordneten Zapfen eine solche Lage einnimmt, dass die geradlinige Gleitbahn die Antriebsbahn in mindestens einem Punkt so schneidet, dass die Momentangeschwindigkeit des Antriebszapfens an diesem Punkt eine zentripetale Radialkomponente aufweist, die auf das mittlere Gelenk zu gerichtet ist, sowie dadurch, dass die Einstelleinrichtung Steuermittel umfasst, die je nach Wunsch eines der Rückhalteteile des Lenkersystems unter Ausschluss des anderen wirksam zu machen gestatten und umgekehrt, wobei der wirksame Zustand vor dem Zentripetalwerrlp»! der Radialkomponente der

Geschwindigkeit des Antriebszapfens hervorgerufen und mindestens bis zu dein Zeitpunkt aufrechterhalten wird, an dem der Antriebszapfen den erwähnten Punkt nach oben überschreitet und wobei das Ganze so ausgebildet ist, dass, wenn das auf den zweiten Hebel wirkende Rückhalteteil wirksam ist, die Einstelleinrichtung ei-

nen Arbeitsgang vollendet, in dessen Verlauf das Verriegelungsteil eine Hin- und Herbewegung in der Weise ausführt, dass, wenn das auf das Verriegelungsteil wirkende Rückhalteteil wirksam ist, die Einstelleinrichtung einen Leerlaufgang vollendet, in dessen Verlauf der zweite Hebel um den Stillsetzzapfen schwenkt, wobei die Antriebswelle den Energieeingang des Getriebes bildet, der , allen Einstelleinriohtungen gemeinsam ist, und wobei das Verriegelungsteil den Energieausgang bildet, der zu der entsprechen-

Ein
den /Stellvorrichtung des Getriebes gehört, und die Steuermittel den Eingang des zu dieser Einstelleinrichtung gehörenden Einstellbefehls bilden.

Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele sowie verschiedene Varianten des den Gegenstand der Erfindung bildenden ψ Umwandlungs-Verstärkungsgetriebes.
Es zeigen:

Figo 1 eine erste Ausführungsform,

Fig. 2a sohematische Darstellungen ihrer Wirkungsweise, bis 2e

Fig. 3 drei magnetisch arbeitende Varianten eines Einbis 5

zelteils der ersten Ausführungsform,

Fig. 6 zwei magneto-mechanisch arbeitende Varianten und 7

desselben Einzelteils,

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!"ig. 8 eine schematische Darstellung einer mechanisch arbeitenden Variante dieses Einzelteils,

Fig. 9 ein pneumatisch wirkendes Betätigungsmittel des in Fig. 8 veranschaulichten Einzelteils,

Fig. 10a eine pneumatisch wirkende Variante desselben Ein- und 10b

zelteils in zwei Funktionsphasen,

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 12a eine schematische Darstellung ihrer Wirkungsweise bis 12d

und

Fig. 13 fünf Varianten der Antriebsmöglichkeiten durch das bis 17

Getriebe.

Das in Fig. 1 dargestellte Getriebe enthält eine Einstelleinrichtung, die von einem ersten Hebel 1 gebildet wird. Dieser ist durch ein mittleres Gelenk 2 an einen zweiten Hebel 3 angelenkt. Das Ende des Hebels ist mit einem Antriebszapfen 4 versehen, durch den es indirekt mit einem exzentrisch angeordneten Zapfen 26 verbunden ist. Dieser wird von einer Platte 5 getragen, die fortlaufend von einer Antriebswelle 6 in Drehung versetzt wird. Diese Verbindung ist in dem Sinne indirekt, als sie durch eine Antriebspleuelstange 7 hergestellt wird, deren eines Ende 29 von dem exzentrisch angeordneten Zapfen 26 angetrieben wird, und deren an-

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deres Ende 27 an einem hin- und hergehenden Hebel 8 angelenkt ist, der um einen festen Zapfen 9 schwenkbar ist, und diesem Ende 27 die Beschreibung einer Kreisbahn 28 auferlegt. Das Ende 39 des Hebels 3 ist über einen Stillsetzzapfen 10 mit einem Verriegelungsteil 11 verbunden, das von einem um den festen Zapfen 12 schwenkbaren Hebel gebildet .wird, Das Ende 13 des Verriegelungsteils 11 bildet den Ausgang der Einstelleinrichtung, während die Antriebswelle 6 den Eingang des Getriebes darstellt. Diese Einstelleinrichtung umfasst ferner eine Rückhalteeinrichtung, die von zwei Rüok- ^ . halteteilen lk_t 15 gebildet wird. Die letzteren bestehen aus durch Wicklungen l6, 17 erregten Elektromagneten und der Hebel 3 bzw« das Verriegelungsteil 11, mit dem sie zusammenarbeiten, bestehen mindestens zum Teil aus einem ferromagnetisehen Werkstoff. Das Rückhalteteil Ik ist so ausgebildet, dass es im erregten Zustand den Hebel 3 daran hindert, eine andere als eine einfache, im wesentliohen geradlinige Längstranslationsbewegung längs einer Achse 18 auszuführen, die durch den Stillsetzzapfen IO und durch das mittlere Gelenk 2 geht. Das Rückhalteteil 15 ist so ausgebildet, dass es im erregten Zustand das Verriegelungsteil Ii hindert, sich um den festen Zapfen 12 zu bewegen, und dass es den Stillsetzzapfen 10 in der in Fig. 1 dargestellten I^e festhält. Die relative Lage des von den beiden Hebeln 1 und 3 gebildeten Lenkersystem gegenüber der Achse der Platte 5 ist so gewählt, dass die Achse 18 der Gleitbewegung die Antriebsbahn 19, die der Antriebszapfen 4 beschreibt, in zwei Punkten trifft: einem oberen Punkt 20, der von dem Stillsetzzapfen 10 entfernt liegt, und einem unteren Punkt 21, der ihm genähert ist. Ferner ist diese relative Lage in der Weise gewählt, dass die Momentangeschwindigkeit des Antriebszapfens k in Richtung des Pfeiles 23 längs der Antriebsbahn 19 mindestens längs des Bahn-

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abschnitts 22, der dem oberen Punkt 20 unmittelbar vorangeht, eine nach dem mittleren Gelenk 2 zu gerichtete, zentripetale Komponente aufweist.

Die Wicklungen 16, 17 sind mit einer elektrischen Stromquelle 24 über einen Schalter 25 verbunden, der die Speisung der einen oder der anderen Wicilung, jedoch nie beider zusammen, in der Weise erlaubt, dass sie zueinander in Gegenwirkung stehen.

Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende: Betrachtet man die Bewegung des Antriebszapfens 4 ausgehend von dem Augenblick, in dem er die in Fig. 2a dargestellte Lage einnimmt, und nimmt jnan an, dass das RUckhalteteil 14 erregt sei, indem seine Wicklung l6 von der Stromquelle 24 entsprechend der von dem Schalter 25 eingenommenen Stellung gespeist wird, dann ist das llückhalteteil 15 unwirksam. Der Antriebszapfen 4 befindet sich am Beginn des Bahnabschnitts 22 und seine Momentangeschwindigkeit, dargestellt durch den Pfeil 30, besitzt eine zentripetale, auf das mittlere Gelenk 2 zu gerichtete Komponente 31. Diese erzeugt eine auf das mittlere Gelenk 2 einwirkende Kraft 32, welche sich ihrerseits in zwei Komponenten zerlegt, von denen die eine 33 quer zu dem Hebel 5» die andere 34 längs des Hebels 3 verläuft. Da das Rückhalteteil 14 wirksam ist und das Rückhalteteil 15 unwirksam, wird die Querkomponente 33 der Kraft 32 durch die von dem RUckhalteteil 14 ausgeübte Kraft im Gleichgewicht gehalten. Die Längskomponente 34 wird nicht im Gleichgewicht gehalten, so dass der Hebel 3 die einzige, ihm erlaubte Bewegung ausführt, nämlich ein Längsgleiten längs der Achse 18, das durch den Pfeil 35 veranschaulicht ist. Das Verriegelungs-

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teil 11 schwenkt um seine Achse, den festen Zapfen 12, und er-¹ reicht, wenn der Antriebszapfen 4 die Achse 18 überschreitet, die in Fig. 2b dargestellte Lage, in diesem Augenblick befinden sich die Hebel 1 und 3 gegenseitig in ihrer Verlängerung. Wenn der Antriebszapfen 4 seine Bewegung fortsetzt, nimmt das Lenkersystem die in Fig. 2c dargestellte Lage ein. Die Quer™ komponente 33 der Kraft 32 ist von jetzt ab auf das Rücknalteteil 14 zu gerichtet, das einen natürlichen Anschlag bildet» Seine Erregung kann also unterbrochen werden, ohne dass die

™ sich ergehende Bewegung des Lenkersystems dadurch gestört wird ^. es entsteht eine Selbsthemmung des Hebels 3 an dem Rückhalteteil 14. Das Verriegelungsteil ii setzt seine Bewegung unter clem Einfluss der Längskraft 34 fort und beginnt dann eine Rück- bewegungj da der Antriebszapfen "4 in den aufsteigenden Teil der Antriebsbahn 19 eintritt« Von diesem Augenblick an kehrt sich die Kraft 32,'die von dem Antriebszapfen- 4. fort gerichtet war_s um und ist auf ilin zugerichtet, aber die Querkomponente. 33. bleibt auf das Rüekhalteteil 14 zu-gerichtet, wie aus"Fig. 2ü ersichtlich« In dem Augenblick',, da eier Antriebszapfen 4 die gemäss Fig« 2a eingenommene Stellung wiedererreicht, beginnt ein neuer Zyklus, vorausgesetzt, dass die Erregung des Rückhalteteils 14 wiedereingeschaltet ist, bevor die Momentangeschwindigkeit des. Antriebszapfens 4 eine zentripetale Komponente erhält.

Man sieht also, dass, wenn das Rüekhalteteil 14 wirksam gemacht wird, der Ausgang 13 der beschriebenen Einstelleinrichtung eine hin- und hergehende Bewegung um den festen Zapfen 12 ausführt|_ die Einstelleinrichtung führt einen Arbeitsgang aus. Man sieht

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ebenfalls, dass das Rückhalteteil 14 nur während eines Teiles der Bewegung des Antriebszapfens 4 wirksam sein darf; dieser Teil beginnt im Augenblick, da die Momentangeschwindigkeit des Antriebszapfens 4 eine zentripetale Komponente bekommt, und er endet in dem Augenblick, da er die Achse 18 überschreitet. Während des übrigen Teiles des Zyklus kann das Rückhalteteil 14 unwirksam gemacht werden, da der Hebel 3 selbsthemmend durch das Rückhalteteil 14 abgefangen wM.

Wenn man jetzt annimmt, dass das Rückhalteteil 15 wirksam gemacht wird, während das Rückhalteteil 14 unwirksam ist, lässt die Querkomponente 33 der Kraft 32, die durcl/die zentripe-tale Komponente 31 der Momentangeschwindigkeit 30 des Antriebszapfens 4 erzeugt wird, das mitt3a?e Gelenk 2 spielen und den Hebel 3 sich von dem Rückhalteteil 14 entfernen, während das Yerriegelungsteil 11 gegen das wirksame Rückhalteteil 15, wie aus Pig. 2e ersichtlich, blockiert wird. Der Stillsetzzapfen 10 bleibt ortsfest, ebenso wie der Ausgang 13 der Einstelleinrichtung. In diesem Fall kann man von der Durchführung eines Ruheganges seitens der Einstelleinrichtung sprechen. Wie im vorhergehend beschriebenen lall kann die Erregung des Rückhalteteils 15 während eines Teiles des Zyklus unterbrochen werden, der auftritt, sobald der Antriebszapfen 4 den unteren Punkt 21 der Antriebsbahn 19 überschritten hat.

Man sieht also, dass das so ausgebildete Getriebe es ermöglicht, nach Wunsch, je nachdem ob man das Rückhalteteil 14 oder das Rückhalteteil 15 wirksam macht, entweder die ständige Umlaufbewegung der Antriebswelle 6 in eine hin- und hergehende Bewegung des Ausgangs 13 zu verwandeln, oder im Gegensatz hierzu

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diesen Ausgang stillzusetzen. Ferner können die wirksamen und unwirksamen Rollen der beiden Rückhalteteile bei jeder Drehung der Antriebswelle 6 umgekehrt werden, und zwar während eines Bruchteils des Umlaufs, in dessen Verlauf der Antriebszapfen k den Abschnitt der Antriebsbahn durchläuft, der zwischen dem unteren Punkt 21 und dem Punkt liegt, in dem seine Momentangeschwindigkeit eine zentripetale Komponente erhält. Man kann insbesondere erreichen, daß die Einstelleinrichtung aufeinanderfolgend einen Arbeite- und einen Ruhegang ausführt, welcher Wechsel bei jedem Umlauf der Antriebswelle 6 auftritt.

Das Getriebe ist also imstande, intermittierend zu arbeiten, und bei jedem Wechsel führt sein Ausgang eine ganze Zahl von Hin- und Hergängen aus, wobei sich diese ganze Zahl auf einen einzigen Hin- und Hergang vermindern läßt; ferner umfaßt ein Hin- und Hergang stets einen vollständigen Hingang und einen vollständigen Rückgang; indem der Ausgang 13 stets am Ende seines Hubs und niemals unterwegs zum Halten kommt. Mit anderen Worten, das Getriebe arbeitet intermittierend Hub auf Hub. Bemerkenswert ist auch, daß der Augenblick, in dem das RUckhalteteil lh wirksam gemacht wird, unwesentlich ist, vorausgesetzt, daß diese Wirksamkeit während einer Dauer aufrechterhalten wird, die den Zeitraum einschließt, •welchen der Antriebszapfen k für das Durchlaufen des Abschnitts 22 seiner Antriebsbahn benötigt.

Obwohl man hier als Ausgang der Einstelleinrichfcung das Ende 13 des Verriegelungsteils 11 bezeichnet hat,, ist es klar, daß jeder andere Punkt des letzteren, insbesondere der Stillsetzzapfen 10 selbst, als Ausgang wirken kann.

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Fig. 3 "bis 5 zeigen Varianten des magnetisch wirkenden Rückhalteteils. Anstelle der Verwendung von Elektromagneten, d.h. von ferromagnetischen Kreisen, die von .stromdurchflossenen Wicklungen erregt werden, kann man die Rückhalt et eile auch mit magnetischen Kreisen verwirklichen, die durch einen permanenten Magneten erregt werden. In Pig. 3 z.B. ist der permanente Magnet auf einem Drehteil 41 angebracht, das ihm erlaubt, entweder den das Rückhalteteil 14 bildenden Magnetkreis oder den das Rückhalt et eil 15 bildenden Magnetkreiß zu erregen. Das Drehteil 41 bildet analog dem Schalter 25 nach Fig. 1 eine Steuervorrichtung, die es gestattet, nach Belieben entweder ausschliesslich das Rückhalteteil 14 oder ausschliesslich das Rückhalteteil 15 zu erregen.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante ist derjermanente Magnet 45 auf einem Gleitstück 46 angebracht, das ihm erlaubt, zwei Stellungen einzunehmen! in der einen erregt er den magnetischen Kreis des Rückhalteteils 14, in de3?anderen den des Rückhaltete ils 15·

Bei den in Fig. 6 und 7 dargestellten Varianten ist die Rückhalteeinrichtung von gemischter Bauweise, d.h. das eine Rückhalt et eil ist elektromagnetisch, während das andere elastisch wirkend ausgebildet ist. So wird das mit dem Hebel 3 zusammen wirkende Rückhalteteil 14 durch einen magnetischen Kreis gebildet, während das Rückhalteteil, das mit dem Verriegelungsteil 11 zusammenarbeitet, von einem .Anschlag 47 gebildet wird, der mit einer Blattfeder 48 in Verbindung steht. Die Härte dieser Blattfeder 48 muss so bemessen sein, dass sie das Verriegelungsteil 11 zurückhält, wenn der magnetische Kreis des Rückhalteteils

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14 unwirksam ist und dass sie elastisch nachgibt, wenn dieser Kreis wirksam gemacht wird.

Bei der in Fig. 7 dargestellten Variante ist das Rückhalteteil, das mit dem Hebel 3 zusammenarbeitet, elastischer Art, während das Rückhalteteil 15, das zur Zusammenarbeit mit dem Verriegelungsteil 11 bestimmt ist, elektromagnetischer Art ist. Das elastische Rückhalteteil wird von einem Anschlag 49 gebildet, der mit einem federnden Stössel 50 zusammenwirkt.

Alle bisher beschriebenen Varianten arbeiten entweder elektromechanisch (Fig. 1, 6, 7) oder niagnetomechaniseh (Fig. 3>4, 5) in dem Sinne, dass wenigstens eines der Rückhalteteile auf magnetischem Wege wirkt, daß diese magnetische Wirkung durch einen elektrischen Strom (elektromagnetische Varianten) oder durch einen Permanentmagneten (magnetomechanische Varianten) erzeugt wird. Aber man kann auch Varianten anderer Art verwirklichen, die niehtmagnetische Wirkungen heranziehen.

So stellt Fig. b eine rein mechanische Variante dar, bei der die 'Rückhalteeinrichtung eine um einen Zapfen 67 schwenkbare Wippe 66 umfasst, die mit zwei Ansätzen 6%, 69 versehen ist, welche mit zwei von dem Hebel 3 des Lenkersystems bzw. von dem Verriegelungsteil 11 getragenen Ilaken 70, 71 zusammenarbeiten können. Die Länge des Ilakens 70 ist so bemessen, daß er mit dem Ansatz 68 wenigstens während des Durchlaufens des Abschnitts 22 der Antriebsbahn 19 in Eingriff bleibt. Wie bei den vorher beschriebenen Varianten können die Ansätze 66, 69 selbst als Anschläge dienen, aber die sich daraus ergebende Reibung kann das Schwenken der Wippe 66 beeinträchtigen. Deshalb ist es vor-

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teilhaft, getrennte Anschläge 72, 73 vorzusehen, an denen sich der Hebel 3 bzw. das Verriegelungsteil 11 abstützen kann. Da der Hebel 3 an diesem Anschlag 72 bei den Arbeitsgängen entlanggleiten können muss, ist es zweckmässig, ihm die Form eines drehbaren Anschlags zu geben, wie dies aus Fig. 8 hervorgeht.

Es ist darauf hinzuweisen, dass ein solcher drehbarer Anschlag mit Vorteil auch bei den elektromechanischen oder magnetomechanischen Varianten (Fig. 1 und 3 bis 6) vorgesehen werden kann, um das Gleiten an den Ankern des magnetischen Kreises des Bückhalteteils 14 durch ein Rollen an diesem Anschlag zu ersetzen; man muss ihn dann in der Weise anordnen, dass der Hebel 3» indem er daran entlang rollt, den von dem Eückhalteteil 14- gebildeten Magnetkreis streift.

Die Wippe 66 (Fig. 8) kann mit Hilfe des Armes 74- durch ein beliebiges Mittel gesteuert werden. Bei der dargestellten Anordnung bewirken die Elektromagnetβ 75 und 76 eine elektromagnetische Steuerung, aber man kann sich auch jede andere manuell^ mechanische, z.B. hydraulische oder pneumatische Steuerung dafür vorstellen. Fig. 9 zeigt eine pneumatische Steuerung mittels der zwei Düsen 78, 79» die ein Hahnküken 80 abwechselnd mit einem Anschluss 81 veitLndet. Aus diesem kommt aus einer nicht dargestellten Quelle stammende Druckluft. Das Hahnküken 80 hat einen zentralen Kanal 82, der wechselweise das Innere der nicht unter Druck gesetzten Düse mit dem Ausgang (in die Atmosphäre) verbindet.

Fig. 10a und 10b zeigen für den Fall, dass die Einstelleinrich-

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tung einen Arbeitsgang (Fig. 10a) und einen Ruhegang (Fig. 10b) durchführt, eine andere Variante, bei der die Rückhalteteile als erweiterte Saugkanäle 8^, 85 ausgebildet sind, die ein Hahnküken b6 wechselweise in Verbindung mit einem ersten Kanal 87 bzw. einem Anschluß 88 bringt, der an eine nicht dargestellte Unterdruckquelle angeschlossen ist. Der Saugkanal ök wirkt auf den Hebel 3» während der Saugkanal 85 auf das Verriegelungsteil 11 wirkt. Das Hahnküken ist mit einem zweiten Kanal 89 versehen, der über ein Rohr 90 den nicht mit dem Anschluß 88 verbundenen der beiden Saugkanäle 85, 86 mit der Atmosphäre oder gegebenenfalls mit einer Druckluftquelle zu verbinden gestattet.

Bei allen bisher beschriebenen Varianten vollführt der Stillsetzzapfen 10 einen kleinen Kreisbogen mit dem festen Punkt 12 als Mittelpunkt. Um diesen Kreisbogen, wie das geschehen ist, einem Geradenabschnitt anzunähern, muß der Winkelhub des Verriegelungs— teils 11 gering sein, d.h., daß der Abstand zwischen dem festen Punkt 12 und dem Stillsetzzapfen 10 groß gegenüber dem Hub des letzteren ist. Es ist klar, daß man die durch diese Anordnung bedingte Rauniinanspruchnahme des Getriebes vermeiden kann, wenn man den Stillsetzzapfen 10 auf einem Schieber anbringt, der in 'einer geradlinigen Führung gleitet und so ausgebildet ist, daß er in irgendeiner Art und Weise mit dem Rückhalteteil 15 zusammenarbeiten kann. In diesem Fall beschreibt der Stillsetzzapfen 10 eine streng geradlinige Bahn, was dann auch für den Ausgang 13 gilt.

Bei der beschriebenen Ausführungsform, ebenso wie bei den Varianten enthält das Getriebe nur eine einzige Einstelleinrichtung.

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Es ist indessen möglich, ein Getriebe mit mehreren Einstelleinrichtungen zu verwirklichen, die von derselben Antriebswelle angetrieben werden. Fig. 11 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Getriebe mit zwei Einstelleinrichtungen versehen ist. Das Getriebe enthält eine Antriebswelle 6, eine Platte 5» die einen exzentrisch angeordneten Zapfen 26 trägt, eine Antriebs-Pleuelstange 7 und einen hin- und herbewegten Hebel 8, der um einen ortsfesten Zapfen 9 zu schwenken vermag. Die Pleuelstange 7» der Hebel 8 und der Zapfen 9 biden eine indirekte den Antriebszapfen 4a, 4b gemeinsame Verbindung, der zwei Einsteileinrichtungen. Jede dieser beiden stimmt mit der anhand von Fig. 1 beschriebenen überein. Sie umfassen beide ein Lenkersystem, das von den Hebeln 1a, 1b und den Hebeln 3a» 5b gebildet wird, die durch mittlere Gelenke 2a, 2b miteinander verbunden sind; ferner enthalten sie Verriegelungsteile 11a, 11b, die um als Zapfen 12a, 12b ausgebildete feste Punkte schwenkbar sind. Diese Verriegelungsteile sind Kopf-an-Fuss zueinander angebracht und die von ihren Enden 13a, 13b gebildeten Ausgänge sind durch Zwischenlenker 56a, 56b mit einem gemeinsamen Querbalken 55 verbunden. Dieser trägt einen Zapfen 57, der sich auf einem Drittel des Abstands zwischen seinen beiden Enden 58a, 58b befindet, wie Fig. 12a bis.12d zeigen, und den Ausgang des Getriebes bildet. Im Interesse der Klarheit der Zeichnung wurden die Rückhalteteile jeder Einstelleinrichtung in Fig. 11 fortgelassen. Aber es ist daran zu erinnern, dass die von der Einstelleinrichtung a beeinflussten Rückhalteteile mit der Schmalseite 59a des Hebels 3a und mit der Schmalseite 60a des Ver-3jiegelungsteils 11a zusammenarbeiten und dass die von der Einstelleinrichtung b beeinflussten Rückhalteteile mit der Schmal-

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seite 59b des Hebels 3b und mit der Schmalseite 60t» des Verriegelungsteils 11b zusammenarbeiten. Die Stillsetzzapfen 1Oa₁ 10b sind, wie aus Fig. 12 bis 12d ersichtlich, im halben Abstand des. festen Punktes 12a und des Endes 13a des Verriegelungsteils 11a und im halben Abstand des festen Zapfens 12b und'des Endes 13b des Verriegelungsteils 11b jeweils zwischen diesen angeordnet.

Dieses mit zwei Einstelleinrichtungen, die auf einen gemeinsamen Querbalken 55 wirken, ausgerüstete Getriebe gestattet eine vari-

" able Ausgajqgsamplitude zu erhalten. Fig. 12a zeigt, was geschieht, wenn die beiden Rückhalteteile, die von den Verriegelungsteilen 11a, 11b beeinflusst werden, wirksam sind; der Ausgang 57 hat eine Bewegung X=O. Wenn die Einstelleinrichtung b einen Arbeitsgang ausfuhrt, wird die Einstelleinrichtung a in Ruhe gehalten, der gemeinsame Ausgang 57 hat einen Hub von der Länge X= 1 (Fig. 12b). Wird die Einstelleinrichtung b in Ruhe gehalten, so führt die Einstelleinrichtung a einen Arbeitsgang aus, und der Ausgang 57 legt einen Weg von der Amplitude X = 2 zurück, wie Fig. 12c zeigt. Wenn schliesslich beide Einstelleinrichtungen a und b jede einen Arbeitsgang ausführen, legt der Ausgang 57 einen Weg von der Amplitude X = 3 (Fig. 12d) zurück. Bezeichnet man eine Einstelleinrichtung, die einen Arbeitsgang ausführt, mit 1 und eine Einstelleinrichtung, die einen Ruhegang ausführt, mit O und den Wert der Amplitude, die von dem Ausgang 57 zurückgelegt wird, mit X, dann werden die verschiedenen möglichen Kombinationen durch folgende Tabelle gegeben:

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a	b	X
O	O	O
O	1	1
1	O	2
1	1	3

Man stellt also fest, dass die Bewegungsamplitude des Ausgangs 57 durch die Umwandlung der die Arbeits- "bzw. Ruhezustände jeder der Einstelleinrichtungen wiedergebenden Binärziffern in Dezimalstellen dargestellt wird.

Da nichts daran hindert, mehrere Einstelleinrichtungen aufeinanderfolgend hintereinander anzuordnen und sie durch Querbalken analog dem Querbalken 55 zu verbinden, sieht man, dass es möglich ist, auf diese Weise ein Getriebe zu verwirklichen, dessen Ausgangsorgan eine Bewegung mit einer Amplitude ausführt, die von der Kombination "Ruhe", "Arbeit" der verschiedenen Einstelleinrichtungen abhängt. Dieses Getriebe wird also ein Binär-Decoder.

Man kann der Antriebsbahn 19 verschiebe Formen geben, indem man die indirekte Verbindung zwischen dem Antriebs zapf en 4 und dem exzentrisch angeordneten Zapfen 26 entsprechend gestaltet, die, wie oben erwähnt, von der Antriebs-Pleuelstange 7, dem hin- und hergehenden Hebel 8 und dem festen Zapfen 9 gebildet wird. So zeigt Mg. 13 eine Anordnung, die es gestattet, der Antriebsbahn 19 eine asymmetrische Form zu geben,

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die einen Sclmellhub-Abschnitt 64- aufweist. Fig. 14- zeigt eine "besondere Anordnung der indirekten Verbindung, die der Antriebsbahn 19 ehe ellipsenähnliche Form gibt. Der hin- und hergehende Hebel 8 ist durch einen Schieber 65 ersetzt, der in einer Führung 66 gleitet. Fig. 15 zeigt eine dritte Anordnung, die . der Antriebsbahn 19 ebenfalls eine ellipsenähnliche Form verleiht.

Man kann auch auf eine kreisförmige Antriebsbahn zurückkommen, . indem man z.B. den Antriebszapfen 4- direkt mit der Platte 5 verbindet (Fig..16). Die Antriebsbahn ist dann ein Kreis um die Antriebswelle 6, und das von den Hebeln 1 und 3 gebildete Lenkersystem ist so angeordnet, dass die Achse 18 der Gleitbewegung gegenüber der Antriebsweiß 6 in der Weise verlagert ist, dass die Momentangeschwindigkeit in dem dem oberen Punkt 20 (Schnitt der Achse 18 mit der Antriebsbahn 19) vorhergehenden Abschnitt 22 der Antriebsbahn 19 eine zentripetale Komponente in bezug auf das mittlere Gelenk 2 hat.

Man kann auch auf eine Antriebsbahn Wert legen, die insgesamt kreisförmig ist, aber nicht die Form einer geschlossenen Schleife aufweist. Bei der in Fig. 17 dargestellten Veiriante wird sie

dadurch erhalten, dass die indirekte Verbindung zwischen dem Ende des Hebels 1 des Lenkersystems und der Platte 5 unterschiedlich ausgebildet wird; der Antriebszapfen 4 wird gleichzeitig mit dem Ende der Antriebspleuelstange 7 und mit dem Ende des hin- und hergehenden Hebels 8 verbunden, dessen als Schwenkzapfen ausgebildeter fester Punkt 9 unter dem Verriegelungsteil 11 liegt. Die Antriebsbahn 19 ist dann vermischt mit dem von dem Ende des hin- und hergehenden Hebels 8 beschriebenen Kreisbogen, und die-

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ser Kreisbogen wird wechselweise von dem Antriebs zapf en 4 durchlaufen. Der feste Zapfen 9 nimmt eine solche Lage ein, dass die Momentangeschwindigkeit längs des Abschnitts 22 der Antriebsbahn 19, der dem oberen Punkt 20 vorangeht, eine zentripetale Komponente in bezug auf das mittlere Gelenk 2 hat.

Das beschriebene Getriebe findet auf sehr verschiedenen Gebieten zahlreiche Anwendungen. Genannt sei z.B. seine Verwendung in einer Perforiervorrichtung, deren Stempel mit dem Verriegelungsteil 11, z.B. an seinem Ende 13 verbunden wird. Es tenn auch in einer Nähmaschine benutzt werden, deren Nadel an dem Verriegelungsteil 11 befestigt iatj dieses erlaubt die Ausführung von Näharbeiten Stich für Stich, ohne dass die Bewegung der Antriebswelle nach jedem Stich unterbrochen zu werden braucht. Es kann gleichfalls in einer Druckvorrichtung benutzt werden und weist in diesem Fall zweckmässig mehrere Einstelleinrichtungen auf, deren Ausgänge Je eine zu druckende Type betätigen.

Bei diesen Anwendungen übt das Getriebe beim Arbeiten eine Druckkraft aus; es kann aber auch eine Zugkraft ausüben. Dies wäre z.B. der Pail bei einer Textilmaschine (Stickmaschine, Wirkmascüne), bei der der Ausgang des Getriebes einen Fadenführer verstellt, der dazu dient, einen Faden zum Zwecke des Anhebens aufzuhängen.

Unter den Anwendungen des Getriebes mit Mehrfacheinstelleinrichtungen (Binärdecoder) kann man nennen} eine Pumpe, deren mit dem Ausgang- 57 (Fig. 1) verbundener Kolben einen variablen Hub

, so
ausführt y&ass die Liefermenge in diskreten Stufen geändert und

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selbst zu Null gemacht werden kann, ohne die Antriebswelle anzuhalten; ein Filmvorschubgetriebe, das eine Projektion entweder mit normaler Geschwindigkeit bei einem Vorschub Bild- für Bild (Hub X = 1) oder eine beschleunigte Projektion (Hub X =2 oder X = 3) oder eine Standbildprojektion eines bestimmten Bildes (Hub X = O) ermöglicht, ohne dass es notwendig wäre, die Drehzahl der Antriebswelle zu verändern. Man kann den Ausgang 57 auch mit dem beweglichen Teil einer Presse verbinden, und zwar unter Zwischenschaltung einer Druckfeder; man verwirklicht so eine Presse, deren Druck bei jedem Hub um diskrete Niveaus verändert werden kann, indem die von der Feder übertragene Kraft von ihrer Zusammenpressung, also vom Hub des Ausgangs 57 abhängt.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

1. Getriebe zur Umwandlung einer kontinuierlichen Drehbewegung in eine hin- und hergehende Bewegung mit einer als Eingang dienenden Antriebswelle, die mindestens einen exzentrisch angeordneten Zapfen und mindestens ein Paar an einem ihrer Enden durch ein mittleres Gelenk miteinander verbundener Hebel trägt, wobei das freie Ende eines ersten dieser Hebel mit dem exzentrisch angeordneten Zapfen und das freie Ende des zweiten dieser Hebel mit einem Verriegelungsteil verbunden ist, dass dieses Ende längs* einer im wesentlichen geradlinigen, durch einen oberen und einen unteren Totpunkt begrenzten Bahn führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem exzentrisch angeordneten Zapfen (26) und dem freien Ende des ersten Hebels (1) in der Weise ausgebildet ist, dass beim Umlauf der Antriebswelle (6) dieses freie Ende mit einer periodischen Bewegung eine Antriebsbahn

(19) beschreibt, die die geradlinige Bahn (18) mindestens in einem Punkt (20, 21) derart schneidet, dass, wenn das freie Ende dorthin kommt, die beiden Hebel (1, 3) längs der geradlinigen Bahn (18) miteinander und mit dieser fluchten, wobei die periodische Bewegung in der Weise durchführbar ist, dass der Punkt

(20) des Schnitts der Antriebsbahn (19) mit der geradlinigen Bahn (18) erreicht wird, nachdem das freie Ende (39) des zweiten Hebels (3) den oberen Totpunkt überschritten hat, ferner dadurch,

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dass das Getriebe zwei mit den Hebeln (1, 3) in Verbindung stehende Rückhalt et eile (14-, 15) aufweist, die wechselweise zur Wirksamkeit bringbar sind und von denen das erste (14) bei seiner Wirksamkeit das freie Ende (39) des zweiten Hebels (3) an einem festen Punkt, festzuhalten vermag, der mit dem oberen Totpunkt zusammenfällt, und das zweite (15) "bei seiner Wirksamkeit den zweiten Hebel (3) zu zwingen vermag, längs der geradlinigen Bahn (18) ausgerichtet zu bleiben, wobei eine Steuerung vorgesehen ist, um nach Wunsch das eine der beiden Rückhalteteile (14-» 15) unter Ausschluss des anderen und umgekehrt wirksam werden zu lassen und die Wirksamkeit vor dem Erreichen des oberen Totpunkts durch das freie Ende (39) des zweiten Hebels (3) erzeugt wird und mindestens bis zu dem Zeitpunkt aufrechterhalten wird, an dem das freie Ende des ersten Hebels (1) den Punkt (20) überschritten hat, so dass bei der Wirksamkeit des ersten Rückhalteteils (14-) das Paar der Hebel (1, 3) einen Ruhegang vollendet, in dessen Verlauf der zweite Hebel (3) um den festen Punkt schwenkbar ist, und dass bei der Wirksamkeit des zweien Rückhaltek teils (15) «las Paar der Hebel (1, 3) einen Arbeitsgang vollendet, in dessen Verlauf das Verriegelungsteil (11) eine hin- und hergehende Bewegung zwischen dem oberen und dem unteren Totpunkt ausführt.

2. Getriebe/hach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem freien Ende des ersten Hebels (1) und dem exzentrisch angeordneten Zapfen (26) indirekt ausgebildet ist, indem dieses freie Ende an eine Antriebspleuelstange (7) angelenkt ist, von der ein erster Punkt mit dem exzentrisch angeordneten Zapfen (26) verbunden ist und von der ein zweiter Punkt (4-) gezwungen wird, eine vorgegebene Linie zu beschreiben.

3. Getriebe nach Anspruch. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des ersten Hebels (1) an die Antriebspleuelstange (7) in einem Punkt angelenkt ist, der mit dem zweiten Punkt (4) der letzteren zusammenfällt, so dass die Antriebsbahn (19) mit der vorgegebenen Linie vermischt wird und dieses freie Ende die letztere in einer periodischen Bewegung durchläuft.

4. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des ersten Hebels (1) an die Antriebspleuelstange

(7) an einem von dem zweiten Punkt (4) derselben abweichenden Punkt angelenkt ist, so dass die Antriebsbahn (19) eine geschlossene, eiförmige Kurve ist, die in einer zyklischen Bewegung durchlaufen wird.

5. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Punkt (4) der Antriebspleueleoange (7) an das Ende eines hin- und hergehenden Hebels (8) angelenkt ist, der um einen festen Zapfen (9) schwenkbar ist, so dass die vorgegebene Linie ein um diesen festen Zapfen (9) geschlagener Kreisbogen ist.

6. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Punkt (4) der Antriebspleuelstange (7) an einem Schieber (65) angelenkt ist, der in einer ortsfesten Führung (66) zu gleiten vermag, so dass die vorgegebene Linie ein Abschnitt einer Geraden ist.

7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem freien Ende des ersten Hebels (1) und dem exzentrisch angeordneten Zapfen (26) eine direkte Verbindung ist, indem dieses freie Ende an dem letzteren befestigt ist, so dass

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die eiförmige Kurve ein zu der Antriebswelle (6) konzentrischer Kreis ist.

8. Getriebe nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsteil (11) von einem um einen festen,Zapfen (12) schwenkbaren Hebel gebildet wird.

9· Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Rückhalteteile (14-, 15) einen magnetischen Kreis umfasst, der nach Belieben durch eine von der Steuervorrichtung' gesteuerte Magnetisierungsquelle erregbar und so ausgebildet ist, dass er mindestens einmal je Umlauf der Antriebswelle \(6) mit dem Teil in Berührung tritt, mit dem dieses Rückhalteteil (14, 15) zusammenzuarbeiten bestimmt ist, und dass dieses Teil mit einem ferromagnetischen Abschnitt versehen ist, der den magnetischen Kreis zu schliessen vermag, so dass bei seiner Erregung der letztere dieses Teil durch magnetisch klebende Feldwirkung zurückhält.

10. Getriebe nach Anspruch 1 und 9» dadurch gekennzeichnet, dass jedes der von dem Paar v-on aneinander angelenkten Hebeln (1, 3) beeinflussten Rückhalteteils (14, 15) einen durch magnetisch klebende Feldwirkung wirkenden Kreis enthält, wobei die Steuerung in der Weise ausgebildet ist, dass sie nach Belieben ausschliesslich den einen oder den anderen der magnetischen Kreise erregt.

11. Getriebe nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die

Magnetisierungsquelle durch einen Permanentmagneten (40, 43$ 45) gebildet wird, der unter der Wirkung der Steuerung aus einer er-

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. sten Stellung, in der er den einen magnetischen Kreis erregt, in eine zweite Stellung überzugehen vermag, in der er den anderen magnetischen Kreis erregt.

12. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Paar von aneinander angelenkten Hebeln (i,3) beeinflußten Rückhalteteile (l4, 15) von zwei Ansätzen (68,69) gebildet werden, die mit zwei Haken (70, 71) zusammenzuarbeiten vermögen, die an dem einen bzw. dem anderen der Teile, mit denen sie zusammenzuarbeiten bestimmt sind, befestigbar sind, wobei diese Ansätze (68,69) an zwei einander gegenüberliegenden Enden einer Wippe 66) angeordnet sind, die unter der Wirkung der Steuerung ausschließlich die eine oder die andere von zwei Stellungen einzunehmen vermag, von denen die erste dem Eingriff des einen (60) der beiden Ansätze (6^, 69) in dem Haken (7O) des entsprechenden einen Teils entspricht, wobei der andere Ansatz (69) außer Eingriff ist, und von denen die zweite dem Eingriff des anderen (69) der beiden Ansätze (bb-, 69) in dem Haken (71) des entsprechenden anderen Teiles entspricht, wobei der erste Ansatz (6■-.) außer Eingriff ist, so dass diese Rückhalteteile mechanisch einander ausschliessend wirksam sind,

13. Getriebe nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, dass die beiden von dem Paar aneinander angelenkter liebe! (l,j) beeinflußten Rückhalteteile von Saugkanälen {ah, S) gebildet werden, die so angeordnet sind, dass sie mindestens einmal je umlauf der Antriebswelle (6) von den Teilen gestreift werden, mit welchen diese Riickhalteteile zusammenzuarbeiten bestimmt

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sind, und die mit einem Hahnküken (86) verbunden sind, das unterer Wirkung der Steuerung ausschliesslich den einen oder den anderen (85) dieser beiden Saugkanäle mit einer Absaugvorrichtung zu verbinden vermag, so dass diese Rückhalteteile durch Unterdruck einander aussehliessend wirksam sind.

Ik, Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens zwei Paar aneinander angelenkte Hebel (Ia₉ 3a; Ib, 3°)

W ' aufweist, die mit einem gemeinsamen, exzentrisch angeordneten Zapfen (26) verbunden sind, wobei die mit diesen Hebelpaaren verbundenen Verriegelungsteile mit einem Querbalken (55) verbunden sind, von dem ein z.B. als Zapfen (57) ausgebildeter Punkt den gemeinsamen Ausgang des Getriebes bildet^ welcher Punkt so gewählt ist, dass die diesem gemeinsamen Ausgang von einem der Gelenkhebelpaare erteilte Amplitude doppelt so gross ist wie die von dem anderen dieser Paare erteilte Amplitude, so dass das Getriebe einen Binärdecoder darstellt, dessen ge-

k. meinsamer Ausgang eine Wegamplitude hat, die von der Kombination der Wirksamkeitszustände der von jedem dieser Gelenkhebelpaare beeinflussten Rückhalteteile abhängt.

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