DE1940037A1

DE1940037A1 - Formschluessiges Kurvenscheibengetriebe zum Umwandeln einer kontinuierlichen in absatzweise Drehbewegung bei grossem Schaltwinkel

Info

Publication number: DE1940037A1
Application number: DE19691940037
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl-Ing Koefferlein; Rudolf Dr Dipl-Ing Koller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-08-06
Filing date: 1969-08-06
Publication date: 1971-02-18
Also published as: BE754516A; NL7011097A; FR2056603A5; LU61470A1; GB1265589A

Description

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8 München 2, den

Witteisbacherplatz 2

Formschlüssiges Kurvenseheibengetriebe zum Umwandeln einer kontinuierlichen in eine absatzweise Drehbewegung bei großem Schaltwinkel

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurvenscheibengetriebe zum Umwandeln einer kontinuierlichen in eine absatzweise Drehbewegung, mit dem man bei großen Schaltwinkeln beliebige Bewegungsgesetze verwirklichen kann. Derartige Getriebe mit intermittierender Drehbewegung auf der Abtriebsseite, gerade auch mit großem Schaltwinkel, werden in der Feinmechanik vielfach benötigt, ζ. B. in der Fernschreibmaschinentechnik und bei peripheren Geräten der Datenverarbeitung.

Mit.Kurvenscheibengetrieben werden im allgemeinen von einer kontinuierlichen Drehbewegung oszillierende Bewegungen abgeleitet. Es ist aber auch schon bekannt,,, damit direkt intermittierende Drehbewegungen zu erzeugen, wenn mehrere ebene Kurvenscheibengetriebe zusammenwirken, die in parallelen Ebenen angeordnet sind. Dabei besteht die Kurvenscheibe aus mehreren kongruenten, um gleiche Winkel gegeneinander versetzten Kurvensegmenten, die in parallelen Ebenen auf der Antriebswelle axial und radial starr gelagert sind. Mit diesen Kurvensegmenten stehen ein oder mehrere Eingriffschv/ingen kraftschlüssig in Verbindung, die um gleiche Winkel versetzt in diesen paralleler. Ebenen auf der Antriebswelle festgelegt sind. Man kann zwar mit einem derartigen Getriebe die verschiedensten Bewegungsgesetze verwirklichen, jedoch mit der Einschränkung, daß der Kraftschluß zwischen Kurvenscheibe und Eingriffschwinge nur bei

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kleinen Schaltwinkeln einwandfrei aufrechterhalten werden kam, denn er wird dadurch erreicht, daß die Abtriebswelle gegen ein •auf ihr lose gelagertes Zahnrad abgefedert wird. Dieses wird durch ein Ritzel angetrieben, das auf der gleichförmig rotierenden Antriebswelle fest angeordnet ist. Als Federeleiaente dienen drei um 120 gegeneinander versetzt angeordnete 'ichraubendruckfedern. Aufgrund'dieser Anordnung können :nit dem bekannten Kurvenscheibengetriebe aber nur Schalt winkel bis etwa 60 ° verwirklicht werden,.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Kurvenscheibengetriebe zu schaffen, bei dem unmittelbar von der kontinuierlichen .Antriebsbewegung eine absatzweise Drehbewegung abgeleitet wird und mit dem sich die verschiedensten Bewegungsgesetze auch bei großen Schaltwinkeln verwirklichen lassen.

Erfindungsgeraäß wird diese Aufgabe durch ein Kurvenscheibengetriebe mit mindestens zwei auf der Abtriebswelle in parallelen Ebenen angeordneten Kurvenseheiben dadurch gelöst, daß in jeder Ebene ein Paar von Laufrollen vorgesehen ist, das in einem mit einer Abtriebswelle fest verbundenen Abtriebsglied drehbar gelagert ist, und dai3 die Planken der Kurvenscheiben so ausgebildet sind, daß während jeder Bewegungsphase mindestens zwei der ■ laufrollen auf den zugehörigen Kurvenscheiben abrollen, so daß die Antriebswelle ständig mit der Abtriebswelle formschlüssig in Eingriff steht. Diese erfindungsgemäße Lösung läßt sich erst mit den heutigen technischen Mitteln einwandfrei verwirklichen, denn bisher versagten bekannte formschlüssige Kurvenscheibengetriebe mit oszillierenden Bewegungen bei hohen Winkelgeschwindigkeiten auf der Abtriebsseite wegen der konstruktiven Schwierigkeit, zu dem vorgegebenen Bewegungsgesetz eine Kurvenscheibenform zu berechnen, bei der ständig ein einwandfreier Forriischluß mit dem Abtriebsglied,gewährleistet war. Die Kurvenflanken, also die Form der Kurvenscheibe, lassen sich aber heute mit Hilfe von datenverarbeitenden Anlagen und speziellen Rechen-

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Programmen berechnen. Daneben besitzt man heute aber auch noch bessere technologische Möglichkeiten - so lassen sich Nockenscheiben heute bereits sehr genau fertigen, so daß schon Toleranzen von h? 0,02 ir.m eingehalten werden können. Damit sind die konstruktiven und technologischen Voraussetzungen für die erfindungsgemäße Lösung gegeben* die sich durch einen besor.dex's einfachen Aufbau auszeichnet, der wenig Plat" beansprucht und dex' an die verschiedensten Bewegungsgesets-.e einwandfrei ai.supassen ist. Außerdem wird lediglich die Abtriebc'.veile-"beschleunigt und verzögert, so dai? die tragen Kascel: klein .gehalten, werden können.

üiec zeigt sich besonders- deutlich bei einer vorteilhaften Weiterliliung ler Erfindung, bei der nur zwei Getriebeebenen nit zwei .Paaren von Laufrollen vorgesehen sind, die in bezug auf ihre Lage zur Abtriebswelle rechtwinklig gegeneinander verreizt augeordnet sind. Dabei ergeben sich zwei mögliche Baux>rr.en des Getriebes, ν cn denen die eine dadurch ausgezeichnet -ist, daß jeweils einer: der beiden Laufrollenpaare mit der ihii: zugeordneten Kurvenscheibe formschlüssig in Singriff stellt, während bei der anderen Bau fön:, in jeder Bewegungsphase je eine der beiden Laufrollen beid.er Paare auf der ihnen zugeordneten Kurvenscheibe abrollt. Aufgrund -der-Erfahrungen bei hohen Schaltgeschwindigkeiten, z. B. bei Vorschubzeiten von wenigen Millisekunden, hat sich herausgestellt, daß sich auch ein geringfügiges Spiel zwischen Kurvenscheibe und Laufrolle noch nicht störend bemerkbar macht, wenn die Kürvenscheiben aus Hartgewebe oder Kunststoff gefertigt sind.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand • der Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßer Getriebes.mit zwei Ebenen, ·

Fig. 2 ein Diagramm mit der Darstellung der Bewegungsfunktionen von Getrieben mit Schaltwinkeln von 30 ° bis 180 °.

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Fig.	5
Fig.	6
Fig.	7

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Fig. 3a und

Fig. 3b die schematische Darstellung zwei'er Bewegungsphasen eines Kurvenscheibengetriebes für einen Schaltwinkel von 180 °, bei dem mindestens je eine der Laufrollen beider Paare auf der ihnen zugeordneten Kurvenscheibe abrollt, ■

Fig. 4a und

Fig. 4b ein Kurvenscheibengetriebe für einen Schaltwinkel von 1.80 °, bei dem jeweils eines der beiden Laufrollenpaare mit der ihnen zugeordneten Kurvenscheibe formschlüssig in Eingriff steht,

schematisch ein derartiges Getriebe für einen Schaltwinkel von 120 ,

schematisch ein Kurvenscheibengetriebe für einen Schaltwinkel von 90 ° und

eine mögliche Bauform eines Kurvenscheibengetriebes für einen Schaltwinkel von 30 °.

In der Fig. 1 ist etwas vereinfacht ein erfindungsgemäßes Kurvenscheibengetriebe mit zwei Ebenen dargestellt, bei dem die kontinuierlich angetriebene Antriebswelle A und die absatzweise bewegte Abtriebswelle B in einem Gehäuserahmen G1, G2 drehbeweglich gelagert sind. Dieses Getriebe ist für einen Schaltwinkel V.· von 180. ausgelegt, wobei unter dem Schaltwinkel l'.' der Winkel verstanden wird, der zwischen zwei Raststellungen der Abtriebswelle B zurückgelegt wird. Diesem Schalt-•.vinkel auf der Abtriebsseite ist jeweils ein V/inkel φ = 180 ° zugeordnet, um den sich die Antriebswelle A während der Schaltphase dreht. Wie 'aus Fig. 2 zu ersehen, entfällt davon ein Winkel <fß = 135 auf die Bewegungsphase und ein Winkel <f_R = 45 ° auf die Ruhe- oder Rastphase, während der die Abtriebswelle B stillsteht.

.Bei der in Fig. 1 dargestellten Getriebeanordnung sind auf der Antriebswelle A in parallelen Ebenen zwei Kurvenscheiben K1

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und K2 fest angeordnet, die in diesem Fall kongruente Kurvenflanken "besitzen und um einen gewissen Winkel gegeneinaBder versetzt sind. Parallel zu der Antriebswelle A liegt die Abtriebswelle B, auf der um 90 ° gegeneinander versetzt zwei Abtriebsglieder S1 und S2 starr gelagert sind. Barauf sind symmetrisch zu der Abtriehswelle B jeweils zwei Lagerbolzen D angeordnet. Diese tragen ein Laufrollenpaar LI bzw. L2, das in der achsenparallelen Richtung derart·festgelegt ist, daß es . sich in einer Ebene bewegt, in der auch die ihm zuzuordnende Kurvenscheibe KT bzw. K2 liegt. Das hier dargestellte Getriebe ist derart ausgelegt, daß in jeder Bewegungsphase der Antriebswelle A mindestens je eine der Laufrollen beider-Laufrollenpaarc L1 bzw. L2 auf der ihnen zugeordneten Kurvenscheibe K1 bzw. K2 abrollt. Dadurch wird in diesem Fall der Formschluß zwischen der Antriebswelle A und der Abtriebswelle B ständig durch beide Abtriebsglieder Sl und S2 aufrechterhalten.

Aus dem Diagramm in Fig. 2 und der dort gezeigten Bewegungsfunktion für einen Schaltwinkel "Ii-- von 180 ° geht hervor, daß. die Abtriebswelle B während einer Umdrehung der Antriebswelle A zwei um 180 versetzte Raststellungen von je 45 besitzt.. In Fig. 2 sind außerdem noch weitere Bewegungsfunktionen für Schaltwinkel von 120 °, 90 ° und 30 ° gezeigt, die zu erfindungsgemäßen Ausführungsformen von Kurvenscheibengetrieben gehören, die in den Fig. 3 bis 7 schematisch dargestellt sind. Ihnen ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, jeweils eine Rastphase φ^= 45 ° und eine Bewegungsphase cf_a = 135 ° gemeinsam, der ein ainoides Bewegungsgesetz zugrunde gelegt wurde.

"'•3 Fig. 3a und 3b zeigen zwei Bewegungsphasen eines derartigen Getriebes für einen Sehaltwinkel α/· =180 °, bei dem gleichfalls in jeder Bewegungsphase je eine der Laufrollen-beider Laufrollenpaare LT und L2 auf der ihnen zugeordneten Kurvenscheibe KT bzw. K2 abrollt. -Die Fig. 4a und 4b zeigen dagegen die aufgrund der beiden Ebenen des Getriebes mögliche zweite Bauform, bei

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der während des Bewegungsablaufes jeweils eines der beiden Laufrollenpaare mit der ihnen .zugeordneten Kurvenscheibe formschlüssig in Eingriff steht.

In der Pig. 3ist ein Kurvenscheibengetriebe mit einem Sehält- winkel ^r' = 120 ° dargestellt, bei dem wieder beide Abtriebsglieder mit je. einer Laufrolle mit den zugehörigen Kurvenscheiben formschlüssig in Eingriff stehen:.

Fig.. 6 zeigt ein Kurvenscheibengetriebe mit einem. Sehaltwinkel Ii-= 90 °, bei dem sich in diesem Pail zwei deckungsgleiche Kurvenscheibeii ergeben, die um einen Winkel von 90 gegeneinander versetzt auf der Antriebswelle angeordnet sind, wenn man die Getriebebauform wählt, bei der jeweils ein Laufrollenpaar den Formschluß bildet.

Fig. 7 zeigt schließlich, daß es auch möglieh ist, ein derartiges formschlüssiges Kurvenscheibengetriebe für einen Schalt-* winkel T/' = 30 ° auszubilden; hier zeigt sich aber auch die Grenze der Anwendung dieses Getriebeprinzips mit zwei Kurvenebenen, da mit kleiner werdendera Sehaltwinkel der Übertragungsvvinkel sehr ungünstig wird. -

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Wenn hier auch nur Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Getriebes mit zwei Ebenen dargestellt wurden, so ist es doch durchaus möglich, dieses Getriebeprinzip auf mehrere Ebenen zu erweitern; dabei ist jedoch zu beachten, daß die trägen Hassen auf der Abtriebswelle dann immer größer werden, weil eine entsprechende Anzahl von Laufrollenpaaren vorzusehen ist. Deswegen müßten dann die einzelnen Abtriebsglieder entsprechend ausgelegt werden. So ist es durchaus denkbar, nicht für jede Ebene ein getrenntes Abtriebsglied vorzusehen, sondern mehrere gegeneinander versetzte Laufrollenpaare auf einem Abtriebsglied anzuordnen. Darüber hinaus sind dann bei η Ebenen

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r. Bewe&ungsfimktionen durch η Getriebebauformen 2U verwirklichen, da er; eine Eigenschaft dieses Getriebeprinzips i:::_f Λι\Γ: die Ancalil der möglichen Bauforraen der Anzahl der ΐ·]ί··.Τ;θί; entfjpriclit.

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Claims

■ 1."Kurvenscheibengetriebe zum Umwandeln einer kontinuierlichen in eine absatzweise Drehbewegung bei' großem Schaltwinkel mit mindestens zwei auf einer Antriebswelle in parallelen Ebenen angeordneten Kurvenscheiben, dadurch g e k e η η zeichnet , daß in jeder Ebene ein Paar von Laufrollen ψ (L1 bzw. L2) vorgesehen ist, das in einem mit einer Abtriebswelle (B) fest verbundenen Abtriebsglied (S1 bzw. S2) drehbar gelagert ist, und daß die Flanken der Kurvenscheiben so ausgebildet sind, daß während jeder Bewegungsphase mindestens zwei der Läufrollen auf den zugehörigen Kurvenscheiben (KI bzw. K2) abrollen, so daß die Antriebswelle (A; mit der Abtriebswelle (B) formschlüssig in Eingriff steht.
2. Kurvenscheibengetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

nur zwei Getriebeebenen mit zwei Paaren von Laufrollen f.L1

bzw. 12), die in bezug auf ihre Lage zur Abtriebswelle (B; rechtwinklig gegeneinander versetzt angeordnet sind.

*
3. Kurvenscheibengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bewegungsablaufes jeweils eines der beiden Laufrollenpaare (L1 bzw. L2) mit der ihnen zugeordneten Kurvenscheibe (K¹I bzw. K2) formschlüssig in Eingriff steht.
4. Kurvenseheibengetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Bewegungsphase je eine der Laufrollen beider Laufrollenpaare (LI bzw.-L2) auf der ihnen zugeordneten Kurvenscheibe (Kl bzw. K2) abrollt.
5. Kurvenscheibengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuryenscheiben aus Kartgewebe bestehen.

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6. XurvenscheilDengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenschei"ben aus Kunststoff "bestehen. ■ .- .

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