DE2346953C3 - Indexing gear - Google Patents
Indexing gearInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf Schrittgetriebe zum Umwandeln einer kontinuierlichen Drehbewegung in eine absatzweise Drehbewegung gemäß der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art.The invention relates to index drives for converting continuous rotary motion into an intermittent rotary movement according to the type mentioned in the preamble of the main claim.
Derartige Getriebe werden insbesondere auch für den schrittweisen Vorschub von karten- bzw. strcifenförmigen Aufzeichnungsträgern in Datenein- und -ausgabegeräten verwendet. Moderne Geräte dieser Art haben bereits Verarbeitungsgeschwindigkeiten, bei denen trotz einer leichten Bauweise die zyklisch zu beschleunigenden bzw. verzögernden Massen eine große Rolle spielen und deshalb möglichst klein gehalten werden. Such gears are particularly suitable for the step-by-step feed of card or strip-shaped Recording media used in data input and output devices. Modern devices of this type already have processing speeds at which, in spite of a lightweight construction, the cyclically accelerated or decelerating masses play a major role and are therefore kept as small as possible.
Aus der deutschen Patentschrift 13 00 403 ist ein Schrittgetriebe zum Umwandeln einer kontinuierlichen Drehbewegung in eine absatzweise Drehbewegung bekannt, dessen Abtriebswelle pro Umdrehung eine Vielzahl von Schritten nach einem frei wählbaren Bewegungsgesetz durchführ'., es ist bei kleinen zu beschleunigenden bzw. verzögernden Massen für hohe Schrittfrequenzen in der Größenordnung von 150 bis 200 Schritten pro Sekunde geeignet. Bei diesem Getriebe ist auf der Abtriebswelle eine Schwinge angeordnet, die &° ihrerseits kraftschlüssig auf einer Kurvenscheibe geführt ist. Diese Kurvenscheibe rotiert um ihre eigene Achse und außerdem auf einer Kreisbahn um die Achse der Abtriebswelle. Diese Bewegung wird dadurch erreicht, daß auf einer in einer rotierenden Scheibe ex zentrisch gelagerten Welle außer der Kurvenscheibe ein Zahnrad befestigt ist, das mit einem konzentrisch zur Abtriebswelle angeordneten zweiten Zahnrad in Eingriff steht Günstig ist bei diesem bekannten Getriebe das frei wählbare Bewegungsgesetz, das eindeutige Raststellungen der Abtriebswelle erlaubt Weiterhin sind die zu beschleunigenden bzw. zu verzögernden Massen des Getriebes gering. Außer der Abtriebswelle mit der starr gekoppelten Schwinge rotieren alle bewegten Teile des Getriebes mit gleichförmiger Geschwindigkeit From the German patent specification 13 00 403 a step gear for converting a continuous Known rotary motion into a discontinuous rotary motion, the output shaft of which is a large number per revolution of steps according to a freely selectable law of motion, it is to be accelerated for small ones or decelerating masses for high step frequencies in the order of 150 to 200 Steps per second. In this gearbox, a rocker arm is arranged on the output shaft, the & ° is in turn performed positively on a cam. This cam rotates around its own Axis and also on a circular path around the axis of the output shaft. This movement is achieved by that on a shaft mounted ex-centrically in a rotating disc except for the cam disc a gear is attached, which is arranged with a concentric to the output shaft second gear in Intervention is favorable with this known transmission is the freely selectable law of motion, the unambiguous one Latching positions of the output shaft allowed. Furthermore, those to be accelerated or decelerated are allowed Masses of the transmission are low. Except for the output shaft with the rigidly coupled swing arm, all moving ones rotate Parts of the gearbox with uniform speed
Jedoch hat dieses Getriebe konstruktive Nachteile, die bei seinem Einsatz in der Praxis stören. Die praktisch aufgetretenen Schwierigkeiten beruhen darauf, daß die in der gleichförmig rotierenden Scheibe exzentrisch gelagerte Kurvenscheibe gegenüber dieser selbsteine Drehbewegung ausführen muß, die von einem mit der Kurvenscheibe starr gekoppelten Zahnrad abgeleitet wird. Dieses steht seinerseits mit einem konzentrisch zur Abtriebswelle angeordneten zweiten Zahnrad in Eingriff. Hinzu kommt wegen der hohen erforderlichen Schrittfrequenzen ein großes Übersetzungsverhältnis bei einer großen Zähnezahl des feststehenden Zahnrads und einem kleinen Modul.However, this transmission has design disadvantages that interfere with its use in practice. The practical Problems encountered are due to the fact that the eccentric in the uniformly rotating disk mounted cam must perform a rotary movement in relation to this itself, which is controlled by a the cam rigidly coupled gear is derived. This in turn is concentric with a to the output shaft arranged second gear in engagement. Added to this is because of the high required Step frequencies a large gear ratio with a large number of teeth of the fixed Gear and a small module.
Kritisch wird damit nicht nur die Lagerung der Getriebewellen bei einem einigermaßen gunstigen, d. h. kompakten Aufbau, sondern vor allem das durch Fertigungstoleranzen bedingte Spiel zw>schen den kämmenden Zahnrädern. Bei dem bekannten Getriebe soll dieses Spiel durch die Lagerung der die Kurvenscheibe tragenden Welle in einer exzentrischen Buchse angeschlossen werden. Bei der Herstellung und der Montage hat sich jedoch gezeigt, daß die exakte Einstellung des Achsabstands zwischen den kämmenden Zahnrädern über die exzentrische Buchse große Schwierigkeiten bereitet, die auch durch eng tolerierte Zahnradabmessungen nicht zu beheben sind. Daher sind auch bei modernen Fertigungsmethoden die Herstellungs- und Montagekosten für dieses Getriebe sehr hoch.This means that not only the bearing of the gear shafts becomes critical with a reasonably favorable, i.e. H. compact structure, but above all the play between the combing ones due to manufacturing tolerances Gears. In the case of the known transmission, this game should be achieved by the storage of the cam supporting shaft can be connected in an eccentric bushing. During manufacture and assembly However, it has been shown that the exact setting of the center distance between the meshing gears causes great difficulties via the eccentric bushing, also due to the gearwheel dimensions with close tolerances cannot be fixed. Therefore, even with modern manufacturing methods, the manufacturing and Installation costs for this gearbox are very high.
Bekannt ist weiterhin eine G ruppe von Schrittgetrieben, für die das in der britischen Patentschrift 12 93 770 beschriebene Getriebe ein Beispiel ist Dort ist ein Viergelenk-Getriebe erläutert, in dem eine viergliedrige Gelenkkette bezüglich einer feststehenden Kurvenscheibe rotiert. Das wird dadurch erreicht, daß ein bezüglich der Kurvenscheibe zentrisch angeordneter erster Arm als Antriebsglied mit konstanter Winkelgeschwindigkeit umläuft und dabei eine auf einer Gelenkstange befestigte Kulisse in einer Aufnahme mitnimmt. Die beiden jeweils angelenkten Gelenkstangen sind im Drehpunkt des Antriebsglieds drehbeweglich angeordnet bzw. tragen eine Rolle, die auf der Kurvenscheibe kraftschlüssig geführt ist. Die vierte, am jeweiligen anderen Ende dieser beiden Gelenkstangen angelenkte Gelenkstange trägt wiederum eine Kulisse, die in einem konzentrisch zum Antriebsglied angeordneten und analog ausgebildeten Abtriebsglied geführt ist.Also known is a group of stepping drives for which the British patent 12 93 770 The transmission described is an example. There a four-bar transmission is explained in which a four-link transmission Articulated chain rotates with respect to a fixed cam disk. This is achieved by using a regarding the cam disc centrally arranged first arm as a drive member with constant angular speed revolves and thereby takes a backdrop attached to a pivot rod with it in a receptacle. The two articulated joint rods are rotatably arranged at the pivot point of the drive member or wear a role that is non-positively guided on the cam. The fourth, on the other The articulated rod at the end of these two joint rods in turn carries a backdrop that is shown in an output member arranged concentrically to the drive member and designed analogously is guided.
Dieses Viergelenk-Getriebe mit Kraftübertragung über Kulissen ist von seinem ganzen Aufbau nicht ohne weiteres dazu geeignet, das Bewegungsgesetz des Abtriebsglieds frei — und damit auch mit tragbaren Beschleunigungen - zu wählen. Mit Viergelenk-Getrieben dieser Art sind daher auch bei sorgfältiger Konstruktion nach allgemeiner Erfahrung kaum höhere Schrittgeschwindigkeiten als 80 Hz zu erreichen. Und selbst dann muß die Kulissenführung mit geringsten Toleranzen gefertigt werden, damit bei der dann bereits auftretenden Materialbelastung weder ein Klemmen noch Stöße auftreten. Dieses Getriebeprinzip ist daher bei Schrittgeschwindigkeiten mit 150 bis 200 Schritten/s nicht mehr verwendbar.This four-bar gear with power transmission via scenes is not without its entire structure further suitable for freeing the law of motion of the output link - and thus also with acceptable accelerations - to choose. With four-bar gears of this type are therefore also with careful construction According to general experience, hardly any step speeds higher than 80 Hz can be achieved. and even then, the link guide must be manufactured with the lowest tolerances, so that the then already occurring material stress neither jamming nor impacts occur. This gear principle is therefore no longer usable at walking speeds of 150 to 200 steps / s.
Ausgehend von dem zuerst geschilderten Getnebety;s liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Schrittgetriebe der eingangs genannten Art mit einer Schrittgeschwindigkeit von 150 bis 200Hz zu schaffen, das die Möglichkeit bietet, Lagerstellen freizügiger dimensionieren zu können unj das einfacher herstellbar und montierbar ist, weil derartig kritische Toleranzen nicht auftreten.Based on the Getnebety described first; see Sect The invention is therefore based on the object of providing a step gear of the type mentioned at the outset to create a walking speed of 150 to 200Hz, which offers the possibility of more permissive storage locations To be able to dimension and that is easier to manufacture and assemble because it is so critical Tolerances do not occur.
Bei einem Schrittgetriebe der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgernäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs genannten Merkmale gelöst. Diese erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß sich mit ihr ebenso wie bei dem eingangs erläuterten Getriebe ein günstiges Bewegungsgesetz realisieren läßt, daß die zu beschleunigenden bzw. zu verzögernden Massen ebenfalls praktisch nur durch die Masse der Abtriebswelle und der auf ihr festgelegten Schwinge gegeben sind und daß darüber hinaus zum Umwandeln der gleichförmigen Drehbewegung in eine absatzweise Drehbewegung keinerlei kämmende Zahnräder erforderlich sind, die die Herstellung und Montage erschweren. Das erfindungsgemäße Getriebe enthält nur noch wenige Einzelteile, die auch unkritisch zu fertigen sind, wenn man davon ausgeht, daß es auch bei den bekannten Getrieben nicht die wesentliche Schwierigkeit bedeutete, die Rollfläche der Kurvenscheibe mit der erforderlichen Genauigkeit herzustellen.In a step gear of the type mentioned, this object is according to the invention by the im Characteristics of the main claim mentioned features solved. This solution according to the invention has the advantage that with it, as in the case of the transmission explained at the beginning, a favorable law of motion can be realized lets that the masses to be accelerated or decelerated also practically only by the Mass of the output shaft and the rocker fixed on it are given and that in addition to Converting the uniform rotary motion into intermittent rotary motion, no meshing gears whatsoever are required, which complicate the manufacture and assembly. The transmission according to the invention contains only a few individual parts that are also uncritical to manufacture, if one assumes that it is also with the known gears did not mean the main difficulty with the rolling surface of the cam the required accuracy.
Als weitere Vorteile gegenüber dem erstgenannten, bekannten Getriebe ergeben sich aus dem Fehlen kämmender Zahnräder eine geringe Geräuschbildung und die Möglichkeit auf eine aufwendige Tauchschmierung zu verzichten. Schließlich läßt sich auch die gleiche Schrittfrequenz auf der Abtriebswelle mit einer niedrigeren Antriebsdrehzahl erreichen. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantages over the first-mentioned, known transmission result from the lack of intermeshing Gears generate little noise and the option of complex splash lubrication to renounce. Finally, the same step frequency can also be used on the output shaft with a lower one Reach drive speed. Other advantageous developments of the invention are set out in the subclaims marked.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt in einer teilweise aufgeschnittenen räumlichen Darstellung den prinzipiellen Aufbau eines Schrittgetriebes für intermittierenden Transport von Lochkarten.To explain the invention in more detail, an exemplary embodiment is shown below with reference to the drawing described in more detail. The only figure shows in a partially cut-away spatial representation the basic structure of a step gear for the intermittent transport of punched cards.
Das Schrittgetriebe besitzt eine Abtriebswelle 1, die mit Kugellagern 11 und 12 zweifach in Platinen 13 bzw. 14 drehbeweglich gelagert ist. Zwischen den beiden Platinen 13 bzw. 14 erstreckt sich ein Teil einer Transportbahn für schrittweise bewegte Lochkarten. In der Zeichnung ist dies durch zwei, den Lagerstellen der Abtriebswelle 1 benachbart angeordnete und mit der Abtriebswelle 1 starr verbundene TransportroHen 15 angedeutet, die eine Lochkarte 16 schrittweise transportieren. The indexing gear has an output shaft 1, which is fitted with two ball bearings 11 and 12 in plates 13 or 14 is rotatably mounted. A part of a transport path extends between the two plates 13 and 14, respectively for gradually moving punch cards. In the drawing, this is due to two, the bearing points of the output shaft 1 adjacently arranged and rigidly connected to the output shaft 1 transport tubes 15 indicated, which transport a punch card 16 step by step.
Auf dem aus der Platine 14 herausragenden Wellenstummel der Abtriebswelle 1 ist ein gleichförmiges umlaufendes, als Zahnrad ausgebildetes Antriebsrad 2 über ein weiteres Kugellager 21 drehbeweglich angeordnet. Ebenfalls konzentrisch zu der Abtriebswelle 1 ist an der Außenseite der Platine 14 eine Kurvenscheibe 3 mittels Schrauben 31 festgelegt. Die Innenkontur dieser Kurvenscheibe 3 ist als Rollfläche 32 ausgebildet und weist eine Vielzahl von zusammenhängenden Kurvenzügen auf.On the shaft stub of the output shaft 1 protruding from the plate 14, there is a uniform circumferential, Drive wheel 2 designed as a gear wheel is rotatably arranged via a further ball bearing 21. Also concentric to the output shaft 1 is a cam on the outside of the plate 14 3 fixed by means of screws 31. The inner contour of this cam 3 is designed as a rolling surface 32 and has a large number of contiguous curves.
Auf der Abtriebswelle 1 ist im Bereich der Kurvenscheibe 3 als Abtriebsglied eine Schwinge 4 festgeklemmt. Die Schwinge 4 besitzt einen ersten gabelförmig ausgebildeten Arm 4a, in dem eine Rolle 42 drehbeweglich gelagert ist und einen zweiten, freien Arm 4b der geschlitzt ist. so diß die Schwinge 4 auf der Ab-A rocker arm 4 is clamped as an output member on the output shaft 1 in the area of the cam disk 3. The rocker 4 has a first fork-shaped arm 4a in which a roller 42 is rotatable is mounted and a second, free arm 4b which is slotted. so the rocker 4 on the down
triebsweüe 1 festklemmbar ist.Triebsweüe 1 can be clamped.
Als Koppelglied zum Obertragen der Antriebsbewegung auf die Abtriebswelle 1 dient ein Schlepphebel 5, der mit einer Achse 51 starr verbanden ist. Diese Achse 51 ist parallel zur Abtriebswelle 1 ausgerichtet und mit einem weiteren Kugellager in dem Antriebsrad 2 exzentrisch und drehbeweglich gelagert Wie die Schwinge 4 besitzt der Schlepphebel 5 einen als Gabel 5s ausgebildeten ersten Arm, der das Lager für eine weitere Rolle 52 bildet. Der Schlepphebel 5 weist einen zur Gabel 5a im wesentlichen senkrecht stehenden zweiten Arm 56 auf, dessen Seitenfläche an der in der Schwinge 4 gelagerten Rolle 42 anliegt Um den Schlepphebel 5 mit seiner Rolle 52 auf der Rollfläche 32 der Kurvenscheibe 3 schlüssig zu führen, greift unterhalb der im Schlepphebel 5 gelagerten Rolle 52 an der Gabel 5a eine Druckfeder 6 an, die sich außerdem auf dem freien Arm 46 der Schwinge 4 abstützt.A rocker arm 5 serves as a coupling element for transmitting the drive movement to the output shaft 1, which is rigidly connected to an axis 51. This axis 51 is aligned parallel to the output shaft 1 and with another ball bearing in the drive wheel 2 eccentrically and rotatably mounted like the rocker 4, the rocker arm 5 has a first arm designed as a fork 5s, which is the bearing for a further Roll 52 forms. The rocker arm 5 has a second which is essentially perpendicular to the fork 5a Arm 56, the side surface of which rests against the roller 42 mounted in the rocker 4 around the rocker arm 5 to lead with his roller 52 on the rolling surface 32 of the cam 3, engages below the in the rocker arm 5 mounted roller 52 on the fork 5a a compression spring 6, which is also on the free Arm 46 of the rocker 4 is supported.
In der Bewegung des Schlepphebels 5 überlagern sich zwei Bewegungen: Mit dem kontinuierlich umlaufenden Antriebsrad 2 bewegt er sich einmal auf einer zu der Abtriebswelle 1 konzentrischen Kreisbahn. Durch den Kraftschluß zwischen seiner Rolle 52 und der Rollfläche 32 der Kurvenscheibe 3 hat er weiterhin eine oszillierende, im wesentlichen radial zu dieser Kreisbahn gerichtete Bewegung. Aus der Überlagerung beider Bewegungskomponenten resultiert eine schwingende Bewegung des Schlepphebels 5, die bei entsprechender Ausbildung der Rollfläche 32 der Kurvenscheibe 3 eindeutige Raststellungen aufweist. Diese intermittierende Bewegung des Schlepphebels 5 wird mit der Rolle 41 auf die Schwinge 4 und damit auf die Abtriebswelle 1 übertragen.In the movement of the rocker arm 5, two movements are superimposed: With the continuously revolving one Drive wheel 2 moves once on a circular path that is concentric with output shaft 1. Due to the frictional connection between his roller 52 and the rolling surface 32 of the cam 3, he still has an oscillating movement directed essentially radially to this circular path. From the overlay both movement components results in an oscillating movement of the rocker arm 5, which at corresponding formation of the rolling surface 32 of the cam 3 has clear locking positions. This intermittent movement of the rocker arm 5 is with the roller 41 on the rocker 4 and thus on the Transfer output shaft 1.
Da bisher schon große Erfahrungen auf dem Gebiet der Kurvenscheibengetriebe gesammelt sind, ist es bei dem heutigen Stande der Technologie durchaus möglich, die theoretisch notwendigen Konturen der Rollflä ehe von Kurvenscheiben mit der erforderlichen Genauigkeit bei wirtschaftlich vertretbarem Aufwand herzustellen. Sonst bietet das in einem Ausführungsbeispiel näher beschriebene Schrittgetriebe keinerlei Schwierigkeiten füi eine Serienfertigung. Der Getriebeaufbau erlaubt es, die Lagerstellen freizügig und damit optimal auszulegen. Eng tolerierte, deswegen für die Fertigung problematische formschlüssige Verbindungen zwischen einzelnen Getriebeteilen sind nicht erforderlich. Mit einem einfachen Aufbau aus wenigen und billigen Einzelteilen läßt sich also ein Schrittgetriebe mit dem Bewegungsgesetz des herkömmlichen Getriebes mit hoher Schrittgeschwindigkeit der eingangs beschriebenen Art realisieren, das fertigungstechnisch wesentlich einfacher und für eine Serienfertigung geeignet ist. Dies gilt unter anderem auch deshalb, weil für die Montage der einzelnen Getriebeteile keine sehr aufwendigen Montagevorrichtungen und keine hochqualifizierten Arbeitskräfte erforderlich sind. Darüber hinaus erlaubt es das Fehlen kämmender Zannräder, auf eine aufwendige Tauchschmierung zu verzichten.Since a lot of experience has already been gained in the field of cam disk drives, it is at With today's level of technology, the theoretically necessary contours of the rolling surface are entirely possible before producing cams with the required accuracy at an economically justifiable expense. Otherwise the stepping mechanism described in more detail in an exemplary embodiment does not present any difficulties whatsoever for series production. The gear structure allows the bearing points to be freely and thus optimally to interpret. Closely tolerated, therefore problematic, form-fitting connections between individual gear parts are not required. With a simple construction from a few and cheap individual parts So can a step gear with the law of motion of the conventional gear with high Realize walking speed of the type described above, which is much easier in terms of production technology and is suitable for series production. This also applies, among other things, because for the assembly of the individual gear parts no very complex assembly devices and no highly qualified Manpower is required. In addition, the lack of meshing gear wheels allows for an elaborate one To avoid splash lubrication.
Das als Ausführungsbeispiel erläuterte Schrittgetriebe gibt nur eine der Möglichkeiten wieder, wie die offenbarte technische Lehre zu realisieren ist. Als Beispiel dafür, daß auch andere Ausführungsformen möglich sind, sei nur darauf hingewiesen, daß man ohne weiteres auch eine Kurvenscheibe verwenden könnte, deren Außenkontur die Rollfläche bildet. Im Prinzip wäre es sogar denkbar, die Kurvenscheibe — unabhängig davon, welche Kontur als Rollfläche verwendet wird — relativ zu der Abtriebswelle drehbeweglich an-The stepping mechanism explained as an exemplary embodiment reproduces only one of the possibilities as disclosed technical teaching is to be realized. As an example that other embodiments are also possible are, it should only be pointed out that you could easily use a cam, whose outer contour forms the rolling surface. In principle, it would even be conceivable for the cam disc to be independent of which contour is used as the rolling surface - rotatable relative to the output shaft
rdnen. Damit wäre es möglich, ohne konstruktive ierungen bei einem Getriebe die Größe der Vorjbbewegung der Abtriebswelle zu verändern. Doch lies ein Sonderfall, der normalerweise bei Schrittgeben nicht zu erwarten und daher in dem geschilder-Ausführungsbeispiel auch nicht berücksichtigt ist.thinning. This would make it possible to reduce the size of the forward movement in a gear unit without any design modifications to change the output shaft. But read a special case that usually occurs when stepping not to be expected and is therefore not taken into account in the exemplary embodiment shown.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19732346953 DE2346953C3 (en) | 1973-09-18 | Indexing gear |
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