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Antrieb eines Revolverkopfes
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Die Erfindung betrifft einen Antrieb eines Revolverkopfes oder dgl.,
wie dieser im Oberbegriff von Anspruch 1 und 2 beschrieben ist bzw. aus der DE-OS
29 01 789 bekannt ist. Dieser Antrieb weist einen Elektromotor auf, an dessen Rotor
ein sehr kompliziert ausgebildeter Trägerflansch befestigt ist, der durch ein Rollenlager
auf der Welle des Revolverkopfes abgestützt sein muß und der dann in seinem sich
axial erstreckenden radial nach außen weisenden Teil ein Lager für ein Antriebsritzel
bildet. Ab hier erfolgt der Antrieb des Revolverkopfes in mehrfach bekannter Weise.
Ein solcher Antrieb unter Verwendung eines so komplizierten Trägerflansches ist
kostenaufwendig, weil der Trägerflansch an verschiedenen Stellen befestigt bzw.
gelagert sein muß und diese Stellen müssen wiederum exakt aufeinander paßgerecht
abgestimmt sein.
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Ähnliche aufwendige Ausführungsformen sind durch die DE-PS'en 13 01
687, 19 31 609 und 20 62 133 bekanntgeworden. Bei zentraler Anordnung des Elektromotors
sind aufwendige Planetengetriebe edbrderlich. Hier, genauso wie bei der vorstehend
diskutierten DE-OS 29 01 789, sind um die Mitte herum angeordnete Positionsgeber
vorzusehen, deren Anbringung erhebliche Schwierigkeiten wegen der Kabelführung bereitet.
Eine Verbesserung brachten die DE-AS'en 25 36 004 und 26 27 780. Hier mußte man
aber die Antriebsmotoren außermittig anordnen, gleichbedeutend mit weiteren Schwierigkeiten,
wie diese auch aus der DE-OS 27 41 907 entnehmbar ist. Gerade hier ist gut erkennbar,
wie schwierig die Verwirklichung einfacher Getriebetechniken ist, insbesondere wegen
der engen Raumbedingungen bei großen, erforderlichen Drehmomenten und großen Untersetzungen.
Dies wird besonders dann schwierig, wenn es die Mechanik der Revolverköpfe nicht
gestattet, auf Magnete und Gleichstrombremsen zu verzichten. Zur Ergänzung des Standes
der Technik wird noch auf die DE-OS 29 00 659 verwiesen, die ähnlich komplizierte
und damit kostenaufwendige sowie störungsanfällige Konstruktionen zeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Revolverkopf allgemeiner
Art mit elektrischem Antrieb so zu gestalten, daß er im Aufbau sehrvereinfacht ist,
insbesdndere
sollen Getriebeteile (z.B. Zahnräder) eingespart werden,
wodurch deren Abmessungen sowie Bohrungen verkleinert sind, so daß sich eine sehr
vereinfachte Konstruktion ergibt; außerdem soll die Kabelführung so gestaltet sein,
daß das Hinausführen der Kabel keinerlei Schwierigkeiten verursacht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
der Ansprüche 1 und 2 sowie die der Unteransprüche gelöst.
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Wie aus der Zeichnung leicht entnehmbar ist, ergibt sich jetzt eine
sehr einfache Anordnung des Antriebes unter Verwendung einfachster herzustellender
und leicht montierbarer Teile, wobei die Bauabmessungen so gering sind, daß sich
eine erhebliche Platzeinsparung außerdem ergibt. Es stellt auch kein Problem mehr
dar, die Kabel herauszuführen, weil die Teile, an denen oder durch die die Kabel
zu führen sind, feststehen.
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Die Erfindung ist an Beispielen in der Zeichnung dargestellt und beschrieben,
und zwar zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Revolverkopf
gemäß der Schnittlinie A - B nach Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt
gemäß der Schnittlinie C - D nach Fig. 1, Fig. 3 eine Abwicklung gemäß der Schnittlinie
E - F nach Fig. 2 im Zustand "System verriegelt, Fig..4 die gleiche Abwicklung nach
Fig. 3, jedoch im Zustand "System entriegelt" und Fig. 5 schematisch (im Schnitt)
einen Rotor mit einer Antriebshülse (Varianten).
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Das um vorgegebene Winkel wahlweise schaltbare Bauteil besteht aus
einem stationären Revolverkopfteil 1, in dessen Fortsatz 2 eine Planverzahnung 3
eingearbeitet ist. Um den stationären Revolverkopfteil 1 läuft ein angetriebener,
drehbarer Revolverkopfteil 4 um, in dem ein Planzahnkranz 5 mit Planverzahnung 6
verschraubt ist. Die Planverzahnung 6 liegt genau justiert in gleicher Höhe mit
der Planverzahnung 3. Die beiden Planverzahnungen 3, 6 werden in verriegeltem Zustand
des Bauteiles spielfrei von der Planverzahnung 7 des Kupplungskranzes 8 überdeckt,
der durch einen Bolzen 21 drehfest gesichert, aber axial verschiebbar in dem drehbaren
Revolverkopfteil 4 gelagert ist. An. seiner oberen Stirnfläche weist der Kupplungskranz
8 mehrereKuppelzähne 9 und Zahnlücken 10 auf.
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In dem Fortsatz 2 ist drehfest, aber axial einstellbar, eine Mittelachse
11 eingesetzt, um die sich ein Antriebsrad 12 drehen kann. Das Antriebsrad 12 ist
mit einer Verzahnung 13 versehen, und mit Kuppelzähnen 14 und Zahnlücken 15. Es
stützt sich über ein Axialwälzlager 16 gegen ein Zahnrad 17 axialab, das zweckmäßig
mit der Mittelachse 11 aus einem Stück angefertigt sein kann. Mit einer Ringmutter
18 kann das Antriebsrad 12 derart konterbar angestellt werden, daß im verriegelten
Zustand des Bauteils die Kuppelzähne 9 und 14 mit einem bestimmten Andruck aufeinanderstehen,
wie in Fig. 3 dargestellt ist. Der drehbare Revolverkopfteil 4 ist gegen axiale
Verschiebung durch die Laufbuchsen 19 und 20 gehalten.
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Um die Mittelachse 11 läuft ein Schleppring 22, der sich stirnseitig
gegen das axial festgelegte Antriebsrad 12 abstützt und der auf der entgegengesetzten
Stirnseite zwei um 1 800 versetzte Aussparungen mit den symmetrischen Schrägen 23
aufweist. An diesen Schrägen 23 välzen sich, je nach gewünschter Schaltdrehrichtung
des Bauteils, Rollen 24 ab, die auf Stiften 25 laufen, die ihrerseits im Kupplungskranz
8 befestigt sind.
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Je nach dem Drehrichtungssinn des Bauteils wird der Schleppring 22
durch einen unter Federpvsannung stehenden Sperrbolzen 26 im entgegengesetzten Drehsinn
gesperrt, indem der Sperrbolzen 26 in Rasten 27, die symmetrisch ausgeführt sind,
des Schleppringes 22 einfallen kann. Die Anzahl der Rasten 27 entspricht der Anzahl
der Positionen des Bauteils.
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Der Antrieb des drehbaren Revolverkopfteils 4 erfolgt durch einen
Außenläufer-Elektromotor, dessen Stator 28 drehfest auf der Mittelachse 11 des stationären
Revolverkopfteils 1 befestigt ist, und zwar auf dem Achsteil 46; hier ist der Stator
28 unmittelbar anliegend, das Achsteil 46 umgreifend, dargestellt; es könnte auch
eine zylindrische Buchse zwischen dem Stator 28 und dem Achsteil 46 eingefügt sein,
z.B. zwecks leichterer Montage oder Schonung der Wicklungen des Stators.
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Der um den Stator 28 umlaufende Rotor 29 trägt eine auf seine Mantelfläche
44 aufgeschobene, festgesetzte Antriebshülse 30; das Befestigen kann beispielsweise
durch Aufschrumpfen, Kleben, Verschrauben, Festsetzen mit Stellringen oder dgl.
vorgenommen werden. Die Antriebshülse 30 kann, wie im Beispiel dargestellt (muß
nicht sein), sich an Kugellagern 31 abstützen, die auf der Mittelachse 11 angeordnet
sind. Die Antriebshülse
30 kann eine Ringfläche 42 aufweisen, die
zweckmäßig einstückig mit der Antriebshülse 30 erstellt ist. In einer in der Ringfläche
42 (oder der Antriebshülse 30) vorgesehenen Bohrung ist die Achse 41 eines Antriebsritzels
32 in z.B. Kugellagern 45 drehbar gelagert. Es weist eine Außenverzahnung 47 auf,
die mit der Verzahnung 39 des feststehenden Zahnrades 17 (Planetenrad) und der Verzahnung
13 des Antriebsrades 12 gleichzeitig kämmt.
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Die Verzahnungen 13 und 39 sind in an sich bekannter Weise derart
korrigiert, daß sie bei glechem Durchmesser um einen Zahn differieren.
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Die elektrische Rückmeldung der einzelnen Revolverkopfpositionen kann
durch bekannte Schleifkontakte erfolgen, oder wie dargestellt, durch Elektronikschalter
33, deren Anzahl der Anzahl der Schaltpositionen des Revolerkopfes entsprechen.
Sie sind.in einer Halterung 34 auf der Mittelachse 11 befestigt. Die Kabel 37 z.B.
für den Elektromotor, die Elektronikschalter 33 usw. können durch die Halterung
34 und/oder durch die große Mittelbohrung 48 der Mittelachse 11 des stationären
Revolverkopfteils 1 nun problemlos herausgeführt werden, weil durch den erfindungsgemäßen
Lösungsweg diese Teile nicht rotieren.
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Es ist nicht erforderlich, die Achse 41 des Antriebsritzels 32 an
dieser Stelle zu befestigen. Man könnte auch auf die Stiçinseite 49 des Rotors 29
eine Ringscheibe
51 setzen und dort die Achse 41 lagern; durch
entsprechende Gegenscheiben oder dgl. auf der anderen Stirnseite des Rotors 29 oder
durch Verlängern der Antriebshülse 30 in Richtung Elektronikschalter 33 kann ein
Ausuruchten (oder durch anderebekannte Mittel) vorgenommen werden.
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Sinngemäß könnte die Achse 41 weiter nach außen versetzt werden, und
zwar unmittelbar eingesetzt in eine Bohrung 50, die man in die Stirnfläche der Antriebshülse
30 einbringt, wobei man gegebenenfalls in diesen Bereichen Verstärkungen anbringt.
Da in solchen Fällen das erforderliche Material z.B. an der Antriebshülse 30 nicht
zur Verfügung steht, wird man die Lagerung (Kugellager 45) zweckmäßig im Inneren
des Antriebsritzels 32 vorsehen, so daß nur eine Achse 41 z.B. in der Antriebshülse
30 einzusetzen ist.
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Im gezeigten Beispiel (s. Fig. 1) ist das Antriebsritzel 32 einseitig
in der Ringfläche 42 gelagert. Die Achse 41 kann aber auch verlängert sein und steht
auf der Gegenseite vom Antriebsritzel 32 über. Der verlängerte Achsteil kann dann
z.B. auf/an einer Verlängerung der Antriebshülse 30 gelagert sein, also beispielsweise
in einer zweiten, zur Ringfläche 42 parallel versetzten weiteren Ringfläche. In
einem solchen Fall könnte die durchgehende Achse 41 einen geringeren Durdmesser
aufweisen; es bietet sich z.B. auch an, das Kugellager 45 im Inneren des Antriebsrades
32 unterzubringen.
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Statt einer nach innen weisenden Ringfläche 42 kann eine derartige
Ringfläche auch nach außen weisen bzw.
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nach innen und außen weisend vorgesehen sein.
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Mögliche Variationen betreffend die Anordnung der Lagerung für eine
Achse 41 zeigt schematisch, im Prinzip Fig. 5. Statt der vorbeschriebenen Antriebshülse
30 kann man auch eine Antriebshülse verwenden, die zu einer abgewinkelten (im Querschnitt
gesehen) Antriebshülse 52 ausgebildet ist, d.h. es ist noch ein nach innen weisender
Ring vorgesehen, der sich gegen den Rotor 29 legt; damit ist eine bessere Führung
gegeben und außerdem kann man eine Ringscheibe 56 befestigen, so daß die abgewinkelte
Antriebshülse 52 auch in dieser Art arretierbar ist. Man kann dann eine Bohrung
53 als Lager für eine Achse 41 vorsehen oder man setzt ein Lager 54 mit Bohrung
55 an einer gewünschten Stelle an; auf der Gegenseite müßte dann eine ähnliche Anordnung
als Gewichtsausgleich (Auswuchten) vorgesehen werden.
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Ein solches Lager 54 könnte man in einem größeren radialen Abstand
vorsehen als dargestellt ist.
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Angedeutet ist, daß man z.B. eine abgewinkelte Antriebshülse 52 verwendet
und zusätzlich die vorbeschriebene Ringfläche 42 vorsieht.
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Eine Haube 35 deckt den Revolverkopf wasserdicht ab.
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Sie enthält den Positionskontakt 36, der das Erreichen der angewählten
Schaltstellung meldet und den Rücklauf des Antriebsmotors einleitet.
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In bekannter Weise stehen gemäß Fig. 3 im verriegelten Zustand des
Systems die Kuppelzähne 9 des Kupplungskranzes 8 und die Kuppelzähne 14 des Antriebsrades
12 mit Vorspannung aufeinander. Da damit auch die Planverzahnungen 6 des Planzahnkranzes
5, 3 des Fortsatzes 2 und7 des Kupplungskranzes 8 spielfrei ineinander liegen, ist
der drehbare Revolverkopf teil 4 mit dem stationären Revolverkopfteil 1 fest verriegelt.
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Bei Weiterschaltung des drehbaren Revolverkopfteils 4 in eine neu
angewählte Positon wird der entsprechende Elektronikschalter 33 unter Spannung gesetzt
und der Motor eingeschaltet. Der Rotor 29 dreht sich im Drehsinn "Entriegelung"
in Pfeillrichtung "a". Das Antriebsritzel 32 wälzt sich umlaufend in der Verzahnung
39 des feststehenden Zahnrades 17 ab und treibt das Antriebsrad 12 mit der entsprechenden
Untersetzung gleichfalls in Pfeilrichtung a an. Die Stirnflächen der Kuppelzähne
14 des Antriebsrades 12 und der Kuppelzähne 9 des Kupplungskranzes 8 gleiten unter
Vorspannung solange
aufeinander, bis die Kuppelzähne 9 und 14 in
die entsprechenden Zahnlücken 10 und 15 unter dem Druck der Federn 38 einfallen.
Die Rollen 24 sind an den Schrägen 23 entlanggeglitten entsprechend der Linie "
x y y der Fig. 4. Damit hat sich auch die Planverzahnung 7 des Kupplungskranzes
8 aus den Planverzahnungen 3 und 6 in Linienführung 11 x - y n gelöst und der drehbare
Revolverkopfteil 4 dreht sich gemeinsam mit dem Antriebsrad 12, dem Kupplungskranz
8 und dem Schleppring 22 in Pfeilrichtung na", solange, bis die neue Position n
p n erreicht wird und der Winkel " t' überfahren wurde.
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Der Elektronikschalter 33 meldet die erreichte Position, er verursacht
die Umpolung des Antriebsmotors und das Ganze dreht sich im umgekehrten Drehsinn,
mit Ausnahme des Schleppringes 22, der durch den Sperrbolzen 26 an der rückwärtigen
Drehung gehindert wird. Der Kupplungskranz 8 gleitet, geführt durch die Rollen 24,
an der Schräge 23 des gesperrten Schleppringes 22 in Linienführung n x - y n abwärts,
die Planverzahnungen 3, 6 und 7 schließen sich spielfrei und die Kuppelzähne 9 und
14 gleiten solange aufeinander, bis durch die nicht dargestellte elektrische Einrichtung
der Antriebsmotor abgeschaltet wird. Damit ist die Stellung nach Fig. 3 gegeben.
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Stückliste 1 = stationäres Revolverkopfteil 2 = Fortsatz 3 = Planverzahnung
4 = drehbarer Revolverkopfteil 5 = Plankranz 6 = Planverzahnung 7 = Planverzahnung
8 = Kupplungskranz 9 = Kupplungszähne 10 = Zahnlücke 11 = Mittelachse 12 = Antriebsrad
13 = Verzahnung 14 = Kupplungszahn 15 = Zahnlücke 16 = Axialwälzlager 17 = Zahnrad
(Planetenrad) 18 = Ringmutter 19 = Laufbuchse 20 n Laufbuchse 21 = Bolzen 22 = Schleppring.
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23 = Schräge 24 = Rolle 25 = Stift 26 = Sperrbolzen 27 = Rasten 28
= Stator 29 = Rotor 30 - Antriebsh#lse (Buchse)
31 = Kugellager
32 = Antriebsritzel (Sonnenrad) 33 = Elektronikschalter 34 = Halterung 35 = Haube
36 = Positionskontakt 37 = Kabel 38 = Feder 39 = Verzahnung 40 = Mittellinie 41
= Achse 42 = Ringfläche 43 = Mittellinie des Antriebsltzels 32 44 = Mantelfläche
des Rotors 29 45 = Kugellager 46 = Achsteil 47 = Verzahnung 48 = Mittelbohrung 49
= Stirnseite 50 = Bohrung für Achse 41 51 = Ring, Teil eines Ringes oder Lager 52
= abgewinkelte Antriebshülse 53 = Lager (Bohrung) 54 = Lager mit Bohrung 55 55 =
Bohrung 56 = Ringscheibe R = Radius der Mantelfläche 44 des Rotors 29
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