DE3215028A1 - STRAIGHT GUIDE JOINT MECHANISM FOR GENERATING LARGE TRAVEL AND SPEED TRANSLATIONS - Google Patents
STRAIGHT GUIDE JOINT MECHANISM FOR GENERATING LARGE TRAVEL AND SPEED TRANSLATIONSInfo
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Description
Geradführungs-Gelenkmechanismus zur Erzeugung von großen Weg- und GeschwindigkeitsübersetzungenStraight line articulation mechanism for generating large Distance and speed translations
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkmechanismus, der zur Erzeugung von großen Weg- und Geschwindigkeitsübersetzungen bei geradlinig verlaufender Bewegung angewendet wird.The invention relates to an articulated mechanism which is used to generate large path and speed ratios when moving in a straight line will.
Bei mehreren industriellen Aufgaben ergibt sich die Anförderung nach Mechanismen, die eine lange, geradlinige Bewegung, z. B. auf einer Strecke von 500 bis 2000 mm, ermöglichen. In den Malereien können z. B. zur Mechanisierung der Spritzmalerei solche Mechanismen eine breite Anwendung finden. Die großen Übersetzungen sind dabei erforderlich, den verhältnismäßig kurzen Bewegungsweg einer Antriebseinheit (z. B. den Hub eines Arbeitszylinders) in einen langen Bewegungsweg des Arbeitsorgans zu übersetzen.The requirement arises for several industrial tasks for mechanisms that require a long, straight-line movement, e.g. B. over a distance of 500 to 2000 mm, enable. In the paintings z. B. for the mechanization of spray painting such mechanisms a broad Find application. The large translations are required, the relatively short travel a drive unit (e.g. the stroke of a working cylinder) in a long movement path of the working organ translate.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden in don aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen fast ausschließlich mit Ketten bewegte Mechanismen angewendet. Es ist auch die Anwendung von pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylindern mit extrem langem Hub bekannt, die aber sehr kostspielig sind und einen Platzbedarf der zweifachen Hublänge haben. Daher konnten diese Anlagen sich nicht weit verbreiten.To solve this problem are in don from the prior Technique known devices used almost exclusively mechanisms moving with chains. It is also that Use of pneumatic or hydraulic working cylinders with extremely long strokes is known, but they are very are expensive and require twice the space Have stroke length. Therefore, these plants could not spread widely.
Für eine Kette anwendende Lösungen sind zwei VariantenSolutions applying to a chain are two variants
""u bekannt. In beiden Fällen ist eine der Hublänge des Mechanismus entsprechende geschlossene Kettenbahn vorgesehen, die an beiden Enden durch je ein Kettenrad begrenzt ist. Die endlose Kette ist um diese Kettenräder herumgeführt und das eine Trum der Kette nimmt das Ar-"" u known. In both cases, a closed chain track corresponding to the stroke length of the mechanism is provided, which is limited at both ends by a chain wheel. The endless chain is led around these sprockets and one strand of the chain takes the
beitsorgan in die eine Richtung, und das andere in die andere Richtung mit.working organ in one direction, and the other in the other direction.
In der ersten Variante dieser Lösung ist das Arbeitsorgan durch eine Schiene zwischen den beiden Trums der Kette geführt und die Kette ist mit einem Mitnehmerkettenglied versehen. Am Ende der Hublange muß das Arbeitsorgan still stehen, bis das Mitnehmerkettenglied um das Kettenrad um 180° herumqelaufen ist und am anderen Trum der Kette wieder mit dem Arbeitsorgan in Eingriff gelangt. Es entsteht daher eine unerwünscht lange Wartezeit bei dem Richtungswechsel des Arbeitsorgans. Der andere Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß die Hublänge nicht verändert werden kann. Für eine andere Hublänge sind eine andere Kette und eine andere Anordnung der Kettenräder erforderlich.In the first variant of this solution is the working organ guided by a rail between the two strands of the chain and the chain is connected to a driver chain link Mistake. At the end of the stroke length, the working organ must be still stand until the driver chain link has run around 180 ° around the sprocket and again on the other side of the chain comes into engagement with the working organ. There is therefore an undesirably long waiting time when the working organ changes direction. The other disadvantage of this solution is that the stroke length cannot be changed. For a different stroke length are a different chain and a different arrangement of the sprockets is required.
Bei der anderen, ebenfalls eine geschlossene Kettenbahn anwendenden vorbekannten Vorrichtungsvariante wird ein Schlitten mit dem daran befestigten Arbeitsorgan von der Kette mitgenommen. Die Verbindung zwischen dem Schlitten und der Kette löst sich bei. dem Totpunkt dos Hubes. Das Mitnehmerkettemj 1ied führt danach eine 180"-Umdrehung um *v das Kettenrad aus und golcinat dann wieder mit dem Schlitten in Eingriff. Hier tritt also dor oben erwähnte Nachteil der langen Wartezeit bei dem Totpunkt ebenfalls auf. Hinzu kommt noch ein unangenehm lautes Geräusch wegen des Knatterns bei dem Ankuppeln des Mitnehmergliedes. Außer-In the other known variant of the device, which also uses a closed chain track, a slide with the working element attached to it is carried along by the chain. The connection between the carriage and the chain loosens. the dead center of the hub. The Mitnehmerkettemj 1ied then performs a 180 "° revolution to * v the sprocket, and then golcinat again with the carriage engaged. So here mentioned disadvantage occurs dor above the long wait in the dead center is also on. Added to this is an unpleasant loud noise because of the rattling when coupling the driver link.
ZJ dem sind die? Teile im Zeitpunkt des Kuppeins durch eine extrem große Beschleunigung und eine aus dieser resultierende Trägheitskraft beansprucht. ZJ who are they? Parts at the time of coupling are stressed by an extremely high acceleration and a force of inertia resulting from this.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, daß dieIn summary, it can be stated that the
Unzulänglichkeiten der Mechanismen, die eine hin und herInadequacies of the mechanisms that one back and forth
gehende lange geradlinige Vorschubbewegung möglich machen, ein wichtiges Hindernis im Wege der Mechanisierung vieler
Arbeitsvorgänge, die für d.?n Menschen gefährlich oder gesundheitsschädlich
sind, bedeuten.
35Make long straight feed movement possible, mean an important obstacle in the way of the mechanization of many work processes that are dangerous or harmful to human health.
35
' Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Mechanismus zu schaffen, miL dessen Hilfe große Hublängen, lange Vorschubbewegungen realisiert werden können, ohne die Nachteile der vorbekannten Lösungen in Rechnung nehmen zu müssen.'The object of the present invention is therefore to provide a To create a mechanism with the help of which large stroke lengths, long feed movements can be realized without taking into account the disadvantages of the previously known solutions to have to.
Die Erfindung beruht aui der Erkenntnis, daß die gezielten großen Hublängen din ch übersetzung der Hublänge und der Geschwindigkeit eines "normalen" Vorschub- oder An-'0 triebsgerätes verwirklicht werden kann.The invention is based on the knowledge that the targeted large stroke lengths din ch translation of the stroke length and the speed of a "normal" feed or An-'0 drive device can be realized.
Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der die großen Weg- und Geschwindigkeitsübersetzungen realisierende Mechanismus ein aus Hebelpaa-'5 ren ausgebildeter Gelenkmechanismus ist, deren Hebel in ihren Mitten gelenkig aneinander befestigt sind und dessen Hebelpaare mit den Knden der die Paare bildenden Hebel gelenkig aneinander befestigt sind. An den freien Enden der Hebel des ersten Hebelpaares ist je eine RolleThe above object is achieved according to the invention in that the mechanism realizing the large path and speed ratios is a lever pair-'5 Ren trained hinge mechanism, the levers are hinged to each other in their centers and the Pairs of levers are articulated to one another with the ends of the levers forming the pairs. At the free ends the lever of the first pair of levers is each a role
angeordnet, die in einer Führung geradlinig geführt sind. Die Antriebseinheit mit "normaler" (verhältnismäßig kurzer) Hublänge ist an der.) gemeinsamen Gelenkpunkt der Hebel des ersten Golenkpa.ires angeschlossen, während das Arbeitsorgan mit dem geineinsamen Gelenkpunkt der Hebelarranged, which are guided in a straight line in a guide. The drive unit with "normal" (relatively short) The stroke length is connected to the.) Common hinge point of the levers of the first Golenkpa.ires, while the Working organ with the joint point of articulation of the levers
des letzten Gelenkpaares verbunden ist.of the last pair of joints is connected.
Die größte Bedeutung dieses Mechanismus besteht darin, daß er keine speziellen Antriebseinheiten benötigt und auch die herkömmlichen pneumatischen oder hydraulischen Arbeitszylinder oder andere (z. B. elektromechanische) kostengünstige, einfache oder bewährte Antriebseinheiten Anwendung finden können. Die Hublänge und die Geschwindigkeit dieser Antriebseinheiten werden durch den .erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus verhältnisgleich übersetzt. Das bringt einen weiteren Vorteil mit sich, nämlich den, daß die resultierende Bowegung des Gelenkmechanismus inThe greatest importance of this mechanism is that it does not require any special drive units and also the conventional pneumatic or hydraulic working cylinders or others (e.g. electromechanical) Inexpensive, simple or proven drive units can be used. The stroke length and the speed these drive units are by the .inventive Joint mechanism translated proportionally. This has another advantage, namely that that the resulting bow movement of the joint mechanism in
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^ der Reichweite stufenlos und beliebig durch die Steuerung der Bewegung der Antriebseinheit bestimmt werden kann.^ the range continuously and arbitrarily through the control the movement of the drive unit can be determined.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann an mindestens ein Gelenkpaar des erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus mindestens eine den Gelenkmechanismus schließende Feder und mindestens eine den Mechanismus öffnende Feder angeschlossen werden. Durch diese Maßnahme wird einerseits der Gelenkmechanismus wesentlich entlastet, anderseits wird das tote Spiel des Mechanismus beseitigt. Diese "Vorspannung" erleichtert beträchtlich auch den Richtungswechsel. In a preferred embodiment, at least one pair of joints of the joint mechanism according to the invention at least one spring closing the hinge mechanism and at least one spring opening the mechanism connected will. This measure relieves the load on the joint mechanism on the one hand, and on the other hand the dead play of the mechanism is eliminated. This "bias" also makes the change of direction considerably easier.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend auf Grund von Ausführungsbeispielen unter Bezuqnahme an die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt:Further details of the invention are given below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing explained. In the drawing shows:
Fig. 1 eine skizzenhafte Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkmechanismus; und1 shows a sketch of an embodiment of the joint mechanism according to the invention; and
Fig. 2 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 1, jedoch für ein weiteres Ausführungsbeispiel·FIG. 2 shows a representation similar to that in FIG. 1, but for a further exemplary embodiment.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der erfindungsgemäße Gelenkmechanismus aus Hebe· 1.paaren, die mit Ausnahme des letzten Hebelpaares jeweils aus zweiarmigen geraden Hebeln bestehen. Das letzte Hebelpaar hingegen besteht aus einarmigen geraden Hebeln. Die Hebelpaare sind aus-.;d.e,nAs can be seen from Fig. 1, there is the inventive Joint mechanism from lifting · 1.pairs, with the exception of the last pair of levers each consist of two-armed straight levers. The last pair of levers, however, consists of one-armed straight levers. The lever pairs are from - .; d.e, n
.'. '
zweiarmigen Hebeln so ausgebildet, daß die einzelnen Hebel in ihrer Mitte schwenkbar aneinander angelenkt sind. Die in der Fig. 1 untersten Hebel sind mit 10 und 11, die obersten mit 12 und 13 bezeichnet. Das erste (in dertwo-armed levers designed so that the individual levers are pivotably articulated to one another in their middle. The lowermost levers in FIG. 1 are denoted by 10 and 11, the topmost by 12 and 13. The first (in the
Figur das unterste) Hebelpaar besteht also aus den Hebeln 35Figure the lowest) pair of levers thus consists of levers 35
10 und 11, das letzte (in der Figur das oberste) Hebelpaar aus den Hebeln 12 und 13. Die Hebel 12 und 13 des letzten Hebolpaares sind an ihrem einen Ende aneinander10 and 11, the last (in the figure the topmost) pair of levers made up of levers 12 and 13. Levers 12 and 13 of the last pair of Hebol are at one end to each other
eingelenkt. Die einzelnen llobelpaato sind an Jen linden der das Paar bildenden Hobel schwenkbar .ineinander angelenkt. Die Gelenkverbindungen der Hebel haben also η inen einfachen Freiheitsgrad.turned in. The individual llobelpaato are at Jen linden's the pair of planes pivotable .ein one another articulated. The articulated connections of the levers therefore have a simple η Degree of freedom.
An den freien Enden der Hebel 10 und 11 des ersten Hebelpaares ist je eine Holle 7 bzw. B diehbur: gelagert. Diese Rollen 7 und B sind in einer ihnen gemeinsamen, '/.ur Bewegungseinrichtung der; Mechanismus senk ι cc:h L en Kühlung 'J •ς geradlinig goführl.At the free ends of the levers 10 and 11 of the first pair of levers, a cave 7 or B diehbur: is mounted. These rollers 7 and B are in a common to them '/.ur movement device of the; Mechanism sinks ι cc: h L en cooling 'J • ς rectilinear goführl.
Wie schon vorher erwähnt, sind die Hebel jedes Hebelpaares aneinander angelenkt. Dieser gemeinsame Gelenkpunkt des erster. Hebelpaares ist mit 1, der gemeinsame Gelenkpunkt des letzten Hebeloaares mit 2 bezeichnet. An dem ersten Gelenkpunkt 1 ist eine Antriebseinheit 3 - z. B. über eine Antriebsstange 4 - angekuppelt. In diesem Beispiel ist die Antri ebsei nhe i (. i ein Hydraulikzylinder und die Anti i ebss l aiic]!' .] din Ko I bensl -auge d. α Zylinders.As mentioned before, the levers of each pair of levers are hinged to one another. This common point of articulation of the first. The pair of levers is denoted by 1, and the common hinge point of the last lever oar is denoted by 2 . At the first pivot point 1 is a drive unit 3 - z. B. via a drive rod 4 - coupled. In this example the drive series i (. I is a hydraulic cylinder and the anti i ebss l aiic]! ' .] Is the Ko I bensl -auge of the α cylinder.
Mit dem gome j nsainen Gel enkpunkt 2 der Hebel 12 und 13 des letzten Hobel ιaares kann ein Arbe i t .sorgan gfikuppe.lt werden, das z. R. auch eine Spritzpistole der Malerei sein kann.With the gome j nsainen joint point 2 of the levers 12 and 13 of the last plane ιaares a work it .sorgan gfikuppe.lt can be that z. R. can also be a spray gun for painting.
In Fig. 1 ist der erf indungsgeinäßc· Go 1 cnkmeehanismus in zwei Stellungen dargestellt. Die strichpunktierte fänio gibt eine Ausgangsposition für den zusammengefahrenen Mechanismus und die voll ausgezogene Linie eine Endstel-In FIG. 1, the invention is based on Go 1 cnkmeehanismus in two positions shown. The dash-dotted fänio gives a starting position for the contracted Mechanism and the full line an end point
3ö lung für den ausexnandergofahrenon Mechanismus an. Die Gelenkpunkte 1 und 2 nehmen dabei Stellungen ein, die mit 1' bzw. 2' angegeben sind. Der gemeinsame Gelenkpunkt 1 des ersten Hebelpaares und die daran befestigte Antriebsstange 4 der Antriebseinheit 3 legen dabei eine Strecke zurück, die mit Iy. bezeichnet ist. Die Ilublänge der Antriebseinheit Ii ist also verhältnismäßig kurz,3ö for the ausexnandergofahrenon mechanism. The points of articulation 1 and 2 assume positions which are indicated by 1 'and 2', respectively. The common hinge point 1 of the first pair of levers and the drive rod 4 of the drive unit 3 attached to it cover a distance starting with Iy. is designated. The length of the drive unit Ii is therefore relatively short,
^ Die HublSngen der gemeinsamen Gclenkpunkte der anderen Hebelpaare sind in Fig. 1 ebenfalls eingezeichnet. Der Hub des zweiten Gelenkpunktes sind der dreifache (3x), des dritten Gelenkpunkte;·, der fünffache (5x) , des vierten Gelenkpunktes der siebenfache (7x) und des letzten, fünften Gelenkpunk tos der neunfache (9x) des Hubes (1x) der Antriebseinheit. Der gemeinsame Gelenkpunkt 2 beschreibt also bis in seine Ends teilung 2' eine neunfach längere Strecke, als die Hublänge (1x) der Antriebseinheit 3. Die Hebel 10 und 11 des ersten Hebelpaares sind in der Endstellung mit 10' und 11', die Hebel 12 und 13 des letzten Hebelpaares mit Λ 2' und 13', und die Rollen 7 und 8 mit 7' und 8' bezeichnet.^ The HublSngen the common pivot points of the other pairs of levers are also shown in Fig. 1. The stroke of the second joint point is three times (3x), the third joint point; ·, five times (5x), the fourth joint point seven times (7x) and the last, fifth joint point nine times (9x) the stroke (1x) Drive unit. The common hinge point 2 thus describes, up to its end division 2 ', a nine times longer distance than the stroke length (1x) of the drive unit 3. The levers 10 and 11 of the first pair of levers are in the end position with 10' and 11 ', the levers 12 and 13 of the last pair of levers with Λ 2 ' and 13', and the rollers 7 and 8 with 7 'and 8'.
in Fig. 2 sind das erste und das letzte Hobelpaar mit Ausgleichsfedern 5 und 6 versehen. Die Federn 5 sind einenends an den gemeinsamen Anschlußgeleiikpunkten des ersten und des zweiton Hebelpaares und andernonds an dem die Antriebseinheit tragenden Gestell befestigt und be-in Fig. 2, the first and the last pair of planes are with Equalizing springs 5 and 6 are provided. The springs 5 are at one end at the common connection points of the first and the two-tone pair of levers and the other on that the frame supporting the drive unit is attached and
wirken Zugkräfte in Richtung des Sehließens des Gelenkniechnnismu:;. Die Feder 6 ist als Zugfeder zwischen den gemeinsamen Anschlußgelenkpunkten dos letzten und vorletzten Hebelpaares eingespannt und bewirkt eine Zugkraft in Richtung des öf 1 nens des Go 1 enkmechani. smuis'.tensile forces act in the direction of the closing of the joint knee:;. The spring 6 is a tension spring between the common connection hinge points dos last and penultimate Clamped pair of levers and causes a tensile force in the direction of the opening of the Go 1 enkmechani. smuis'.
^ Die Federn 5 und 6 sind ro benies son, daß ihro Kräfte bei etwa der Mitte des Hubes ausgeglichen sind. Mit. dieser Maßnahme wird das tote Spiel des Gelcnkmechanismus beseitigt und es wird zug]eich der Richtungswechsel erleichtert, da die Trägheit weitgehend nur.qeglichen ist. ^ The springs 5 and 6 are ro benies son that their forces are balanced around the middle of the stroke. With. This measure eliminates the dead play of the link mechanism and at the same time makes the change of direction easier, since the inertia is largely only equalized.
Im übrigen wirkt diese Ausführungsform wie die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene.Otherwise, this embodiment acts like that described in connection with FIG. 1.
Wie bereit:? oben erwähnt, wird mit dem Gelenkmechanismus in dieser Erfindung eine große Wegübersetzung verwirk-How ready :? Mentioned above is with the hinge mechanism Realize a large path translation in this invention
licht. Die vcrh.'il tni sinäßi g kurze Hublänge (1x) der Antriebseinheit .5 wird - in diesem Beispiel - in eine neun-light. The mostly short stroke length (1x) of the drive unit .5 is - in this example - in a nine
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fach längere Bewegung (9x) dos Arbcit.sorgans (Gelenkpunkt 2) übersetzt. Die dnrnasteU ten Aus ftthrungs formen können durch mehrere zusätzliche Hebelpmire erweitert werden, wodurch eine noch größere übersetzung erreicht werden kann.times longer movement (9x) dos Arbcit.sorgans (articulation point 2) translated. The outlined designs can can be expanded by several additional Hebelpmire, whereby an even greater translation can be achieved can.
Die verhältnismäßig kmxe Strecke (Ix) legt der Gelenk" punkt 1 während derselben Zeitdauer ί-.urüek, wie der Gelenkpunkt 2 die im Verq.leich lange Strecke (9x) . DaL bndeutet also, daß mit df «in Gelenkineclnui ismus nicht nur eine Wegübersetzung, sondern auch eine Geschwindigkeitsübersetzung realisiert wird. The relatively kmx distance (Ix) is made by the joint "point 1" during the same period of time-.urüek as the joint point 2 covers the comparatively long distance (9x). DaL means that with df "in the joint line not only one Path translation, but also a speed translation is realized.
Wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich, kann eine zusätzliche Geradführung für einen oder mehrere der denAs can also be seen from the drawing, an additional straight line guide for one or more of the
beiden Hebeln der Hebel paare gemeinsamen Gelenke in Form einer senkrecht zu der Laufschiene 9 für die Rollen verlaufenden Schiene zur »Stabilisierung des Mechanismus vorgesehen sein. Das entlang dieser Hchirne geführte Gelenk 2Ö kann ebenfalls eine in dieser laufende Rollo aufweisen.two levers of the lever pair common joints in the form of a perpendicular to the running rail 9 for the rollers Rail to »stabilize the mechanism should be provided. The joint running along this brain 2Ö can also have a roller blind running in this.
Claims (1)
European Patent Attorneys — Mandataires en Brevets Europeensadmitted to the European Patent Office
European Patent Attorneys - Mandataires en Brevets Europeens
Budapest/UngarnMechanikai Müvek
Budapest / Hungary
Weg- und GeschwindigkeitsübersetzungenStraight line articulation mechanism for generating large
Distance and speed translations
aus Hebelpaaren ausgebildet ist, deren Hebel in ihrer
Mitte schwenkbar aneinander angelenkt sind und die jeweils an den Enden ihrer Hebel schwenkbar aneinander angelenkt sind, daß an den freien Enden der Hebel (10, 11) des ersten Hebelpaares je eine Rolle (7, 8) angeordnet ist und die Rollen (7, 8) in einer Führung (9) geradlinig geführt sind, und daß mit dem den Hebeln des ersten Hebelpaares gemeinsamen Gelenk (1) eine Antriebseinheit (3) und an dem den Hebeln (12, 13) des letzten Hebelpaares gemeinsamen Gelenk (2) ein Arbeitsorgan gekuppelt
sind.(1 .j straight-line articulated mechanism for generating large path and speed ratios, characterized in that the articulated mechanism
is formed from pairs of levers, the lever in their
Are pivotally linked to one another in the middle and which are pivotally linked to one another at the ends of their levers so that a roller (7, 8) is arranged at each of the free ends of the levers (10, 11) of the first pair of levers and the rollers (7, 8 ) are guided in a straight line in a guide (9), and that a drive unit (3) with the joint (1) common to the levers of the first pair of levers and a working element on the joint (2) common to the levers (12, 13) of the last pair of levers coupled
are.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |