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b e 5 c h r e 1 b u n Die Erfindung betrifft einen Globold-Schriteantrieb
mit einer drehbar auf einer Antriebsachse in einem Getriebegehäuse gelagerten, motorisch
antreibbaren Globoid-Walze, mit deren Index-Steg jeweils zwei Indexbolzen einer
Anzahl von in gleichmäßigen Winkelabständen radial vom Umfang einer um eine rechtwinklig
zur Drehachse der Globoid-Walze drehbar auf einer Abtriebswelle im Getriebegehäuse
gelagerten Abtriebsscheibe vortretenden Indexbolzen kämmen, wobei der Index-Steg
der Globoid-Walze so verläuft, daß ein Antrieb der Globoid-Walze mit konstanter
Drehzahl in eine Drehung der Antriebswalze nach einem vorgegebenen Bewegungsgesetz
umgeformt wird, welches von einer Stillstandsperiode aus eine zunächst beschleunigte,
dann geschwindigkeitskonstante und hierauf wieder bis zum Stillstand verzögerte
Drehbewegung umfaßt.
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Globoid-Schrittantriebe dieser Art haben sich in solchen Anwendungsfällen
bewährt, in welchen die gleichförmige Drehbewegung eines Antriebs, beispielsweise
die konstante Abtriebs-Drehzahl eines ¢lektro-Getriebemotors in eine intermittierende
Drehbewegung umgeformt werden muß, wobei der Bewegungsablauf der Abtriebsbewegung
durch den Verlauf des Index-Stegs der Globoid-Walze einem vorgegebenen Bewegungsgesetz
angepaßt werden kann. Bisher werden Globoid-Scjirittantriebe dieser Art nur so hergestellt,
daß die Drehbewegung vom Antrieb zum Abtrieb nicht nur umgeformt, sondern auch untersetzt
wurde, d.h. daß eine volle Umdrehung der Antriebswelle und somit der Globoid-Walze
in eine Drehung der Abtriebsscheibe und somit der Abtriebswelle von nur einem Bruchteil
einer vollen Umdrehung umgesetzt wurde. Je nachdem, ob die Abtriebswelle hierbei
je Umdrehung der Antriebswelle 1/6, 1/4 usw. einer vollen Umdrehung durchführt,
spricht man dann
von einer ber-Teilungf 4er-Teilung usw. Serienmäßig
werden heute Globoid-Schrittantriebe bis zur 3er-Teilung und in Sonderfällen auch
mit 2er-Teilung hergestellt.
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Wenn mit den bekannten Schrittantrieben grobe Antrieb wege in nachgeordneten
anzutreibenden Baugruppen verwirdicht werden sollen, muß die, bezogen auf den motorischen
itrieb, untersetzte Abtriebsdrehung des Schrittantriebs wieder so übersetzt werden,
daß der entsprechende Abtriebsweg erhalten wird, d.h. dem Schrittantrieb muß entweder
ein Übersetzungsgetriebe nachgeschaltet werden, oder - wenn die nachfolgende Baugruppe
direkt mit einem auf der Abtriebswelle des Globoid-Schrittantriebs angeordneten
Zahnrad angetrieben werden soll- muß dieses Zahnrad einen solchen Teilkreisdurchmesser
haben, daß es bei einem durch die Teilung des Schrittantriebs vorgegebenen Bruchteil
seines Umfangs den geforderten Antriebsweg erbringt. Der Durchmesser des auf der
Abtriebswelle des Globoid-Schrittantriebs vorzusehenden Zahnrads wird also um so
größer, je gröber der geforderte Antriebsweg der nachgeschalteten Baugruppe und
je stärker der Schtittantrieb intern untersetzt ist, d.h. je höher seine Teilung
ist. Sowohl die Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes zwischen den Schrittantrieb
und die nachgeordnete anzutreibende Baugruppe als auch die Anordnung eines Zahnrades
großen Durchmessers auf der Abtriebswelle des Schrittantriebs ist mit erheblichem
Aufwand und entsprechend hohen Kosten verbunden, und aus Platzgründen ist die letzterwähnte
Lösung oft auch gar nicht realisierbar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen im grundsätzlichen
Aufbau den bekannten Globoid-Schrittantrieben entsprechenden Schrittantrieb zu schaffen,
bei
welchem die Abtriebs-Drehbewegung zwar eiitsprechend dem vorgegebenen Bewegungsgesetz
in die Abtriebsbewegung umgeform wird, ohne daß hierbei eine Untersetzung erfolg,
d.h. die Abtriebswelle bei einer Umdrehung der Antriebswelle zwischen den Stillstandsperioden
eine volle Umdrehung ausführt.
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Ausgehend von einem Schrittantmeb der eingangs erwähnten Art wird
diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Globoid-Walze mit einem mehrgängigen
Index-Steg versehen ist, von dem wenigstens ein Gang vollständig der Stillstands-,
der Beschleunigungs-und der Verzögerungaperiode und die restlichen Gänge zumindest
teilweise der geschwindigkeitskonstanten Abtriebs-Drehbewegung zugeordnet sind,
wobei die Zahl der Indexbolzen der Abtriebsscheibe und die Gangzahl des Index-Stegs
so gewählt sind, daß die Abtriebsscheibe bei einer Umdrehung der Globoid-Walze gerade
eine Umdrehung nach dem vorgegebenen Bewegungsgesetz ausführt. D.h. der erfindungsgemäße
Globoid-Schrittantrieb weist eine 1er-Teilung auf. Das bedeutet aber, daß für den
direkten Antrieb einer nachgeordneten, schrittweise anzutreibenden Baugruppe ein
Zahnritzel entsprechend verringerten Durchmessers verwendet werden kann. Der Globoid-Schrittantrieb
kann also platzsparend nahe an die nachgeordnete Baugruppe herangerückt werden.
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Der der Stillstands-, der Beschleunigungs- und der Verzögerungsperiode
zugeordnete Gang des Index-Stegs kann sich dabei in Umfangsrichtung der Globoid-Walze
über mehr als deren halben Umfang erstrecken.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Globoid-Walze
einen sechsgängigen Zndex-Steg auf.
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Die Abtriebescheibe kann dann Ini.t sechs in gleichmäßigen WinkelabsUänden
radial von ihrem Umfang vortretencien Indexbolzen versehen sein.
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Die Indexbolzen sind zweckmäßig in der auch bei den bekannten Globoid-Antrieben
üblichen Weise als um ihre Längsmittelachse drehbar gelagerte Rollenbolzen ausgebildet,
so daß Verschleiß durch gleitende Reibung zwischen den Indexbolzen und den Gängen
des Index-Stegs vermieden wird.
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Auf dem aus dem Getriebegehäuse herausgeführten Ende der Abtriebswelle
kann dann ein Ritzel angeordnet werden, welches direkt mit der Verzahnung eines
Antriebs-Zahnrades oder einer Zahnstange einer'nachgeordneten, schrittweise anzutreibenden
Baugruppe kämmt.
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Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt: Fig. 1 eine teilweise
geschnittene Seitenansicht durch einen erfindungsgemäßen Globoid-Schrittantrieb;
und Fig. 2 eine Abwicklung der Globoid-Walze des in Fig. 1 gezeigten Schrittantriebs.
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Der in Fig. 1 gezeigte, in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete Globoid-Schrittantrieb
weist ein Getriebegehäuse 12 auf, in dem eine mit einem Ende aus dem Getriebegehäuse
herausgeführten Antriebswelle 14 und mit Abstand von der Antriebswelle rechtwinklig
zu ihr versetzt eine ebenfalls mit einem Ende aus dem Getriebegehäuse 12 herausgeführte
Abtriebswelle 16 drehbar gelagert sind. Auf der Antriebswelle 14 ist eine
Globoid-Walze
18 mit einem on iflrenr Umfang vortretenden, im Querschnitt etwa trapezförmingen
Index-Steg 20 drehfest angeordnet, und die Abtriebswelle 16 trägt eine Abtriebsscheibe
22, von deren Umfang in gleichmäßigen Winkelabständen Indexbolzen 24 radial vorstehen,
von denen die beiden jeweils zur Globoid-Walze 18 weisenden Indexbolzen 24 an den
seitlichen Flanken des Index-Stegs 20 anliegen, Bei einer Drehung der Antriebswelle
14 durch einen beispielsweise auf ihrem aus dem Getriebegehäuse 12 vortretenden
Ende aufgeflanschten Elektrogetriebemotor wird die Globoid-Walze 18 also ebenfalls
in Drehung versetzt und deren Drehung wird vom Index-Steg 20 auf die jeweils an
ihm angreifenden Indexbolzen 24 betragen, wobei der Verlauf des Index-Stegs 20 der
Globoid-Walze 18 das Bewegungsgesetz, d.h. die jeweils gerade erzeugte Drehgeschwindigkeit
und Beschleunigung der Abtrieb scheibe 22 und somit der Abtriebswelle 16 bestimmt.
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Auf diese Weise ist es also möglich, die konstante Eingangsdrehzahl
des (nicht gezeigten) Antriebsmotors in eine nicht konstante Atriebes-Drehbewegung
umzuformen, wobei bei Schrittantrieben der Verlauf des Index-Stegs so gewählt ist,
daß die Abtriebsscheibe 22 von einer Stillstandsperiode aus eine zunächst beschleunigte,
dann geschwindigkeitskonstante und hierauf wieder bis ziixn Stillstand verzögerte
Drehbewegung ausführt. In Fig, 1 ist der Index-Steg 20 der Globoid-Walze 18 gerade
in der in der Stillstandsperiode mit den Indexbolzen 24 in Eingriff befindlichen
Stellung gezeigt, d.h. der Index-Steg 20 verläuft im Eingriffsbereich der Indexbolzen
gerade in Umfangsrichtung.
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In Fig. 2 ist schematisch eine Abwicklung des Umfangs der Globoid-Walze
18 dargestellt, wobei ersiclitlich ist, daß der Index-Steg 20 kein einstücking durchlaufender
Steg
ist, sondern sich aus einer Anzahl von Stegabschnitten oder Gängen zusammensetzt,
die über den Umfang der Globoid-Walze 18 verteilt sich jeweils nur über einen bestimmten
Winkelbereich erstrecken. Bk gezeigten Fall weist die Globoid-Walze 18 sechs Stegabschnitte
auf, d.h. sie ist sechsgängig, wenn berücksichtigt wird, daß der in der dargestellten
Abwicklung oberste und unterste Stegabschnitt tatsächlich ineinander übergehen,
d.h. einen'Gang des Index-Stegs 20 bilden. Der Index-Steg 20 weist also insgesamt
sechs Stegabschnitte oder Gänge 201, 202, 203, 204 205 und 206 auf.
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Der Gang 201 verläuft in dem in Fig. 2 ganz oben dargestellten Winkelbereich
ocin Umfangsrichtung, so daß dieser Teilabschnitt des Gangs 201 keine Drehbewegung
der AbtriebsscheDe 22 in Umfangsrichtung erzeugen kann, d.h. die Stillstandsperiode
der Abtriebstewegung wird von diesem Teilabschnitt des Gangs 201 erzeugt. An beiden
Enden geht der der Stillstandsperiode zugeordnete Teilabschnitt des Gangs 201 innerhalb
der Winkelbereiche j3 in Teilabschnitte mit in Umfangsrichtung zunehmend größer
werdender gegensinniger Steigung über. In diesen Abschnitten wird eine von 0 aus
beschleunigte bzw. auf 0 verzögerte Drehbewegung der Abtriebsschibeerzeugt.
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Die auf beiden Seiten des Gangs 201 in Umfangsrichtung anschließenden
Gänge 202 bzw. 206 weisen in der sich in Umfangsrichtung mit den Endabschnitten
des Gangs 20 überlappenden Anfangs- bzw. Endabschnitten ebenfalls noch eine sich
entsprechend dem Verlauf des Gangs 201 ändernde Steigung auf und gehen dann tangential
in einen Abschnitt mit konstanter Steigung über. Die Gänge 2039 204 und 205 weisen
über ihre gesamte Länge die gleiche konstante Steigung auf. D.h. im Anfangs- bzw.
Endabschnitt
der Gänge 202 b@w. 206 ruft die weränderlich@ Steigung
noch eine Gaschwindigke@tsänderung der Abtriebsscheibe 22 hervor, während in den
Bereichen konstanter Steigung der Gänge 202 bis 206 eine konstante Abtriebsgeschwindigkeit
erzeugt wird. D.h. im Anschluß an den der Stillstandsperiode zugeordneten Umfangs
bereich α schließen sich der Beschleunigung bzw. der Verzögerung zugeordnete
Bereiche # an, zwischen denen dann der? der konstanten Abtriebs-Drehgeschwindigkeit
zugeordnete Umfangebereich # liegt. Bei einem erprobten Ausführungsbeispiel beträgt
der, der Stillstandsperiode zugeordnete Winkelbereicll oc beispielsweise 300, die
der Beschleunigungs bzw. Verzögerungsperiode zugeordneten Winkelbereiche # erstrecken
sich über jeweils 80°, so daß für den der gleichförmigen Abtriebschwindig keit zugeordneten
Winkelbereich # noch 1700 zur Verfügung stehen.
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8 ist nunmehr klar, daa eine Drehung der in dieser Weise mit einem
sechsgängigen Index-Steg 20 versehenen Globoid-Walze 18 im Zusammenwirken mit der
mit insgesamt sechs indexbolzen 24 versehenen Abtriebsscheibe 22 bei einer Umdrehung
gerade eine Umdrehung der Abtriebsscheibe 22 und somit der Abtriebswelle 16 bewirkt.
Somit ist die erfindungsgemäß angestrebte 1er-Teilung des Schrittantriebs 10 ohne
zusätzliche Ubersetzungsstufen erreicht Bs ist eraichtlich, daß im Rahmen des Erfindungsgedankens
Abwandlungen und Weiterbildungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels verwirklichbar
sind. Solche Abwandlungen könner sich beispielsweise auf die Zahl der Gänge der
Indexnu@ 20 sowie der zugeordneten Zahl von Indexbolzen 24 @@@@hen. D@@@@ @@ @@und@@tzlich
@@@@ denkbar,
mit unterschiedlichen Gangzahlen und Indexbolzen
einen Schrittantrieb zu verwirklichen, der eine Teilung kleiner al@ 1 hat, d.h.
bei welchem die Abtriebswellw 16 bei einer Umdrehung der Atriebswelle 14 einen Drehwihkel
von mehr als 360° zurücklegt. Auch eine zwischen 1 und 2 liegende Teilung, bei welcher
der Drehwinkel der Abtriebswelle also zwischen 180 und 360 je Umdrehung der Antriebswelle
liegt, ist mit einer mehrgängigen Globoid-Walze verwirkli.chbar.