DE3304222A1

DE3304222A1 - Bewegungserzeugungssystem

Info

Publication number: DE3304222A1
Application number: DE19833304222
Authority: DE
Inventors: John Henry 48010 Birmingham Mich. Brems
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1983-08-18
Also published as: FR2521248B1; FR2521248A1; JPS58146758A; GB2114705A; CA1190061A; US4472983A; GB2114705B; GB8303046D0

Description

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Bewegungserzeugungssystem nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Im allgemeinen Gebiet des Maschinenbaus gibt es viele Anwendungsfälle, in denen mehrfache Bewegungsarten eines bestimmten Elementes oder miteinander verknüpfte Bewegungen getrennter Elemente erzielt werden sollen und bei denen jede Bewegung zwischen einer Stopposition und einer weiteren Stopposition erfolgt. Wenn derartige Bewegungen große Massen betreffen und relativ schnell sind, wird zweckmäßigerweise ein beschleunigender und verzögernder Bewegungserzeugungsmechanismus verwendet, welcher den Aufprall, Schock oder dergleichen klein hält. Jede derartige Bewegung erfordert ihren eigenen Beschleunigungs-Verzögerungs-Mechanismus. Mechanismen, welche durch Mehrfachnocken angetrieben werden, die rotationsmäßig miteinander verknüpft sind, sind Beispiele für derartige Systeme.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein einziger Beschleunigungs-Verzögerungsmechanismus wahlweise an einen Mehrfach-Bewegungserzeugungsmechanismus für ein einziges Element oder wahlweise an mehrfache Elemente gekuppelt werden kann, so daß eine bestimmte Bewegungsbeziehung dieser Elemente erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß kann, wenn ein bestimmter Beschleunigungs-Verzögerungs-Mechanismus als primäre Bewegungsquelle be-

trachtet wird, diese primäre einzige Bewegungsquelle wahlweise, gleichzeitig und/oder sequentiell an mehrfache angetriebene Mechanismen angekuppelt werden, wodurch ein bestimmtes Konstruktionsziel erzielt wird. Bisher mußten zur Erzielung desselben Erfolges mehrere primäre Bewegungsquellen eingesetzt werden.

Ausführungsbexspiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen: 10

Figur 1 die schematische Seitenansicht eines aus der

US-Patentschrift 37 89 676 bekannten Beschleunigungs-Verzögerungs-Mechanismus;

Figur 2 die Draufsicht auf den Mechanismus von Figur T;

Figuren schematische aufeinanderfolgende Positions-3 bis 6 diagramme des Mechanismus von Figur 1;

Figur 7 ein Wegdiagramm für eine Zykloid-Bewegung

über einen Zyklus hinweg;

Figur 8 ein Geschwindigkeitsdiagramm für eine Zykloidbewegung über einen Zyklus hinweg;

Figur 9 ein Beschleunxgungsdiagramm für eine Zykloidbewegung über einen Zyklus hinweg;

Figur 10 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen, in einem Gehäuse untergebrachten Mechanismus;

Figur 11 einen Querschnitt gemäß Linie 11-11 von Figur 10;

Figur 12 einen horizontalen Schnitt geräß Linie 12-12

von Figur 11;

Figur 13 einen Querschnitt gemäß Linie 13-13 von Figur 12;

einen Winkelschnitt gemäß Linie 14-14 von Figur 13;

einen Querschnitt gemäß Linie 15-15 von Figur 12;

einen Winkelschnitt gemäß Linie 16-16 von Figur 15;

die Endansicht eines Nockenringes, gesehen in Richtung des Pfeils 17 von Figur 16;

eine dritte Winkel-Projektionsansicht von Figur 17;

eine vergrößerte Ansicht des Kupplungskragens, der sich in der Mitte einer Verschiebungsfolge befindet;

Figur 20 einen Schnitt durch einen alternativen

Geneva-Mechanismus, welcher von der Eingangswelle aus die Nocken-Basisplatte an

treibt;

einen Schnitt gemäß Linie 21-21 von Figur 20;

einen Schnitt gemäß Linie 22-22 von Figur 20;

einen Schnitt, der demjenigen von Figur entspricht, jedoch eine alternative Bauweise darstellt, bei dem, wie in der US-Patentschrift 40 75 911 beschrieben, höhere harmonische Komponenten einbezogen werden.

	Figur	14
5
	Figur	15
10	Figur	16
	Figur	17
15
	Figur	18
	Figur	19
20

	Figur	21
30	Figur	22
	Figur	23
35

Die nachfolgende Beschreibung befaßt sich mit einem System, in dem ein einziger Beschleunigungs-Verzögerungsmechanism, der von einer Halteposition zur einer anderen Halteposition läuft, mit einem Mehrfach-Ausgangsmechanismus verbunden und von diesem getrennt wird.

Ein geeigneter, jedoch nicht ausschließlich geeigneter Beschleunigungs-Verzögerungsmechanismus, der sich für diesen Anwendungszweck eignet, ist in der US-Patentschrift 37 89 676 beschrieben.

Die Figuren 1 und 2 sind vereinfachte schematische Zeichnungen von einer Ausführungsform eines Erzeugungsmechanismus für eine angenäherte Zykloidbewegung entsprechend der US-Patentschrift 37 89 676. Ein Eingangszahnrad 2 ist auf eine Eingangswelle 4 montiert, welche in einem geeigneten Gehäuse oder Rahmen gelagert und durch ein entsprechendes externes Antriebssystem angetrieben ist. Auf der Eingangswelle 4 ist außerdem ein tangentiales Verbindungsglied 6 gelagert, welches, wie beschrieben wird, auf dieser oszilliert. Ein Antriebszahnrad 8 ist auf einer Welle 10 montiert, die im äußeren Ende des Verbindungsglieds 6 gelagert ist. Ein Zwischenzahnrad 12, welches ebenfalls im Verbindungsglied 6 gelagert ist, ist so ausgebildet, daß es mit dem Eingangszahnrad 2 und dem Antriebszahnrad 8 kämmt. Ein exzentrisches Zahnrad 14 ist auf der Welle 10 mit einer Exzentrizität montiert, die ungefähr gleich seinem Teilungsradius ist. Dieses exzentrische Zahnrad 14 kämmt mit einem Ausgangszahnrad 16, welches auf einer Welle 18 montiert ist. Auch diese ist in dem Gehäuse bzw. Rahmen gelagert. Ein radiales Verbindungsglied 20 ist ebenfalls auf der Ausgangswelle 18 an deren einem Ende gelagert. Am anderen Ende ist das radiale Verbindungsglied 20 an einer Stummelwelle 22 gelagert, die konzentrisch auf dem exzentrischen Zahnrad 14 montiert ist.Zweck dieses

radialen Verbindungsgliedes 20 ist es, das exzentrische Zahnrad 14 in Eingriff mit dem Ausgangszahnrad 16 zu halten, wenn sich das exzentrische Zahnrad 14 durch seinen Rotations- und Translationsweg bewegt.

Wenn sich der Mechanismus in der in Figur 1 dargestellten Position befindet, ist er in seiner natürlichen Verweilposition. D.h., eine kleine Verdrehung des Eingangszahnrades 2 führt zu einer entsprechenden Verdrehung des Antriebszahnrades 8 und des exzentrischen Zahnrades 14. Diese Drehung des exzentrischen Zahnrades 14 wird von einer entsprechenden Bewegung der Welle 22 um die Welle 18 begleitet, derart, daß das Zahnrad 14 buchstäblich um das Ausgangszahnrad 16 herumrollt, welches stationär bzw. im Verweilzustand verbleibt.

Eine qualitative schematische Darstellung der Bewegung .

des Ausgangszahnrades 16 während einer vollständigen 360"-Umdrehung des Antriebszahnrades 8 und des ex'zentrisehen Zahnrades 14 in 90°-Intervallen ist in den Figuren 3 bis 6 gezeigt. Eine willkürliche radiale Markierungslinie Z wurde am Ausgangszahnrad 16 angebracht und zeigt dessen Positionsveränderungen bei diesen Intervallen. Die Figur 3 zeigt die Position aller Zahnräder in der Mitte der Verweildauer, also bei derselben Konfiguration, die in Figur 1 gezeigt ist. Zusätzlich ist eine zweite Position dargestellt, in welcher das Antriebszahnrad 8 und das exzentrische Zahnrad 14 um 10° gegen den Uhrzeigersinn (durch das Zwischenzahnrad 12 und das Eingangszahnrad 2 angetrieben) verdreht wurde. Die Rollwirkung des Zahnrades 14 auf dem Zahnrad 16, welches während dieses 10°-Intervalles im wesentlichen stationär bleibt, läßt sich somit erkennen. In dieser zweiten Position sind die Komponenten durch das Suffix a umbezeichnet.

Wenn sich die Zahnräder 8 und 14 weiter gegen den Uhrzeigersinn drehen, wird das Auggangszahnrad 16 beschleunigt und bewegt sich im Uhrzeigersinn. Nach 90° Drehung der Zahnräder 14 und 18 wird die in Figur 4 gezeigte Position erreicht. An diesem Punkt hat die Beschleunigung des Zahnrades 16 im Uhrzeigersinn ihr ungefähres Maximum erreicht. Die Geschwindigkeit des Zahnrades 16 im Uhrzeigersinn ist ungefähr gleich seiner durchschnittlichen Geschwindigkeit.

Wenn sichdie Zahnräder 8 und 14 weiterbewegen, wobei ihre Drehung gegen den Uhrzeigersinn aus der in Figur 4 gezeigten Position erfolgt, beschleunigt das Ausgangszahnrad 16 weiter mit sich verringernder Geschwindigkeit im Uhrzeigersinn. Nach weiteren 90° Drehung der Zahnräder 14 und 18 wird die in Figur 5 gezeigte Position erreicht» An diesem Punkt ist die Beschleunigung des Zahnrades im wesentlichen auf Null zurückgegangen. Seine Geschwindigkeit im Uhrzeigersinn hat seinen maximalen Wert erreicht, der doppelt so groß wie die durchschnittliche Geschwindigkeit ist.

Wenn die Zahnräder 8 und 14 weiter gegen den Uhrzeigersinn aus der in Figur 5 gezeigten Stellung drehen, dreht sich das Ausgangszahnrad 16 weiter im Uhrzeigersinn, verzögert jedoch. Nach weiteren 90° Drehung der Zahnräder 8 und 14 bzw. nach insgesamt 270° vom Beginn des Zyklus aus wird die in Figur 6 gezeigte Position erreicht. An diesem Punkt ist die Verzögerung des Ausgangszahnrades 16 an ihrem bzw. nahe ihrem Maximum, während die Geschwindigkeit des Ausgangszahnrades 16, die noch immer im Uhrzeigersinn ist, sich auf ungefähr die durchschnittliche Geschwindigkeit verlangsamt hat.

Wenn die Zahnräder 8 und 14 weiter gegen den Uhrzeigersinn aus der in Figur 6 gezeigten Position drehen, dreht

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sich das Ausgangszahnrad 16 weiter im Uhrzeigersinn, verzögert jedoch noch immer, wenn auch nun mit sich verringernder Geschwindigkeit. Nach weiteren 90° Drehung der Zahnräder 8 und 14 oder insgesamt nach 360° vom Beginn des Zyklus aus wird wiederum die in Figur 3 gezeigte Position erreicht, wobei das Ausgangszahnrad eine Umdrehung abgeschlossen hat und sich nunmehr wiederum im Verweilzustand befindet.

Es ist somit zu erkennen, daß die Zahnräder 8 und 14 durch das Zwischenzahnrad 12 angetrieben werden, wenn das Eingangszahnrad durch eine externe Antriebseinrichtung mit im wesentlichen konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird. Die Zahnräder 8 und 14 haben dabei eine Winkelgeschwindigkeit, welche durch die Überlagerung der Wirkung der Oszillation des Verbindungsgliedes 6 um die Welle 4 auf die Geschwindigkeit bestimmt wird, welche durch das Eingangszahnrad 2 erzeugt wird, derart, daß die Zahnräder 8 und 14 sich nicht mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit drehen. Die Oszillation des Zahnrades 14 entlang des gekrümmten Weges, der vom radialen Verbindungsglied 20 gesteuert und durch dessen exzentrische Montage auf der Welle 10 erzeugt wird, führt zu einer weiteren überlagerung auf die Geschwindigkeit des Ausgangszahnrades 16. Bei den in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Proportionen kommt das Ausgangszahnrad 16 einmal bei jeder Umdrehung zum vollständigen Halt bzw. Verweilen, da die Teilungsdurchmesser der Zahnräder und 16, wie dargestellt, gleich sind. Wenn das Zahnrad 16 doppelt so groß wie das Zahnrad 14 wäre, würde es bei jeder Umdrehung zwei vollständige Halts erfahren. Wenn das Zahnrad 16 durch eine Zahnstange 16 ersetzt wird, ist der Index-Hub dieser Zahnstange der Teilungsumfang des Zahnrades 14. In allen Fällen, ob nun das Ausgangsteil ein rotierendes Zahnrad wie das Zahnrad

oder eine sich linear bewegende Zahnstange ist, ist der Ausgangshub gleich dem Teilungsumfang des Zahnrades 14. Bei dem nachfolgend zu beschreibenden Mechanismus hat das Ausgangszahnrad 16 denselben Durchmesser wie das Zahnrad 14; dies geschieht jedoch nur der Einfachheit halber, nicht als Notwendigkeit.

Wenn außerdem das Ausgangsteil, welches vom Zahnrad 14 angetrieben wird, eine sich linear bewegende Zahnstange XO i^{st un<}ä wenn die Mittellinie der Welle 10 durch die Teilungslinie des Zahnrades 14 verläuft, dann nähert sich.-wenn das Verbindungsglied 6 immer länger wird, die Ausgangsbewegung der Ausgangszahnstange näher einer echten Zykloidbewegung an.

Bei dem in Figur 1 gezeigten Mechanismus hat die Ausgangsbewegung des Zahnrades 16 die grobe Charakteristik einer Zykloidbewegung; es existieren jedoch Verzerrungen, die durch die kurze Länge des Verbindungsgliedes 6 und den gekrümmten statt linearen Wegs der Welle 22 hervorgerufen werden. In gewissem Ausmaße können diese Verzerrungen durch richtige Wahl des Obersetzungsverhältnisses zwischen dem Eingangszahnrad 2 und dem Antriebszahnrad 8 sowie dem Verhältnis der Länge des Verbindungsglieds zum Mittenabstand zwischen der Eingangswelle 4 und der Ausgangswelle 18 kompensiert werden.

Zur Bestimmung der genauen quantitativen kinematischen Eigenschaften des in Figur 1 gezeigten Mechanismus ist es notwendig, numerische Methoden zu verwenden, bei denen ein programmierbarer Rechner bzw. Computer eine große Hilfe darstellt, jedoch nicht notwendig ist.

Die Aufstellung klassischer Bev/egungsgleichungen mit

zum Ayf nachfolgender Differentiation /finden von Geschwindigkeit und Beschleunigung ist außerordentlich mühsam und zeit-

raubend. Numerische Rechnungen zur genauen Bestimmung der Ausgangswellenposition für eine Reihe diskreter Positionen der Eingangswelle können jedoch unter Verwendung einfacher Geometrie und Trigonometrie ausgeführt werden. Dadurch, daß diese Rechnungen in ausreichend kleinen Intervallen erstellt werden, wird es möglich, durch numerische Differentiation die Geschwindigkeit zu erhalten und dann durch zweite numerische Differentiation die Beschleunigungen zu ermitteln. Diese Rechnungen können nach Bedarf für verschiedene Werte der geometrischen Parameter wiederholt werden, wodurch die unten zu beschreibenden Bedingungen eng angenähert werden.

Eine reine Zykloidbewegung läßt sich in Einheitskoordinaten und unter Verwendung der Radian-Winkelbezeichiiung wie folgt anschreiben:

S = -^p (2fTt - sin2*rt) (1)

Hier ist t die Eingangsvariable, die bei einem Zyklus der Zykloidbewegung im Bereich zwischen Null und Eins liegt. S ist der Ausgangsweg, der ebenfalls im Bereich zwischen Null und Eins liegt.

Die Geschwindigkeit wird durch Differentiation wie folgt erhalten:

V = 1 - cos 2#- t (2)

Die Beschleunigung wird durch erneute Differentiation wie folgt erhalten:

A = 2^ sin2^t - (3)

Die Werte für die Gleichungen (1), (2) und (3) sind in den Figuren 7,8 und 9 graphisch dargestellt. Dies sind die Kurven, welche die kinematischen Bedingungen für eine reine Zykloidbewegung darstellen. Wie oben er-

wähnt, kann der Mechanismus nach Figur 1 so ausgelegt werden, daß er eine angenäherte Zykloidbewegung des Ausgangszahnrades 6 bei konstanter Winkelgeschwindigkeit des Eingangszahnrades 2 mit ausreichender Genauigkeit durch geeignete Wahl der geometrischen Parameter erzeugt, die durch numerische Rechnung und sukzessive Annäherung bestimmt werden.

Die spezifische Eigenschaft der Zykloidbewegung, welche bedeutend und für den hier beschriebenen Mechanismus relevant ist, besteht darin, daß die Beschleunigung zu Beginn und am Ende des Indexhubes, der im Ausgangszahnrad 16 erzeugt ist, im wesentlichen Null ist. Dies' führt zu einer verhältnismäßig langen Verweildauer, welche für die zu bewirkende Verschiebung nützlich ist.

In den Figuren 10 und 11 ist der oben beschriebene Beschleunigungs-Verzögerungsmechanismus in einem Gehäuse 24 eingeschlossen, der die Deckel 26 und 28 besitzt. An diesem sind außerdem ein Motor 30 und ein Reduziergetriebe 32 montiert, welche die Eingangswelle 4 (Figur 12) und das Eingangszahnrad 2 antreibt. Außerdem sind in diesem Gehäuse drei Ausgangswellen 33,36und 38 montiert, welche wahlweise an das Ausgangszahnrad 16 des Beschleunigungs-Verzögerungssystems durch einen noch zu beschreibenden Mechanismus angekoppelt werden.

Die Figur 12, ein Schnitt durch die Figur 11, zeigt die Draufsicht auf den Beschleunigungs-VerzögerungsmechanisiQus und sein Ausgangszahnrad, während die Figuren 13 und 14 die Einzelheiten dieses Mechanismus verdeutlichen. Zunächst wird auf die Figuren 10 bis 14 Bezug genommen. Die Eingangswelle 4, die durch das Reduktionsgetriebe 32 und den Motor 30 angetrieben wird, ist im

* Deckel 26 und einem Vorsprung 40, der Teil des Deckels 28 ist, gelagert. Sie ist außerdem in einer Zwischenplatte 42 gelagert, welche durch Augen 44 im Gehäuse 2 4 gehalten wird. Zwei Verbindungsplatten 46 und 48, die durch Abstandsstücke 50,52 und 54 verbunden sind, sind durch Lager 56 und 58 (Figur 14) an der Eingangswelle gelagert. Diese Verbindungsplatten 46 und 48 sind das funktionale Äquivalent des tangentialen Verbindungsgliedes 6 in der vorhergehenden kinematischen Beschreibung. Das Eingangszahnrad 2 ist auf der Eingangswelle 4 zwischen den Verbindungsplatten 46 und 48 montiert und kämmt mit dem Zwischenzahnrad 12, welches in den Platten 46 und 48 durch die Lager 60 und 62 gelagert ist. Das Zwischenzahnrad 12 kämmt seinerseits mit dem Antriebszahnrad 8, welches ebenfalls in den Platten 46 und 48 durch die Lager 64 und 66 gelagert ist. Eine Seitenplatte 68 ist mit einer Seite des Antriebszahnrades 8 verbunden und befestigt das exzentrische Zahnrad 14 in exzentrischer Weise. Diese Seitenplatte ist das funktionale Äquiva- .

lent der Verbindung zwischen der Welle 10 und dem Zahnrad 14 in der kinematischen Erläuterung. Das exzentrische Zahnrad 14 kämmt mit dem Ausgangszahnrad 16, welches auf einer stationären Welle 70 durch Lager 72 und 74 gelagert ist, die in Figur 16 im Schnitt gezeichnet sind. Die stationäre Welle 70 ist im Deckel 28 montiert. Ein radiales Verbindungsglied 76, welches das Äquivalent zum Verbindungsglied 20 in den Figuren 1 bis 6 ist, ist auf der stationären Welle 70 durch das Lager 78 gelagert. Am anderen Ende ist das Verbindungsglied 78 durch das Lager 80 an einer Stummelwelle 82 gelagert, die an und konzentrisch zum exzentrischen Zahnrad 14 montiert ist. Zur Verdeutlichungen der Bauweise sind das exzentrische Zahnrad 14 und die Seitenplatte 68 in Figur 12 um ungefähr 90° aus ihrer Verweilposition, wie schematisch in Figur 3 dargestellt, verdreht. Das übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingangszahnrad 2 und dem An-

triebszahnrad 8 beträgt in der Zeichnung 3:1 in diesem speziellen Mechanismus. Es ist jedoch ein breiter Bereich von Übersetzungsverhältnissen möglich, ohne daß in der Verweilcharakteristik des Mechanismus, die von besonderem Interesse ist, sich nennenswertes ändern würde.

Der bisher beschriebene Mechanismus gehört zum Stand der Technik (US-Patentschrift 37 89 676). Der wichtigste bauliche Unterschied liegt in der Tatsache, daß das Ausgangszahnrad 16 auf einer stationären Welle 70 gelagert ist statt auf einer Welle montiert ist, die im Gehäuse gelagert ist und deren Ausgangsbewegung extern verwendet wurde. Im Ergebnis treibt dieser Mechanismus das Ausgangszahnrad von einer Verweilposition zur nächsten mit der angenäherten Bewegungscharakteristik, wie sie in den Figuren 7,8 und 9 beschrieben ist. Bei dieser Bauweise hat das exzentrische Zahnrad 14 denselben Teilungsdurchmesser wie das Ausgangszahnrad 16. Daher ist die Entfernung, um welche sich das Ausgangszahnrad von einer Verweilposition bis zur nächsten bewegt, exakt gleich einer Umdrehung.

Wie in Figuren 15 und 16 gezeigt ist, kämmt das Ausgangszahnrad 16 mit und treibt drei sekundäre Ausgangszahnräder 90,92 und 94 an, die auf Ausgangswellen 34,36 bzw. 38 (Figur 10) gelagert sind. Bei der gezeigten Bauweise hat jedes sekundäre Ausgangszahnrad 90,20 bzw. 94 einen Teilungsdurchmesser, der gleich dem halben Teilungsdurchmesser des Ausgangszahnrades 16 ist. Somit macht jedes sekundäre Ausgangszahnrad zwei Umdrehungen bei jeder Umdrehung des Ausgangszahnrades 16. Die Bewegungscharakteristik dieser sekundären Ausgangszahnräder folgt dem Bewegungsmuster des Ausgangszahnrades 16 und kommt somit zu einem Verweilpunkt bzw. zu einem Halt bei jeweils zwei Umdrehungen. Das Verhältnis 2:1 ist Willkür-

lieh und zweckmäßig. Andere Verhältnisse sind jedoch ebenfalls verwendbar.

Das Verfahren, nach welchem jedes sekundäre Ausgangszahnrad an die Ausgangswelle, an welcher sie gelagert ist, gekoppelt bzw. von dieser abgekoppelt wird, ist identisch. Es versteht sich somit, daß das System und die Art, die nun anhand der Ausgangswelle 36 und des sekundären Ausgangszahnrades 9 2 in Figur 16 beschrieben wird, ebenfalls auf die anderen Ausgangswellen und sekundären AusgangsZahnräder zutrifft.

Wie aus Figur 16 hervorgeht, kämmt das sekundäre Ausgangszahnrad 92 mit dem Ausgangszahnrad 16 und ist über Buchsen 96 auf der Ausgangswelle 36 gelagert. Die Ausgangswelle 36 ist im Deckel 28 und der Platte 42 durch Lager 98 und 100 gelagert. Ein Kupplungsadapter 102 befindet sich in Keilverbindung mit der Ausgangswelle 36 und wird mit einem Sprengring 104 axial in Position gehalten. Die Außenseite dieses Adapters 102 ist mit Zähnen versehen, welche exakt zu den Zähnen des sekundären Ausgangszahnrades 92 passen. Ein stationärer Ring 106 ist an die Platte 42 konzentrisch zur Ausgangswelle 36 geschraubt. Das Ende dieses Rings, welches zum Kupplungsadapter 102 zeigt, ist ebenfalls mit Zähnen ausgebildet, die mit denen am Kupplungsadapter 102 und am sekundären Ausgangszahnrad 92 identisch sind. Ein Kupplungskragen 108, an dessen Innendurchmesser innere Zähne ausgebildet sind, ist so montiert, daß er auf der Außenseite des Kupplungsadapters 102 axial verschoben werden kann. Diese Zähne sind so ausgebildet, daß sie mit den Zähnen auf der Außenseite des Kupplungsadapters 102 kämmen können. Wie in Figur 16 gezeigt, befindet sich der Kupplungsadapter 108 gleichzeitig in Eingriff mit dem Kupplungsadapter 102 und einem Teil des sekundären Ausgangszahnrades 92, welcher sich über das Ausgangszahnrad 16 hinauserstreckt.

In dieser Position treibt das sekundäre Ausgangszahnrad 92 die Ausgangswelle 36 über den Kupplungskragen 108 und den Kupplungsadapter 102 an. Der axiale Eingriff zwischen dem Kupplungskragen 108 und dem sekundären Ausgangszahnrad 9 2 ist nur sehr gering, da alle Zähne um den Umfang herum die Drehmomentenlast unter sich aufteilen.

In eine Nut 110, die am Außendurchmesser des Kupplungskragens 108 ausgebildet ist, greift ein Verschiebejoch 112 ein. Dieses ist an einer ersten Verschiebestange 114 montiert und wird durch einen Klemmkragen 115 an seiner Stelle gehalten. Diese erste Verschiebestange läßt sich in der Platte 42 und dem Deckel 48 axial verschieben. An einem Ende ist eine Rolle 116 in die erste Verschiebestange 114 zur mechanischen Betätigung, wie noch erläutert wird, montiert. Eine zweite Verschiebestange 118 arbeitet parallel zu: ersten Verschiebestange 114. Auch sie ist axial verschiebbar im Deckel 28 und der Platte 42 montiert. Eine Rolle 120 ist in die zweite Verschiebestange 118 eingesetzt. Das Schiebejoch 112 ist mit der Verschiebestange 118 über eine Buchse 122 verbunden. Die nach innen gerichtete Bewegung beider Verschiebestangen wird durch zwei Anschläge 124 und 126 begrenzt. Ein Schwinghebel 128 ist gelenkig an einem Zapfen 130 montiert, der im Gehäuse 24 angebracht ist. Dieser Schwinghebel greift in Schlitze in beiden Verschiebestangen ein und ist derart angeordnet, daß dann, wenn die eine Stange in einer Richtung bewegt wird, die andere Stange sich um einen gleichen Betrag in der anderen Richtung über den interessanten Bewegungsbereich hinweg bewegt.

Eine kreisförmige Nocken-Basisplatte 132 ist drehbar auf einem Lager 134 an einer Stummelwelle 136 montiert,welche an die Platte 4 2 geschraubt ist. Diese Nocken-Basis-

platte 132 weist Zähne 137 (Fiqur 12) auf, die in den Umfang eingeschnitten sind und mit einem Ritzel 138 an der Eingangswelle 4 (Figur 12) kämmen. Es ist somit zu erkennen, daß sich die Nocken-Basisplatte 132 synchron mit der Eingangswelle dreht, wenn auch mit einer sehr viel geringeren Winkelgeschwindigkeit. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle 4 und der Nockenbasisplatte 132 9:1. Die Nocken-Basisplatte 132 führt demzufolge bei jeweils drei Zyklen von Beschleunigung-Verzögerung des Ausgangszahnrades 16 eine Umdrehung durch, was auf dem 3:1-übersetzungsverhältnis zwischen dem Eingangszahnrad 2 und dem Antriebszahnrad 8 beruht. Wenn das Verhältnis zwischen dem Ritzel 138 und der Nocken-Basisplatte 132 12:1 wäre, würde die Nocken-Basisplatte eine Umdrehung auf jeweils vier Zyklen des Ausgangszahnrades 16 durchführen.

Eine Reihe von Teil-Nockenringen 140 ist an der Nocken-Basisplatte 132 montiert und berührt die Rollen 116 bzw. 120 an den Verschiebestangen 114 und 118. In Figur 16 ist aufgrund der Anwesenheit des Ringes 140 die Schiebestange 114 niedergedrückt, wodurch das Verschiebejoch 112 den Kupplungskragen so positioniert, daß er am sekundären Ausgangszahnrad 92 angreift.

Anhand der Figuren 17 und 18, bei denen es sich um eine beispielhafte Anordnung von Nockenringen handelt, ist zu erkennen, daß der Nockenring 140 mit einem kurzen, sich verjüngenden Abschnitt 141 aufhört; ein komplementärer Nockenring 142 erhebt sich mit einem kurzen, sich verjüngenden Abschnitt 143. Dieser komplementäre Nockenring 142 besitzt einen radialen Abstand auf der Nocken-Basisplatte und wirkt mit der Rolle 120 an der zweiten Verschiebestange 118 zusammen. Der Abschnitt, in dem

beide Nockenringe 140 und 142 komplementär abgeschrägt sind, wird nachfolgend als Übergangsabschnitt bezeichnet. Es ist zu erkennen, daß dann, wenn dieser Übergangsabschnitt die Rollen 116 und 120 passiert, die Rolle 120 durch den sich vergrößernden Abschnitt des komplementären Nockenrings 142 niedergedrückt wird. Hierdurch wird die zweite Verschiebestange 118 nach unten bewegt, wodurch der Schwinghebel 128 um den feststehenden Zapfen 130 verschwenkt und die erste Verschiebestange 114 nach oben abhebt. Der komplementär sich verjüngende Abschnitt 141 des Nockenrings 140 läßt die Rolle 116 an der ersten Verschiebestange sich nach oben bewegen. Während sich die erste Verschiebestange 114 nach oben bewegt, führt sie das Joch 112 mit sich oben. Während sich das Joch 112 nach oben bewegt, verschiebt dieses wiederum den Kupplungskragen 108 nach oben, wodurch der Kupplungskragen vom sekundären Ausgangszahnrad 92 getrennt und (am anderen Ende) mit dem stationären Ring 106 in Eingriff gebracht wird. Dadurch wird die Ausgangswelle 36 in einer stationären Position verriegelt. Bezüglich des soeben beschriebenen Verschiebesystems müssen zwei sehr wichtige Faktoren festgehalten werden. Der erste besteht darin, daß der Übergangsabschnitt zwischen den beiden Nockenringen 140 und 142 die Verschiebestangen 114 und 118 genau während der natürlichen Verweildauer des Ausgangszahnrades 16 und des sekundären Ausgangszahnrades 92 betätigen muß. Dies gilt, ob nun die Verschiebung des Kupplungskragens 108 vom Antrieb (mit dem zweiten Ausgangszahnrad 9 2 verbunden) zum Verriegelungszustand (verbunden mit dem stationären Ring 106) erfolgt oder ob die Verschiebung in der entgegengesetzten Richtung vom verriegelten Zustand zum Antrieb geschieht, wie dies erfolgt, wenn der Nockenring 140 die Verschiebestange 114 wieder nach unten drückt. Der zweite Faktor besteht darin, daß bei der axialen Verschiebung des

Kupplungskragens 108 in beiden Richtungen eine kurze Periode bzw. ein Stellungsbereich auftritt, in welchem der Kupplungskragen gleichzeitig in Eingriff sowohl mit dem sekundären Ausgangszahnrad 92 als auch mit dem stationären Ring 106 steht.

Diese Situation wird durch Figur 19 verdeutlicht. Diese zeigt den Kupplungskragen 108 in der Mitte einer Verschiebung, wie dies durch das Bezugszeichen 108M angedeutet wird. In gestrichelten Linien (108D) ist der Kragen in der vollen Antriebsposition und mit 108L in der vollen verriegelten Position dargestellt.

Dieser vorübergehende gleichzeitige Eingriff des Kupplungskragens 108 ist möglich, da die Verschiebung immer auftritt und auftreten muß, während das sekundäre Ausgangszahnrad verweilt. Dies ist sehr wünschenswert, da sich die Ausgangswelle 36 immer unter vollständiger Kontrolle befindet. Diese Ausgangswelle 36 wird entweder beschleunigt oder verzögert aus einer Verweilposition in die andere oder sie ist in einer Position verriegelt, welche der letzten natürlichen Verweilposition entspricht, in welcher eine Verriegelungsverschiebung auftrat. Ohne den vorübergehenden gleichzeitigen Eingriff des Kupplungskragens sowohl mit dem sekundären Ausgangszahnrad 9 2 als auch dem stationären Ring 106 wäre es möglich, daß die Ausgangswelle 36 und der Kupplungskragen 108 aufgrund einer externen Last während ihrem vorübergehenden freien Zustand verdreht wurden.

Dies würde dazu führen, daß die Kenntnis der Wellenposition verlorenging und schlimmer, daß männliche und weibliche Zähne, welche im Verschiebungsmechanismus vorhanden sind, nicht mehr richtig aufeinander ausgerichtet sind und sich verklemmen. Daher ist der vorübergehende gleichzeitige Eingriff des Kupplungskragens mit seinen

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beiden Partnerelementen eine absolute Notwendigkeit.

Der Verschiebevorgang, der für die Ausgangswelle 36 und den Abschnitt von Figur 16 beschrieben wurde, gilt auch für die anderen Ausgangswellen 34 und 38 und deren zugeordnete sekundäre Ausgangszahnräder 90 und 94. Der anhand der Figur 16 beschriebene Verschiebemechanismus wird dreimal wiederholt. Jeder Verschiebemechanismus arbeitet unabhängig von den beiden anderen. Dies wird dadurch möglich gemacht, daß die Mittellinie der Rotation der Nocken-Basisplatte 132 derart positioniert wird, daß alle Rollen, welche mit einer Verschiebestange verbunden sind, unter unterschiedlichen Radien auf dieser Nocken-Basisplatte 132 arbeiten. Auf der Nocken-Basis 132 ist Platz für drei Paare bzw. sechs Nockenringe/ wobei jedes Nockenringpaar die axiale Position eines Kupplungskragens steuert, der einer der Ausgangswellen 34,36 bzw. 38 zugeordnet ist.

Es ist somit zu erkennen, daß die Positionierung der Nockenringe auf der Nockenbasis das Ausgangs-"Muster" der Ausgangswellen 34,36 und 38 bestimmt. Wie zuvor angemerkt, kann eine Verschiebung nur während der Verweildauer des Ausgangszahnrades 16 stattfinden. Während einer solchen Verweildauer können jedoch mehrfache Verschiebungen stattfinden. Beispielsweise kann eine Welle von ihrem zugeordneten Ausgangszahnrad getrennt werden, während eine andere mit ihrem sekundären Ausgangszahnrad verbunden wird. Dies führt zu einem außerordentlich flexiblen Bewegungserzeugungssystem.

Dieser Mechanismus ist sowohl als Konstantrichtungssystem verwendbar, bei welchem sich die Verschiebemuster nach einer Umdrehung der Nockenbasis 132 wiederholt, als auch reversibles System (in dem die Richtung des Motors 30 umgedreht wird), bei welchem das Verschiebemuster sich

umkehrt, wenn das System in der entgegengesetzten Richtung betrieben wird.

Die wesentlichen Elemente dieser Erfindung sind: 5

1. Ein mechanisches Beschleunigungs-Verzögerungssystem, welches bei Betrieb mit einer konstanten Eingangsbewegung eine zyklische Ausgangsbewegung erzeugt, welche einen stationären bzw. Verweil-Abschnitt aufweist,wobei eine glatt beschleunigte und dann verzögerte Ausgangsbewegung in einem weiteren stationären bzw. Verweil-Abschnitt endet und dieses Ausgangsmuster sich solange wiederholt, wie die Eingangsbewegung anhält. Ein derartiges System ist in der US-Patentschrift 37 89 676 beschrieben.

2. Mehrfache Ausgangsglieder, welche wahlweise mit dem Ausgang des oben erwähnten Beschleunigungs-Verzögerungs-Systems verbunden werden können und die verriegelt werden,wenn sie nicht mit dem Beschleunigungs-Verzögerungs-System verbunden sind.

3. Ein programmierbares Verschiebesystem, welches mechanisch von dem Eingang aus angetrieben wird und unabhängig eines oder mehrere der Ausgangsglieder aus einem verriegelten in einen angetriebenen Zustand oder umgekehrt verschieben kann, wobei diese Verschiebungen mechanisch zeitlich so gelegt werden, daß sie während der Verweildauer des Beschleunigungs-Verzögerungs-Systems auftreten, wenn keine relative Rotationsbewegung zwischen den zu verschiebenden Elementen stattfindet. Auf diese Weise wird die Verwendung von positiven Kupplungen möglich, wie sie gezeigt werden und in einander eingreifende Außen- und Innenzahnräder verwenden.

Es ist zu erkennen, daß die Verschiebemechanismen von der Eingangswelle aus odpr einem anderen dazwischenliegenden Antriebspunkt aus angetrieben werden müssen. Sie können nicht vom Ausgang aus angetrieben werden, da die Ver-Schiebung während der Verweildauer des Ausganges auftreten muß, wenn keine Bewegung zur Betätigung einer Verschiebung verfügbar ist. Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Verschiebemechanismus von einer Nocken-Basisplatte 132 aus gesteuert, welche direkt von der Eingangswelle 4 durch das Ritzel 138 angetrieben wird. Die Nocken-Basisplatte dreht sich daher mit einer nominal konstanten Geschwindigkeit. Wie zuvor angemerkt, müssen die Verschiebungen während der Verweildauer des Ausgangs auftreten. Typischerweise stellt diese Verweildauer ungefähr 1/15 der Zeit (bzw. des Eingangswinkels) dar, welche für einen vollständigen Beschleunigungs-Verzögerungs-Zyklus erforderlich ist. Bezogen auf die Nockenringe 140 bzw. 142 bedeutet dies, daß der flache bzw. Verweil-Abschnitt eines bestimmten Nockenringes 14x länger als der sich verjüngende bzw. Anstiegsabschnitt sein muß. Dieser sich verjüngende bzw. ansteigende Abschnitt wird auf einen vernünftigen Druckwinkel (30 bis 4 5°) begrenzt und betätigt so die Verschiebestangen-Rollen. Diese Begrenzungen ergeben zusammen eine Grenze der Zahl von Verschiebezyklen, die während einer Umdrehung der Nocken-Basisplatte 132 gesteuert werden kann.

Eine Einrichtung, mit welcher die Anzahl von Verschiebezyklen erhöht werden kann, die von einer Nocken-Basisplatte mit bestimmtem Durchmesser gesteuert werden können, besteht darin, die Nocken-Basisplatte intermittierend zu bewegen,diese intermittierende Bewegung jedoch so zu synchronisieren, daß sie sich bewegt, während sich der primäre Beschleunigungsmechanismus im Verweilen befindet.

Ein einfacher bekannter Mechanismus, der dies erzielt,

ist ein 90°-"Geneva"-Indexsystem. Bei einem derartigen System ist der Ausgang bei einer Drehung des Index-(Eingangs)-Arms um 270° stationär; danach dreht sich der Ausgang um 90° während der Index-(Eingangs)-Arm um 90° verdreht. Mit anderen Worten: Wenn sich der Eingang mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit verdreht, ist der Ausgang 3/4 der Zeit stationär und dreht sich dann während dem verbleibenden Viertel der Zeit um 90°. Ein derartiger Mechanismus kann zwischen die Eingangswelle und die Nocken-Basisplatte gemäß der vorliegenden Erfindung .gesetzt werden und die Anzahl von Verschiebezyklen, die von einer bestimmten Nocken-Basisplatte gesteuert werden kann, vervielfachen.

Dieser Hilfsmechanismus ist in den Figuren 20,21 und 22 dargestellt. Die Eingangswelle ist nicht mehr direkt mit der Nocken-Basisplatte durch ein direktes Getriebe verbunden. Stattdessen ist ein "Geneva"-Eingangsarm 150 an der Eingangswelle 4 befestigt. Eine Rolle 152 am äußeren Ende dieses Armes ist so positioniert, daß sie in einen von vier Schlitzen 154 in einer "Geneva"-Index-Plattenanordnung 156 eingreift. Bei dem in den Figuren 20,21 und 22 gezeigten Mechanismus befindet sich die Rolle 152 in ihrer maximalen Tiefe in einem Schlitz 154, d.h., in der Mitte des 90°-"Geneva"-Index. Es versteht sich, daß diese Rolle in einem bestimmten Schlitz tangential zur Mittellinie dieses Schlitzes mit einer Nullgeschwindigkeit der "Geneva¹¹-Indexplatte eintritt und diesen wieder verläßt, wie dies für derartige Mechanismen typisch ist. Während der Drehung von 90° der Eingangswelle,in welcher die Rolle 152 in einem Schlitz 154 der "Geneva"-Indexplatte eingreift, wird sie um 90° bewegt. Während der verbleibenden 270"-Drehung der Eingangswelle 4, des Armes 150 und der Rolle 152 wird die "Geneva"-Indexplatte nicht bewegt und durch einen einfachen Verriegelungsmechanismus stationär gehalten.

* Dieser Mechanismus besteht aus einer Verriegelungsstange 158/ welche in einem ^rhlitz in einem Flansch einer stationären Zwischenwelle 162 bewegbar ist, auf welcher die "Geneva"-Indexplatte gelagert ist. Eine Rolle 164 ist am einen Ende der Verriegelungsstange 158 montiert und wirkt mit einem Nocken 166 an der Eingangswelle 4 zusammen. Die Verriegelungsstange wird gegen den Nocken von einer Feder 168 gedrückt. Am anderen Ende ist die Verriegelungsstange zu einer nach oben gerichteten Verlängerung geformt, in welcher eine Verriegelungsrolle 170 montiert ist. Der Nocken 166 und der Arm 150 sind derart miteinander verknüpft, daß am Ende von jedem "Geneva"-Index die Verriegelungsrolle 170 in einen von vier Verriegelungsschlitzen 172 (Figur 22) in der "Geneva"-Indexplatte eintritt und diese während der nächsten 270"-Drehung von Welle, Arm und Nocken stationär hält. Wenn die Rolle 152 in den nächsten Schlitz eintritt, bewegt der Nocken 166, der gegen die Feder 158 wirkt, die Verriegelungsstange 158 derart, daß die Verriegelungsrolle 172 sich aus dem Verriegelungsschlitz 172 bewegt. Im Effekt wird dann die "Geneva"-Indexplatte um 90° während einer Drehung von 90° der Eingangswelle 4 verdreht und während der nächsten 270° der Eingangswellendrehung verriegelt.

Der Umfang der "Geneva"-Indexplatte 156 ist mit Zähnen versehen, welche mit den Zähnen kämmen, welche in den Umfang einer modifizierten Nocken-Basisplatte 132A, an welcher die Nockenringe montiert sind, ausgebildet sind.

Es ist daher zu erkennen, daß die Bewegung der Nocken-Basisplatte 132A aus einem Index-Inkrement besteht, der in einer Zeiteinheit durchgeführt und von einer Verweildauer von drei Zeiteinheiten gefolgt wird. Wenn die Phase der Bewegung derart ist, daß die sich verjüngenden bsw. sich erhebenden Abschnitte der Nockenringe 140 und 142 die Verschiebestangen während der natürlichen Verweildauer des primären Beschleunigungs-

Verzögerungs-Mechanismua betätigen, dann ist die Verschiebefunktion identisch mit der oben beschriebenen. Da jedoch sich die Nocken-Basisplatte 132A selbst 3/4 der Zeit im Verweilen befindet, ist es möglich, die Ver-Schiebeentfernung zwischen den Verschiebepunkten auf der Nocken-Basisplatte zu verkürzen bzw. mehr Verschiebepunkte auf einer Nocken-Basisplatte 132 vorgegebener Größe unterzubringen. Mit anderen Worten: Es kann eine größere Anzahl von Verschiebeprogrammen oder -folgen auf einem bestimmten Raum programmiert werden.

Der "Geneva"-Index-Mechanismus ist eine typische, aber nicht die einzige Einrichtung, wie die Programmierung auf der Nocken-Basisplatte komprimiert werden kann. Weitere Einrichtungen sind beispielsweise intermittierende Bewegungsmechanismen wie Zylindernocken, Plattennocken oder vergleichbare Systeme, die zwischen der Eingangswelle und der Nocken-Basisplatte liegen und derartig in Phase sind, daß eine Bewegung der Nocken-Basisplatte während der natürlichen Verweildauer des primären Beschleunigungs-Verzögerungs-Mechanismus stattfindet.

Wie schon oben erwähnt, dient der spezielle Beschleunigungs-Verzögerungsmechanismus, welcher bei diesem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, nur zu Erläuterungszwecken. Ein weiterer und flexiblerer Mechanismus, wie er in der US-Patentschrift 40 75 911 beschrieben ist, kann ebenfalls mit Vorteil angewandt werden. Bei diesem System ist es möglich, die kinematischen Eigenschäften durch Hinzufügen von höheren harmonischen Komponenten zu modifizieren, wie dies im genannten Patent beschrieben ist. Die Einrichtung, mit welcher diese modifizierenden höheren Harmonischen hinzugefügt werden/ ist in Figur 23 gezeigt, welche der Figur 14 des ersten Ausführungsbexspiels entspricht.

In Figur 23 ist eine abgeänderte Eingangswelle 4A und 4B (zu Zwecken des Zusammenbaus) wie oben in den Deckeln und einer Zwischenplatte montiert und dreht sich auf einer Achse A_Q. Das Eingangszahnrad 2 ist auf einer exzentrischen Achse A₁ zentriert, die um eine kleine Entfernung von der Achse A_Q versetzt ist. Die Verbindungsplatten 46 und 48 sind auf der Eingangswelle 4A/ 4B durch die Lager 56 und 58 gelagert, die konzentrisch mit der exzentrischen Achse A- sind. Die übrigen verschiedenen Zahnräder, Lager und anderen Komponenten dieser Unteranordnung sind ebenso wie in Figur 14 mit der Ausnahme, daß die Seitenplatte 68 geringfügig geändert ist. Sie sorgt für eine kompensierende, geänderte Exzentrizität zwischen dem Antriebszahnrad 8 und dem exzentrischen Zahnrad 14. Der Rest der Eingangswelle 4A, 4B ist gegenüber der oben beschriebenen Konfiguration unverändert.

Aus den kinematischen Erklärungen in der US-Patentschrift 40 75 911 ist zu entnehmen, daß durch das Zufügen einer höheren harmonischen Komponente ein großes Ausmaß kinematischer Flexibilität gewonnen wird. Wenn insbesondere dieses Merkmal in die vorliegende Erfindung hineingenommen wird, wird es möglich, den Beschleunigungs-Verzögerungsmechanismus derart zu bauen, daß die inhärente natürliche Verweildauer beträchtlich verbessert wird. Es können auch die Geschwindigkeit und die Beschleunigung derart modifiziert werden, daß sie besonderen Anwendungserfordernissen genügen. 30

Diese Modifikation, mit welcher die in der US-Patentschrift 40 75 911 beschriebenen Merkmale inkorporiert werden, bedeutet eine sehr kleine physikalische Modifikation, welche beträchtlich mehr kinematische Flexibilitat erzeugt. Ein wesentliches Element dieser Erfindung

besteht in einem primären Zahnrad, beispielsweise dem Zahnrad 16, welches durch sich wiederholende Schritte hindurchbewegt wird. Dabei besteht jeder derartige Schritt aus einer glatt beschleunigten Bewegung aus einer ersten Verweilposition, die von einer glatt verzögerten Bewegung zur nächsten Verweilposition gefolgt wird. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen betrug die Gesamtbewegung des primären Zahnrades von einem Verweilpunkt zum anderen Verweilpunkt eine Umdrehung, d.h. 360°. Dies ist zwar zweckmäßig, aber nicht notwendig. Bei bestimmten Anwendungsfällen können andere Winkel zweckmäßiger sein. Wenn ausreichend größere Indexwinkel zwischen den natürlichen Verweilpositionen gewünscht werden, dann ist es möglich, die Ausgangs- · welle (176) des Mechanismus nach der US-Patentschrift 42 71 727 an das primäre Zahnrad 16 des beschriebenen Ausführungsbeispiels zu koppeln, wodurch die Programmierbarkeit für die verschiedenen unabhängigen Ausgangsglieder, wie hier beschrieben, erzielt wird.

Andere primäre Indexsysteme, mit welchen das primäre Zahnrad 16 angetrieben werden kann, sind in den US-Patentschriften 40 18 090, 37 30 014, 38 59 862 und 39 38 396 beschrieben. Wenn kleinere primäre Indexwinkel ausreichen, kann eine Vielzahl herkömmlicher intermittierender Bewegungsmechanismen zum Antrieb des primären Zahnrads 16 verwendet werden. Zu diesem zählen ein Zylindernocken- und ein Nockenfolgesystem, eine Nockenplatte mit Folgesystem oder konjugierte Nocken und Folgesysteme, sofern nur in jedem Falle die natürliche Verweildauer des primären Beschleunigungs-Verzögerungsmechanismus ausreichend lang ist, daß das Verschiebesystem die Ausgangsglieder, wie oben

beschrieben, verschieben kann.
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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Bewegungserzeugungssystera, in welchem mehrfache Bewegungen mit mehrfach untereinander verknüpften Elementen oder mehrfache Bewegungswege von einem bestimmten Element aus erzeugt werden sollen, wobei jede diskrete Bewegung aus einer glatt beschleunigten und verzögerten Bewegung aus einer Verweilposition zu einer anderen Verweilposition besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt

a) eine einzige Beschleunigungs-Verzögerungseinrichtung, welche ein Eingangsglied (2,4) und eine primäre Ausgangseinrichtung (16) umfaßt und während der konstanten externen Antriebsbewegung des Eingangsgliedes (3, 4) inhärent dazu führt, daß die primäre Ausgangseinrichtung (16) sich intermittierend von einer Verweilposition zu einer weiteren Verweilposition in einer glatten beschleunigten-verzögerten Bewegung bewegt;

b) mehrfache Ausgangseinrichtungen (34, 36, 38), welche an mehrfache untereinander verknüpfte mechanische Ausgangssysteme angeschlossen werden können; c) eine Verschiebeinrichtung (102, 108, 112, 114, 118, 132, 142), welche mechanisch von dem Eingangsglied (2, 4) aus angetrieben wird und wahlweise eine oder mehrere der Ausgangseinrichtungen (34, 36, 38) an die primäre Ausgangseinrichtung (16) in einem bestimmten Muster legt, wobei die Varbindung und die Trennung immer während der Verweildauer der primä- SQ ren Ausgangseinrichtung (16) erfolgt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der mehrfachen Ausgangseinrichtungen (34, 36, 38), die von der Verschiebeeinrichtung (102, 108, 112, 114,

118, 132, 142) von der primären Ausgangseinrichtung

(16) getrennt ist, gleichzeitig mit einem stationären

Halteglied (106) verbunden ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die primäre Ausgangseinrichtung ein primäres Ausgangszahnrad (16) und mehrfache sekundäre AusgangsZahnräder (90, 92, 94) in Eingriff mit diesem umfaßt, und daß die mehrfache Ausgangseinrichtung mehrfache Ausgangswellen (34, 36, 38) umfaßt, auf welchen die mehrfachen "sekundären Ausgangszahnräder (90, 92, 94) individuell gelagert sind und daß die Verschiebeeinrichtung umfaßt:

a) ein sich verschiebendes Kupplungsteil (108), welches axial verschiebbar und radial antreibend gegenüber jeder verschiebbaren Ausgangswelle (34, 36, 38) montiert ist und zwei axiale Positionen aufweist, nämlieh eine erste axiale Position, in welcher das Kupplungsteil (103) zum radialen Antrieb in Eingriff mit dem sekundären Ausgangszahnrad (90, 92, 94) steht und eine zweite axiale Position, in welcher das Kupplungsteil (108) zum radialen Festhalten in Eingriff mit einem stationären Halteglied (106) steht;

b) Verschiebestangen (114, 118), die in der Nähe der entsprechenden Kupplungsteile (108) montiert sind und die Kupplungsteile aus der ersten axialen Position in die zweite axiale Position und umgekehrt bewegen können und welche angetrieben sind durch

c) eine Nockeneinrichtung (132), die von dem Eingangsglied (2, 4) angetrieben wird, wobei die Nockeneinrichtung synchron mit der Beschleunigungs-Verzögerungseinrichtung so verknüpft ist, daß die die Verschiebestangen (114, 118) nur während der Verweildauer der Beschleunigungs-Verzögerungs-Einrichtung bewegt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung (132) von dem Eingangsglied (4) über eine mit konstanter Geschwindigkeit arbeitende Verbindung angetrieben wird.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung (132) von dem Eingangsglied (4) über eine Zahnradverbindung angetrieben wird.

6. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtuna (132) vom Eingangsglied (2, 4) über einen intermittierenden Bewegungsmechanismus angetrieben wird.

7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der intermittierende Bewegungsmechanismus ein "Geneva"-Mechanismus ist.

8. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Kupplungsteil (108) während eines Teils der Verschiebung aus der ersten axialen Position in die zweite axiale Position und umgekehrt in gleichzeitigem Eingriff sowohl mit dem sekundären Ausgangszahnrad (90,

92, 94) und dem stationären Halteglied (106) befindet, 25

9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs-Verzögerungs-Einrichtung, welche ein verdrehbares Antriebs-Eingangsglied (4) und ein Ausgangsglied (16) besitzt, umfaßt:

^ow a) einen Zahnradabschnitt, der am Ausgangsglied (16) montiert ist;

b) eine Einrichtung, mit welcher das Ausgangsglied (16) so montiert wird, daß dieses auf einen bestimmten Weg geführt wird;

c) ein erstes Zahnrad (14), welches in den Zahnradabschnitt eingreift und das Äusgangsglied (16)

antreibt;

d) eine Einrichtung, welche das erste Zahnrad (14) auf einer Drehbewegung um seinen eigenen Mittelpunkt führt, während dieser Mittelpunkt entlang eines Weges oszilliert, der parallel zum Ausgangsglied (16) verläuft, wodurch die Bewegung des Ausgangsgliedes bewirkt wird;

c) eine Einrichtung, welche das drehbare Antriebsglied (4) auf einem Weg führt, der im wesentlichen transversal zum Weg des Ausgangsgliedes (16) verläuft,

f) eine Einrichtung, mit welcher das erste Zahnrad (14) nicht verdrehbar gegenüber dem Antriebsglied (4) montiert ist, wobei die Achse des ersten Zahnrades und des Gliedes parallel zueinander, jedoch in Abstand voneinander sind, wobei die Drehung des Antriebsteiles sie um den Mittelpunkt des ersten Zahnrades drehen läßt.

10. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungs-Verzögerungs-Einrichtung, welche eine angetriebene Eingangseinrichtung aufweist, welche eine Drehbewegung verleiht, sowie ein Haupt-Ausgangsglied, welches sich entlang eines bestimmten Weges bewegt, umfaßt:
a) ein erstes umlaufendes Paar mit:

(1) einem ersten umlaufenden Glied;

(2) ein erstes exzentrisches Glied, welches exzentrisch zu und nicht verdrehbar an dem ersten sich drehenden Teil montiert ist;

^ow b) ein zweites umlaufendes Paar, welches in fester räumlicher Beziehung zum ersten umlaufenden Paar montiert ist und umfaßt:

(1) ein zweites umlaufendes Glied;

(2) ein zweites exzentrisches Glied, welches exzentrisch und nicht verdrehbar am zweiten umlaufenden Glied montiert ist;

c) eine Einrichtung, mit welcher die Drehung des ersten umlaufenden Paares und des zweiten umlaufenden Paares mit einem im wesentlichen ganzzahligen Winkelgeschwindigkeitsverhältnis verbindet;

d) eine Einrichtung, welche das Haupt-Ausgangsglied mit dem ersten exzentrischen Glied und mit dem zweiten exzentrischen Glied verbindet und umfaßt:

(1) ein erstes Ausgangsglied in tangentialem Antriebseingriff mit dem Umfang von einem exzentrischen Glied;

(2) ein zweites Ausgangsglied, welches verdrehbar am anderen exzentrischen Glied montiert ist;

e) wobei die angetriebene Eingangseinrichtung mit einem der umlaufenden Paare verbunden ist und diesem umlaufenden Paar eine Drehbewegung verleiht.