DE4327460A1 - Toothed-belt drive - Google Patents

Abstract

In known toothed-belt drives for converting a rotary motion into a translational motion, continuous switching of the drive motor is required to reverse the motion. These solutions are involved since, to change direction, the motor has to be braked, switched and reaccellerated in the other direction of rotation. The new toothed-belt drive is intended to make it possible to convert a unidirectional rotary motion of a rotary drive into a reciprocating motion and to achieve high uniform speeds over the majority of the stroke. A carriage (5) of U-shaped design which is guided parallel to the longitudinal axis of the toothed-belt drive with the toothed-belt lengths (3) and (4) contains a slide (6) which can be moved in the carriage transversely to the longitudinal axis of the toothed-belt drive. Due to the force of the spring (8), a roller (9) attached to the lever (7) presses the slide (6) against the toothed-belt length (4) and the carriage (5). As a result, the carriage moves towards the right. In the reversal positions, the roller (9) runs onto cam elements, the lever (7) thereby being pushed across and a reversal in the direction of motion taking place. The toothed-belt drive permits simple conversion of a unidirectional rotary drive into a reciprocating motion, high, uniform speeds over the majority of the stroke being achievable. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnriemenantrieb zur Umwandlung einer rotatorischen Bewegung in eine translatorische Bewegung mit stufenloser Verstellung des Hubes.The invention relates to a toothed belt drive for conversion a rotational movement into a translatory movement with stepless adjustment of the stroke.

Stand der TechnikState of the art

Zahnriemenantriebe üblicher Bauart zur Umwandlung einer rotator­ ischen Bewegung in eine translatorische Bewegung erfordern ein ständiges Umschalten des Antriebsmotors zur Bewegungsumkehr, wo­ bei zur Richtungsänderung der Motor abgebremst, umgeschalten und in der anderen Drehrichtung wieder beschleunigt werden muß. Da­ durch sind die erreichbaren Beschleunigungen und Geschwindigkeiten begrenzt. Bei kleinen Hüben sind keine konstanten Geschwindig­ keiten über dem Hub erreichbar.Toothed belt drives of conventional design for converting a rotator movement into a translatory movement require a constant switching of the drive motor to reverse movement, where when changing the direction the motor braked, switched and must be accelerated again in the other direction of rotation. There are the achievable accelerations and speeds limited. With small strokes there are no constant speeds attainable over the hub.

Die Hubverstellungen werden durch entsprechende Ansteuerungen des Antriebsmotors erreicht.The stroke adjustments are made by appropriate controls of the drive motor reached.

Insgesamt ergeben sich dadurch hohe Beanspruchungen des Antriebs­ motors und teure, energieaufwendige Lösungen, da beim Abbremsen Energie vernichtet wird, die beim Beschleunigen wieder zuge­ führt werden muß.Overall, this results in high demands on the drive motors and expensive, energy-intensive solutions, because braking Energy is destroyed, which is accelerated again must be led.

Problemproblem

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Zahnriemenantrieb für hin- und hergehende Bewegungen mit einem ständig gleichsinnig drehenden rotatorischen Antrieb zu schaffen, bei dem hohe Beschleunigungen und Geschwindigkeiten und auch bei kleinen Hüben konstante Geschwindigkeiten über den größ­ ten Teil des Hubes erreicht werden und der Hub stufenlos verstell­ bar ist. The invention specified in claim 1 is based on the problem a toothed belt drive for back and forth movements with a rotating drive rotating in the same direction create high accelerations and speeds and Even with small strokes, constant speeds over the largest th part of the stroke can be reached and the stroke is infinitely adjustable is cash.  

Erfindunginvention

Dieses Problem wird mit den Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst.This problem is solved with the measures of claim 1.

Vorteilhafte Wirkung der ErfindungAdvantageous effect of the invention

Mit der Erfindung wird im angegebenen Anwendungsfall erreicht, daß die gleichsinnig drehende Bewegung eines rotatorischen An­ triebes in eine hin- und hergehende Bewegung mit wahlweise ver­ stellbarem Hub umgewandelt wird, wobei hohe Beschleunigungen und Geschwindigkeiten und auch bei kleinen Hüben konstante Ge­ schwindigkeiten über den größten Teil des Hubes erreicht werden. Der Energieverbrauch ist gering, da die Bewegungsenergie in den Umkehrlagen zum großen Teil gespeichert und wieder abgegeben wird.In the specified application, the invention achieves that the co-rotating movement of a rotary An drives in a reciprocating movement with optional ver adjustable stroke is converted, with high accelerations and speeds and constant Ge even with small strokes speeds can be reached over most of the stroke. The energy consumption is low because the kinetic energy in the Reversal positions are largely saved and released again.

Weiterbildungen der ErfindungDevelopments of the invention

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:An embodiment is explained with reference to FIGS. 1 to 5. Show it:

Fig. 1 den Zahnriemenantrieb in der Ansicht mit Maschinengestell und Führung Fig. 1 shows the toothed belt drive in the view with the machine frame and guide

Fig. 2 den Zahnriemenantrieb in der Draufsicht ohne Führung und ohne Maschinengestell Fig. 2 shows the toothed belt drive in plan view without a guide and without a machine frame

Fig. 3 einen Teilschnitt des Zahnriemenantriebes Fig. 3 shows a partial section of the toothed belt drive

Fig. 4 eine Teilansicht von unten Fig. 4 is a partial view from below

Fig. 5 eine Teilansicht von der Seite. Fig. 5 is a partial view from the side.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der in einem Maschinen­ gestell 1 gelagerte Zahnriemenantrieb mit Zahnriemenscheiben 14, 15 und Zahnriemen 2 von einem Motor 18 angetrieben. Dabei bewegt sich in der Fig. 2 zum Beispiel der Zahnriementrum 3 nach links und der Zahnriementrum 4 nach rechts.In the illustrated embodiment, the toothed belt drive mounted in a machine frame 1 with toothed belt pulleys 14 , 15 and toothed belt 2 is driven by a motor 18 . In this case, 2 for example, the Zahnriementrum 3 to the left and the Zahnriementrum 4 moves in FIG. To the right.

Die beiden gegenläufigen Zahnriementrume laufen durch den an die Führung 13 geführten Schlitten 6, wobei entsprechend Fig. 5 der unbelastete Trum 3 wider den Schlitten 5 noch den Schieber 6 be­ rührt. The two counter-rotating tooth belt runs through the guided on the guide 13 carriage 6 , according to Fig. 5 of the unloaded strand 3 against the carriage 5 still touches the slide 6 be.

Der quer zur Längsachse des Zahnriemenantriebes bewegliche Schieber 6, dargestellt in Fig. 4 und 5, der durch Bolzen 17 im Schlitten 5 geführt ist, besitzt auf seinen Außenseiten eine dem Zahnriemen 2 entsprechende Verzahnung.The slide 6 , shown in FIGS. 4 and 5, which is movable transversely to the longitudinal axis of the toothed belt drive and which is guided by bolts 17 in the slide 5 , has a toothing corresponding to the toothed belt 2 on its outer sides.

In der in Fig. 4 dargestellten Lage wirkt die Kraft der Feder 8 über den Hebel 7 auf die Rolle 10, welche den beweglichen Schie­ ber 6 so an dem nach rechts laufenden Zahnriementrum 4, der eine andere Geschwindigkeit als der Schieber 6 haben kann, preßt, daß es zum Formschluß zwischen Zahnriementrum 4 und Schieber 6 kommt. Hierdurch bewegt der Zahnriementrum 4 den Schlitten 5 nach rechts. Gelangt der Schlitten 5 in den Bereich des Kurvenelementes 12, dargestellt in Fig. 3, so läuft die am Hebel 7 befindliche Rolle 9 auf das Kurvenelement 12 auf und die Anpressung des Schiebers 6 an den sich nach rechts bewegenden Zahnriementrum 4 wird aufgehoben. Der Schlitten 5 fährt auf die Feder 16, dargestellt in Fig. 1, welche die kinetische Energie des Schlittens 5 aufnimmt, und wird bis zum Stillstand abgebremst. Die Feder 16 gibt die gespeicherte Energie wieder ab und beschleunigt den Schlitten nach links. Dabei wird die Rolle 9 durch die außermittig zur Längsachse des Zahn­ riemenantriebes angeordnete Kurvenbahn des Kurvenelementes 11 so geführt, daß die Feder 8 und der Hebel 7 nach Verlassen der Kurvenbahn des Kurvenelementes 11 den Schieber 6 an den sich nach links bewegenden Zahnriementrum 3 pressen. Nach der Herstellung des Formschlusses zwischen Schieber 6 und Zahnriementrum 3 be­ wegt sich der Schlitten 5 mit der Geschwindigkeit des Zahnriemen­ trumes 3 nach links.In the embodiment shown in Fig. 4 position, the force of the spring 8 via the lever 7 to the roller 10 which via 6 so to the current right Zahnriementrum 4, which may have a different rate than the slider 6 presses the movable slide acts that there is a positive connection between tooth belt 4 and slide 6 . As a result, the tooth belt 4 moves the slide 5 to the right. If the carriage 5 reaches the area of the cam element 12 , shown in FIG. 3, the roller 9 located on the lever 7 runs onto the cam element 12 and the pressure of the slide 6 on the toothed belt 4 moving to the right is released. The carriage 5 moves onto the spring 16 , shown in FIG. 1, which absorbs the kinetic energy of the carriage 5 , and is braked to a standstill. The spring 16 releases the stored energy again and accelerates the slide to the left. The roller 9 is guided by the cam path of the cam element 11 arranged eccentrically to the longitudinal axis of the toothed belt drive such that the spring 8 and the lever 7, after leaving the cam path of the cam element 11, press the slide 6 onto the toothed belt 3 moving to the left. After the positive connection between the slide 6 and tooth belt 3 , the carriage 5 moves at the speed of the toothed belt 3 to the left.

Claims (6)

1. Zahnriemenantrieb für translatorisch zu bewegende Maschinen­ teile mit parallelen, sich gegensinnig bewegenden Zahnriemen­ trumen und zwei an einem festen Maschinenteil gelagerten Zahn­ riemenscheiben, wovon eine standig gleichsinnig angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem an einer Führung (13) parallel zu dem Zahnriemen (2) geführten und die beiden Zahnriementrume (3, 4) an ihrer Rückseite umfassender Schlit­ ten (5) quer zur Bewegungsrichtung verschiebbarer Schieber (6), dessen Außenseiten entsprechend dem Profil des Zahnriemens ver­ zahnt sind, und ein im Schlitten (5) gelagerter Hebel (7), der durch eine im Schlitten (5) befestigte Feder (8) belastet ist, so verbunden sind, daß der Hebel (7) den Schieber (6) an eine Seite des Schlittens (5) und dabei die verzahnte Außenseite des Schiebers (6) in die Verzahnung des einen Trums (3 oder 4) des Zahnriemens (2) und den Zahnriementrum (3 oder 4) mit seiner Rückseite an den Schlitten (5) preßt.1. Toothed belt drive for machine parts to be moved translationally with parallel, oppositely moving toothed belts and two pulleys mounted on a fixed machine part, one of which is driven in the same direction, characterized in that in a guide ( 13 ) parallel to the toothed belt ( 2 ) guided and the two toothed belt spaces ( 3 , 4 ) on their rear comprehensive slide ( 5 ) transversely to the direction of movement slider ( 6 ), the outer sides of which are toothed according to the profile of the toothed belt, and one in the carriage ( 5 ) Lever ( 7 ), which is loaded by a spring ( 8 ) fastened in the carriage ( 5 ), are connected so that the lever ( 7 ) pushes the slide ( 6 ) to one side of the carriage ( 5 ) and thereby the toothed outside of the Slider ( 6 ) into the toothing of one strand ( 3 or 4 ) of the toothed belt ( 2 ) and the toothed belt drum ( 3 or 4 ) with its back on the slide ( 5 ) presses. 2. Zahnriemenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem festen Maschinenteil (1) außermittig zur Längs­ achse der parallelen Zahnriementrume (3, 4), Kurvenelemente (11, 12) angeordnet sind, in welche der im bewegten Schlitten (5) ge­ lagerte Hebel (7) mit der Rolle (9) einfährt und dadurch die Anpressung an den einen Trum (3 oder 4) des Zahnriemens (2) aufgehoben und der Hebel (7) durch die Kurvenelemente (11, 12) so geführt wird, daß der Hebel (7) durch die Feder (8) den Schieber (6) mit der anderen verzahnten Außenseite an den gegenläufigen Trum (3 oder 4) des Zahnriemens (2) und diesen mit der Rückseite an die andere Seite des Schlittens (5) preßt. 2. Toothed belt drive according to claim 1, characterized in that on a fixed machine part ( 1 ) eccentrically to the longitudinal axis of the parallel toothed belt space ( 3 , 4 ), cam elements ( 11 , 12 ) are arranged, in which the in the moving carriage ( 5 ) ge stored lever ( 7 ) with the roller ( 9 ) retracts and thereby the pressure on one strand ( 3 or 4 ) of the toothed belt ( 2 ) is released and the lever ( 7 ) is guided through the cam elements ( 11 , 12 ) so that the lever ( 7 ) by means of the spring ( 8 ) pushes the slide ( 6 ) with the other toothed outer side against the opposite run ( 3 or 4 ) of the toothed belt ( 2 ) and with the rear side against the other side of the slide ( 5 ) . 3. Zahnriemenantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schlitten (5) in den Hubendlagen durch eine oder mehrere Federn (16) abgebremst und wieder beschleunigt wird.3. toothed belt drive according to claim 1 and 2, characterized in that the carriage ( 5 ) in the stroke end positions by one or more springs ( 16 ) is braked and accelerated again. 4. Zahnriemenantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hebel (7) mit Rollen (9, 10) versehen ist.4. toothed belt drive according to claim 1 and 2, characterized in that the lever ( 7 ) with rollers ( 9 , 10 ) is provided. 5. Zahnriemenantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (7) statt mit Rollen mit reibungsarmen Gleit­ flächen versehen ist.5. Timing belt drive according to claim 4, characterized in that the lever ( 7 ) is provided with low-friction sliding surfaces instead of rollers. 6. Zahnriemenantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kurvenelemente (11, 12) und die Federn parallel zur Längsachse der Zahnriementrume (3, 4) stufenlos verstellt werden können.6. Timing belt drive according to claims 1 to 3, characterized in that the cam elements ( 11 , 12 ) and the springs can be adjusted continuously parallel to the longitudinal axis of the toothed belt space ( 3 , 4 ).