• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1986003270A1
    申请号:PCT/DE1985/000478
    申请日:1985-11-19
    公开日:1986-06-05
    发明作者:Karl-Josef Gaigl
    申请人:Waldorf, Veronika；
    IPC主号:F16H27-00
    专利说明:
    [0001] Vorrichtung zum schrittweisen Antreiben einer Achswelle
    [0002] Die Erfindung. betrifft eine Vorrichtung zum schrittweisen Antreiben einer Achswelle in einer Drehrichtung um eine Achse, wobei an der Achswelle zumindest ein Eingriffselement angeordnet ist, welches eine Kurvenformation abfährt.
    [0003] Kurven- und Schrittgetriebe sind in vielfältiger Form bekannt. Definitionsgemäß dienen Schrittgetriebe der Wandlung einer gleichförmigen in eine schrittweise Bewegung. Sie erzeugen die Rast zum Beispiel dadurch, daß Getriebeglieder periodisch außer Eingriff kommen und der Ruhezustand durch ein Gesperre gesichert wird. Derartige Getriebe werden beispielsweise durch Scheibenoder Zylinderkurven gebildet. Beispielsweise ein Zylinderkurven-Schrittgetriebe zeigt einen um eine Achse senkrecht zu der anzutreibenden Achse drehenden Zylinder, wobei auf dem Zylindermantel Kurvenkanäle eingeformt sind, welche von Eingriffselementen an einem um die anzutreibende Achse angeordneten Drehteller abge fahren werden. Dabei wird also lediglich die eine gleichförmige Drehbewegung in eine andere schrittweise Drehbewegung umgewandelt.
    [0004] Bekannt sind auch Schrittantriebe, bei denen beispielsweise die Linearbewegung einer Zahnstange od.dgl. in eine schrittweise Drehbewegung umgewandelt wird, jedoch muß beim Rückhub die Zahnstange außer Eingriff mit der anzutreibenden Drehachse gebracht werden.
    [0005] Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, einen Schrittantrieb der oben genannten Art zu schaffen, bei welchem sowohl Vor- wie auch Rückhub beispielsweise eines Hubzylinders in eine gleichförmige schrittweise Bewegung einer Drehachse umgewandelt wird. Dabei soll die Drehachse mit dem Antrieb ständig kraftschlüssig in Verbindung stehen.
    [0006] Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß das/die als Drehstange/n ausgebildete/n Eingriffselement/e in eine Kurvenöffnung eines sich in einer Ebene etwa senkrecht zur Achse bewegenden Schiebers eingreift/en.
    [0007] Dabei soll unter einer Kurvenöffnung nicht nur ein Durchbruch im Schieber selbst verstanden werden, sondern die Kurvenöffnung kann beispielsweise auch durch dem Schieber in einer bestimmten Formation aufgesetzte Leisten gebildet werden.
    [0008] Bevorzugt soll die Mittelachse der Kurvenöffnung in Bewegung immer durch die Achse der Achswelle verlaufen, das heißt der Schieber bewegt sich sowohl bei Vor- wie auch bei Rückhub in einer Ebene senkrecht zur Achswelle.
    [0009] Zum Umsetzen der oszillierenden Linearbewegung des Schiebers weist nun die Kurvenöffnung Aufnahmeschalen zum Mitnehmen der Drehstange/n auf. Diese Aufnahmeschalen sollen senkrecht zur Hubbewegung angeordnet sein. In Hubbewegung dagegen sieht die Erfindung Kurvensegmente zum Festlegen der Endlage der Drehstange/n nach einer Hubbewegung vor.
    [0010] Es hat sich weiterhin als günstig erwiesen, mehrere Drehstangen um einen Mittelpunkt herum in einem bestimmten Winkel zueinander anzuordnen, wobei der Mittelpunkt vorzugsweise auf der Mittelachse der Kurvenöffnung liegt. Der Erfindungsgedanke umfaßt hier selbstverständlich auch andere Möglichkeiten, die im Rahmen des handwerklichen Könnens liegen und insbesondere durch Versuche ermittelt werden können. Am einfachsten und wirkungsvollsten ist es, wenn der Winkel 120° beträgt und dementsprechend drei Drehstangen vorgesehen sind. Die Mittelpunkte dieser Drehstangen beschreiben dann einen Kreis mit einem bestimmten Radius. Um dann eine genaue Dreiteilung des Schrittantriebs zu erreichen, soll die Breite der Kurvenöffnung dem Abstand zweier benachbarter Drehstangen zuzüglich deren doppelten Querschnittsradien entsprechen. Im Zusammenwirken mit den Aufnahmeschalen bzw. den Kurvensegmenten wird dann bei Vor- und Rückhub ein kraftschlüssiger Halt der Drehstangen erzeugt.
    [0011] Um die gleichförmige Drehung in einer Querrichtung selbst sowohl bei Rück- wie auch bei Vorhub zu gewährleisten, ragen die Aufnahmeschalen über den von der oben genannten Breite gebildeten Lichtraum in einer Tiefe hinaus, welche dem Radius des Kreises zuzüglich eines Querschnittsradius einer Drehstange vermindert um die Hälfte der Breite entspricht. Diese Aufnahmeschalen sollen dann noch um ein bestimmtes Maß in den Lichtraum der Breite hineinragen, wobei dieses Maß bevorzugt dem Radius einer Drehstange entspricht. Damit wird ein günstiger Angriffswinkel der Aufnahmeschale an eine Dreh Stange zu deren Bewegung gewährleistet. Ebenfalls wirkt sich diese Bemaßung sehr günstig auf die Kraftübersetzung der Linearbewegung in die Drehbewegung aus.
    [0012] Weiterhin ist vorgesehen, daß der Schieber in einem Gehäuse angeordnet wird, wobei er in einem Innenraum an Schienen gleitet. Die Drehstangen wiederum sollen einem Drehteller zugeordnet sein, welcher ein Teil der Achswelle ist. Dieser Drehteller kann sich dann oberhalb des Innenraumes in einem Kuppelraum in dem Gehäuse befinden. Die Achswelle selbst dreht in einem Kugellager und andererseits in einem Freilauf.
    [0013] Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Umsetzung einer oszillierenden Linearbewegung eines sich etwa senkrecht in einer Ebene zur Achse der Achswelle bewegenden Schiebers über eine an dem Schieber angeordnete Kurvenformation in die schrittweise Drehbewegung der Achswelle.
    [0014] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
    [0015] Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schrittantriebes, teilweise im Längsschnitt;
    [0016] Figur 2 einen Querschnitt durch den Schrittantrieb entlang Linie II - II in Figur 1;
    [0017] Figur 3 eine vergrößert dargestellte Draufsicht auf einen Schieber und schematisch dargestellte Drehstangen in Gebrauchslage.
    [0018] Ein Schrittantrieb weist ein Gehäuseoberteil 1, ein Gehäuseunterteil 2, eine Anschlußplatte 3 sowie eine Stirnplatte 4 auf. Seitlich sind Seitenstreifen 5 zwischen Gehäuseober- und Gehäuseunterteil 1 bzw. 2 eingelagert. Diese Teile begrenzen einen Innenraum J, in welchem ein Schieber 6 lagert, wobei der Schieber 6 beidseits über je eine Nut 7 in den Seitenstreifen 5 angeformten Schienen 8 beweglich lagert.
    [0019] Der Schieber 6 hat in seinem rückwärtigen Teil 9 eine Bohrung 10 zur Aufnahme eines Gewindebolzens 13, dessen Eindrehtiefe von einer Mutter 11 gesichert wird. Andernends ist dieser Gewindebolzen mit einem Antriebsystem 12, beispielsweise einem Pneumatikzylinder, verbunden, über welches der Schieber in Richtung x bewegt wird.
    [0020] Der Schieber 6 weist nach Figur 3 eine Kurvenöffnung 15 auf, in welche drei Drehstangen 17 eingreifen. Nach Figur 2 sind die Drehstangen 17 an einem Drehteller 16 angeordnet und sind aus einem Bolzen 18 mit nach unten hängendem Kopf 19 sowie zwischen Kopf 19 und brehteller 16 angeordneten Stützrollenlager 20 gebildet. Den Bolzen 18 sichert auf der Drehtelleroberseite ein Sprengring 21.
    [0021] Der Drehteller 16 bildet auch einen Mittelpunkt M für eine Achswelle 23, welche in einem Rillenkugellager 24 in dem Gehäuseoberteil 1 ruht und sich gegenüber dem Gehäuseunterteil 2 über einen Freilauf 25 abstützt. Die Achswelle dreht um die Achse A, welche auch durch den Mittelpunkt M geht. Der Drehteller 16 ist im übrigen in einem vom Gehäuseoberteil 1 gebildeten Kuppelraum K oberhalb des Innenraums J angeordnet, so daß er die Bewegung des Schiebers 6 nicht stört, sondern nur mit seinen Drehstangen 17 in die Kurvenöffnung 15 eingreift. Diese Drehstangen sind in einem Winkel w von jeweils 120° zueinander um den Mittelpunkt M bzw. an dem Drehteller 16 befestigt.
    [0022] Der Mittelpunkt M des Drehtellers 16 liegt im übrigen auf der Mittelachse B der Drehöffnung 15, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Mittelachse des Schiebers 6 übereinstimmt, was jedoch nicht zwingend notwendig ist.
    [0023] Die Breite b der Kurvenöffnung 15 entspricht dem Abstand a zweier benachbarter Drehstangen 17, gemessen zwischen deren Mittelpunkten C und D zuzüglich des doppelten Radius r der Drehstangen 17.
    [0024] Die Länge 1 der Kurvenöffnung 15 ist dagegen nicht festgelegt, über sie wird die Länge des Leerhubes zwischen einzelnen Schrittbewegungen des Drehtellers 16 und damit die Pausen zwischen den einzelnen Takten bestimmt.
    [0025] Die Breite b der Kurvenöffnung 15 spiegelt lediglich den Lichtraum wieder. Darüber hinaus sind jedoch beidseits Aufnahmeschalen 26 in dem Lichtraum ausgeformt, die mit einer Tiefe t über den Lichtraum hinausragen, wobei die Tiefe t dem Radius R des die Mittelpunkte C, D und E verbindenden Kreises 27 zuzüglich des Radius r vermindert um die Hälfte b entspricht. Die Aufnahmeschalen 26 überragen jedoch nicht nur in einer Tiefe t den Lichtraum der Breite b, sondern greifen auch in diesen um ein Maß u ein, welches im Ausführungsbeispiel dem Radius r entspricht. Damit ist ein günstiger Angriffswinkel Aufnahmeschale 26 - Drehstange 17 gewährleistet.
    [0026] Zur Sicherung der Drehstange 17 in der Endphase der Bewegung sind beidseits entlang der Mittelachse B noch weitere Kurvensegmente 28 aus der Kurvenöffnung 15 herausgeformt, deren Kontur der Drehstange 17 bzw. deren Stützrollenlager 20 entspricht.
    [0027] Figur 3 stellt eine Endlage des Schiebers dar. Dabei wird die Drehstange 17 mit dem Mittelpunkt E von dem Kurvensegment 28 gehalten, während die beiden anderen Drehstangen 17 jeweils mit Rand- bzw. Kantenbereichen der Kurvenöffnung 15 zusammenwirken. Wird nun der Schieber 6 nach rechts in Figur 3 verschoben, findet ein Leerhub statt, das heißt der Drehteller 16 bewegt sich nicht um die Achse A. Die Drehstange 17 mit dem Mittelpunkt E gelangt zwar außer Eingriff mit dem Kurvensegment 28, im gleichen Moment aber gleitet die kurzfristig freie Drehstange 17 mit dem Mittelpunkt C in den oberen Randbereich der Drehöffnung 15 ein. Infolge der oben geschilderten Bemaßung kann nun kein Drehen stattfinden, sondern der Drehteller mit den Drehstangen wird kraftschlüssig gehalten. Erst wenn sich die untere Drehstange 17 mit dem Mittelpunkt D über den Rand der unteren Aufnahmesehale 26 nach Figur 3 hinwegbewegt ist der Drehteller 16 freigegeben. Nun wird diese Drehstange 17 mit dem Mittelpunkt D von der unteren Aufnahmeschale 26 mitgenommen, der Drehteller 16 dreht um die Achse A, bis die Drehstange 17 mit dem Mittelpunkt C in das andere Kurvensegment 28 einfährt. Die Lage der anderen Drehstangen 17 mit den Mittelpunkten D und E ist dann spiegelbildlich verschoben zu der in Figur 3 gezeigten Lage der Drehstangen 17 mit den Mittelpunkten C und D. Nun findet ein Rückhub statt, wobei die bis dahin sich nahe der oberen Aufnahmeschale 26 befindliche Drehstange mit dem Mittelpunkt E von dieser mitgenommen wird.
    [0028] Selbstverständlich muß die Länge 1 ein bestimmtes Minimum aufweisen, damit die Drehstange außer Eingriff mit dem Kurvensegment 28 geraten kann, bevor der Drehteller 16 weiterdreht.
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    1. Vorrichtung zum schrittweisen Antreiben einer Achswelle od.dgl. in einer Drehrichtung um eine Achse, wobei an der Achswelle zumindest ein Eingriffselement angeordnet ist, welches eine Kurvenformation abfährt,
    dadurch gekennzeichnet.
    daß das/die als Drehstange/n (17) ausgebildete/n Eingriffselement/e in eine Kurvenöffnung (15) eines sich in einer Ebene etwa senkrecht zur Achse (A) bewegenden Schiebers (6) eingreift/en.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (B) der Kurvenöffnung (15) in Bewegung durch die Achse (A) verläuft.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenöffnung (15) Aufnahmeschalen (26) zum Mitnehmen der Drehstange/n (17) aufweist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenöffnung (15) Kurvensegmente (28) zum Festlegen der Endlage der Drehstange/n (17) nach einer Hubbewegung in eine Richtung (x) aufweist.
    5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere DrehStangen (17) um einen Mittelpunkt (M) herum in einem Winkel (w) angeordnet sind, wobei der Mittelpunkt (M) auf der Mittelachse (E) liegt.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (w) 120° beträgt und die Mittelpunkte (C, D und E) der Drehstangen (17) auf einem Kreis (27) mit dem Radius (R) angeordnet sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstangen (17) alle den gleichen Querschnittsradius (r) aufweisen.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Kurvenöffnung (15) dem Abstand (a) zweier benachbarter Drehstangen (17) zuzüglich des doppelten Querschnittsradius (r) entspricht.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeschalen (26) über den von der Breite (b) gebildeten Lichtraum in einer Tiefe (t) hinausragen, die dem Radius (R) zuzüglich des Radius (r) vermindert um die Hälfte der Breite (b) entspricht.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeschalen (26) in einem Maß (u) in den Lichtraum der Breite (b) einragen, welches dem Radius (r) entspricht.
    11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) in einem Innenraum (3) eines von Gehäuseteilen (1 bis 5) gebildeten Gehäuses angeordnet ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) entlang von an Seitenstreifen (5) angeformten Schienen (8) gleitet.
    13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehstangen (17) an einem Drehteller angeordnet sind, welcher von der Achse (A) durchbohrt wird, die von der Achswelle (23) umgeben ist.
    14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller in einem Kuppelraum (K) oberhalb des Innenraumes (J) ruht.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Achswelle einerseits in einem Kugellager (24) andererseits in einem Freilauf (25) dreht.
    16. Verfahren zum schrittweisen Antreiben einer Achswelle od.dgl. in einer Drehrichtung um eine Drehachse, wobei zumindest ein an der Achswelle angeordnetes Eingriffselement eine Kurvenformation abfährt, dadurch gekennzeichnet, daß eine oszillierende Linearbewegung eines sich etwa senkrecht in einer Ebene zur Achse der Achswelle bewegenden Schiebers über eine an dem Schieber angeordnete Kurvenformation in die schrittweise Drehbewegung der Achswelle umgesetzt wird.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-06-05| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1986-06-05| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1986-07-21| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1985905778 Country of ref document: EP |
    1986-12-17| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985905778 Country of ref document: EP |
    1989-08-09| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1985905778 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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