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Getriebe Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Umwandeln einer hin-
und hergehenden Bewegung oder kreisförmigen Schwin,-bewegung in eine kreisförmige
Schwingbewegung, die mit einer hin- und hergehenden Wechselbewegung in Richtung
der Achse der Schwingbewegung kombiniert ist, mit einer drehbar und axial verschiebbar
gelagerten Welle, die mit einem Arm versehen ist, der die gewünschte kombinierte
Schwingbewegung und lineare Wechselbewegung ausführt, um einen Gegenstand anzuheben,
an eine andere Stelle zu bewegen und dort abzusetzen, wobei die getriebene Welle
mit einem Hebel mit Schlitzführung starr verbunden ist.
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Bei automatischen Fertigungseinrichtungen ist es bekannt, daß einzelne
Bearbeitungsmaschinen Bearbeitungen selbsttätig durchführen, jedoch ist es dann
erforderlich, daß die zu bearbeitenden Teile von Hand der Bearbeitungsmaschine zugeführt
und auch von Hand wieder abtransportiert werden. Die zu einer solchen Beschickung
erforderlichen Arbeitsgänge sind in der Regel so kompliziert, daß die dazu erforderlichen
Fördereinrichtungen unrentabel sind und die entsprechenden Beschickungsvorgänge
daher besser und billiger von Hand durchgeführt werden, Für den Antrieb von Beschickungseinrichtungen
bieten sich hydraulische Einrichtungen an, mit denen sich im wesentlichen nur hin-
und hergehende Bewegungen ausführen lassen. Auch kreisförmige Schwingbewegungen
lassen sich als Antriebsbewegungen leicht verwenden. Die Beschickung, also das Zuführen
von Teilen zur Bearbeitungsmaschine und das nachfolgende Wegführen, erfordert jedoch
koniplizierte Bewegungen, die im wesentlichen aus einer hin-und hergehenden Wechselbewegung
zusammen mit einer senkrecht dazu verlaufenden Hubbewegung kombiniert sind.
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Es ist bereits bekannt, an einer hin- und hergehenden Zahnstange eine
Kulisse auswechselbar zu be-
festigen, mit der über eine Rolle ein hin- und
hergehendes Bauteil zusammenwirkt. Bei dieser Einrichtung erfolgt eine Kulissensteuerung
hinsichtlich einer Bewegung nur in einer Richtung. Eine gleichzeitige Bewegung senkrecht
dazu erfolgt nicht, und somit ist diese Einrichtung auch nicht zu der gewünschten
Beschickung von Maschinen verwendbar.
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Eine andere bekannte Einrichtung wandelt mit Hilfe von schwingenden
Hebelarmen mit malteserkreuzartigen Einschnitten eine Drehbewegung in wechselnde
Drehrichtungen um. Auch bei dieser be-
kannten Einrichtung erfolgt nur eine
Bewegung in einer Ebene und nicht in zwei Ebenen, wie das für einen komplizierteren
Beschickungsvorgang erforderlieh ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die be#-kannten einfachen
Antriebsbewegungen in Form von hin- und hergehenden Bewegungen oder kreisförmigen
Schwingbewegungen in eine kreisförmige Schwingbewegung, die mit einer hin- und hergehenden
Wechselbewegulig in Richtung der Achse der Schwingbewegung kombiniert ist,
um ii andeln und so eine zweidimensionale Bewegung zum Beschicken von Maschinen
oder ähnlichen Bewegungsvorgängen in der selbsttätigen Fertigung zu ermöglichen,
so daß Teile ergriffen, aufgehoben, wegbewegt und wieder abgesetzt werden können,
oder umgekehrt.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß
für die axiale Verschiebung der getriebenen Welle in an sich bekannter Weise eine
auf einer hin" und hergehenden Zahnstange vorzugsweise auswechselbar befestigte
Kulisse vorgesehen ist und daß ein Ritzel gehäusefest gelagert ist, das durch die
Zahnstange gedreht wird und an dessen Achse ein Hebel befestigt ist, der mit einem
Zapfen in die Schlitzführung des Hebels an der getriebenen Welle el eingreift. Eine
Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Arretierung der
getriebenen Welle in einer Endstellung der Schwingbewegung eine zur Welle parallele,
ortsfeste Buchse vorgesehen ist, in die ein am Hebel befestigter Zapfen greift.
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Außerdem ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in vorteilhafter
Weise möglich, daß das Ende der getriebenen Welle mit der Kulisse über einen einarmigen
Hebel gekoppelt ist, an dem sich seitlich eine auf der Kulisse gleitende Nase befindet.
Durch
die erfindungsgemäße Lösung wird nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
erstmalig gelöst, es ergeben sich darüber hinaus die C im
verschiedensten
Vorteile, insbesondere im Hinblick auf die Verwendung bei Fertigungsbändem in der
C
Massenfertigung, wo es häufig vorkommt, daß Gegenstände aufgenommen, seitlich
bewegt und wieder ab-Clesetzt werden müssen. Bei einer solchen Verwendung kommt
es nicht nur darauf an, daß die Bewegungen in gewünschter Weise und exakt ausgeführt
werden, vielmehr kommt es, da sich die herzustellenden und zu bewegenden Produkte
ändern, ganz wesentlich darauf an, daß die von dem Getriebe auszuführenden Bewegungen
in einfacher Weise an die jeweiligen Produkte angepaßt werden können. Dies ist bei
dem erfindungsgemäßen Getriebe in sehr einfacher Weise möglich. Zum einen kann der
vertikale Hub durch die Anschlagvorrichtung eingestellt werden, wozu lediglich Schrauben
zu verdrehen sind. Der höchste Punkt des Hubes bleibt dabei konstant, lediglich
der unterste Punkt des Hubes wird geändert, was für die Fertigung besonders günstig
ist. Zur Änderung des Hubes der seitlichen Schwingbewegung braucht lediglich der
Zapfen in dem Hebel versetzt zu werden. Außerdem kann der Eingriff des Ritzels in
die Zahnstange geändert werden, und es kann die Kulisse durch eine neue Kulisse
ersetzt werden, so daß nicht nur der Hub der Vertikalbewegung, sondern auch der
Bewegungsverlauf änderbar ist. Darüber hinaus sorgt noch ein Zapfen, der in einer
der Endlagen der seitlichen Hubbewegung beim Absenken in eine ortsfeste Buchse eingreift,
für eine exakte Fixierung in dieser Ruhelage.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung
zur übertragung einer Bewegung und den dazugehörigen Werkstückarm, F i
g. 2 eine vergrößerte, teilweise weggeschnittene Darstellung der in F i
g. 1 gezeigten Vorrichtung, die ausführlicher die inneren Hauptteile darstellt,
F i g. 3 eine etwas schematische und perspektivische Darstellung der auseinandergenommenen
Hauptarbeitssteile der Vorrichtung gemäß F i g. 2, F ig. 4 die Bewegungsarten
in schematischer Darstellung, F i g. 5 cine Draufsicht auf die Vorrichtung
bei entferntern Gehäusedeckel, F i g. 6 eine Schnittansicht auf der Linie
6-6 der F i g. 5 und 7 und F i g. 7 einen Schnitt auf
der Linie 7-7 der F i g. 5.
Aus den F i g. 1 und 2 ist der allgemeine
Aufbau der Vorrichtung 10 gut zu erkennen. Sie ist in einem Gehäuse
11 untergebracht, von dessen Deckelfläche aus sich ein Werkstückarm 12 erstreckt.
An dem Werkstückarm 12 ist ein Kontrollarm 14 angeordnet. Beide sind an einer drehbaren
und in axialer Richtung beweglichen angetriebenen Welle 15 befestigt. Ein
Stößel 16 betätigt eine Zahnstange 19 und ein Ritzel 20, und eine
Kulisse 21 der Zahnstange betätigt wieder einen Nockenfühler 26, wodurch
die Welle 15
wahlweise gehoben oder abgesenkt werden kann. Die Zahnradwelle
30, die von dem Zahnrad angetrieben wird und mit diesem fest verbunden ist,
betätigt einen Hebel 31 und den dazugehörigen Zapfen 32, der in die
Schlitzführung 35 eines angetriebenen Hebels 34 eingreift, wodurch die getriebene
Welle 15 in Drehung versetzt wird, damit sich der Werkstückarm 12 in seiner
Bewegungsebene bewegt, während in zeitlicher im
Beziehung zu der intermittierenden
Bewegung des Werkstückarmes 12 der zugehörigen Welle 15 diese tD an den Endpunkten
der Bewegung in der Ebene abim (Yesenkt wird. Auf einer -eeigneten Stelle auf dem
C C Hebel 34 ist ein Zapfen 36 befestigt, der in eine ortsfeste Buchse
38 eingreift, und zwar in den Endstellungen, wodurch die Endstellungen, in
denen sich der Werkstückarm 12 auf der Achse bewegt, die senkrecht zur Bewe 'gungsebene
verläuft, genau bestimmt werden. Befestigungsflansche 18 sind auf einem Gehäusedeckel
66 befestigt, um Schalter, SoIenoide und Ventile aufzunehmen, die durch die
Vorrichtung betätigt werden sollen und die dann wiederum andere Elemente einer automatischen
Anlage betätigen.
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In F i g. 4 ist gezeigt, daß die Bewegung der Zahnstange linear
verläuft. Der Stößel 16 kann direkt mit der Zahnstange verbunden sein. Bewegt
man den Stößel 16 in linearer Richtung, unabhängig davon, wodurch er bewegt
wird, bewegt sich auch die Zahnstange vor und zurück und überträgt ihre Bewegung
auf das Zahnrad. Das Zahnrad führt nun eine Drehbewegung aus und treibt den Hebel
31 und den zugehörigen Zapfen 32 an. Diese Bewegung wird malteserartig
auf einen großen Arm übertragen, der wiederum die Welle 15 in Schwingbewegung
versetzt. Der Nocken, der irgendeine Gestalt haben kann, liegt direkt auf der Zahnstange,
und gleichzeitig mit der Bewegung der Zahnstange betätigt er einen Nockenfühler
22, wodurch die Welle 15 in bestimmten Stellungen gehoben und gesenkt wird.
Es soll darauf hingewiesen werden, daß die Bewegung natürlich auch auf eine Verlängerung
der Zahnradwelle 30, die durch das Gehäuse 11 hindurchführt, übertragen
werden kann, anstatt auf den Stößel 16 selbst.
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Die getriebene Welle 15 ist mit einer geeigneten Transmission,
beispielsweise mit einer Kurbelschwinge, verbunden, die wiederum durch eine geeignete
Kraftquelle, beispielsweise durch einen Elektromotor, betätigt werden kann. Weiterhin
kann die Zahnradwelle 30 durch die Bewegungsumkehreinrichtun-en, beispielsweise
ein Kurbelgetriebe oder ein Wendegetriebe, angetrieben werden, und ein in der Rotation
beispielsweise durch Zeitschalteinrichtungen begrenzter Motor oder irgendeine andere
Kraftquelle liefert eine Schwingbewegung oder eine harmonische Rotationsbewegung.
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Aus F i g. 3 ist zu erkennen, daß der Nockenfühler 22 einen
Nockenarm 24 und einen Antriebswellenarm umfaßt, an denen jeweils ein Nockenfühler
26
und eine Antriebswellenrolle 28 angeordnet sind. Eine am unteren
Ende der Antriebswelle angeordnete Mutter 29 ist in das untere Ende der getriebenen
Welle 15 hineingeschraubt und wird durch die Antriebswellenrolle
28 betätigt. Obgleich hier eine Rolle gezeigt ist, kann die seitliche Bewegung
über die Mutter 29 vernachlässigt werden und eine andere Vorrichtung statt
dessen verwendet werden. Der Nockenfühler 26 andererseits sollte relativ
reibungsfrei arbeiten, damit er auf der Kulisse 21 entlangrollen kann, wenn die
Zahnstange 19 ihre Hin- und Herbewegung ausführt.
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An einem Ende des Hebels 34 ist ein Zapfen 36
befestigt. Das
untere dreieckige Teil 37 ist abgeschrägt, damit sich der Zapfen
36 progressiv und genau in der Sucherbuchse 39 orientieren kann. Dadurch
wird bei einem Absenken des Nockenarmes 24 zufolge der Wirkung des Nockenfühlers
22 und des
progressiven Eingriffs der abgesehrägten Flächen des
dreieckigen Teils 37 der Werkstückarm 12 genau ein-C Cestellt, wenn die Winkelstellung
der getriebenen Welle 15 damit übereinstimmt. Die Sucherbuchse
39
ist auf der Innenseite des Gehäuses angeordnet oder zusammen mit dem Gehäuse
gegossen und gestattet eine aenaue Bearbeitung der Stelle, an der die ortsfeste
Buchse 38 befestigt ist.
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Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung 10 ist die Anordnung einer
Einstellvorrichtung 40 für den Hub, was am besten aus F i g. 2 hervorgeht.
Der obere Teil der getriebenen Welle 15 ist mit einem Gewindeteil 41 versehen.
Auf dem Gewindeteil 41 befinden sich eine Justiennutter 42 und eine Arretierungsmutter
44. Die Justiermutter 42 ist mit einer Ausnehmung 43 versehen, damit sie an der
Nabe 46 vorbei nach unten gedreht werden kann, wobei die benachbarte Schulter 45
der Nabe 46 die innere Schulter in er Ausnehmung der Justiermutter 42 erfaßt. Wenn
die Justiermutter 42 auf der getriebenen Welle 15, und zwar dem Gewindeteil
41 verdreht und ihre Stellung dann durch die Arretierungsmutter 44 arretiert wird,
kann eine sehr genaue Einstellung der Berührung zwischen der Mutter und dem Gehäuse
getroffen werden. Auf diese Weise kann die untere Stellung bei der Vertikalbewegung
der Welle 15 und ihres zugehörigen Armes und Werkstückes innerhalb der Grenzen
der Bewegungsübertragungseinrichtung genau eingestellt werden. Diese Grenzen sind
natürlich eine Funktion der Länge des Gewindeteils 41 auf der getriebenen Welle
15.
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Die Vorrichtung zur Verringerung der Leerbewegung arbeitet in übereinstimmung
mit der vertikalen Justierung oder der Einstellvorrichtung 40, wie oben beschrieben.
Aus F i g. 3 geht hervor, daß eine Kornpressionsfeder 48 in dem hohlen Teil
der getriebenen Welle 15 untergebracht ist. Eine Betrachtung der F i
g. 6 und 7 zeigt, daß die Kompressionsfeder 48 gegen einen Querstift
49 mit ihrem oberen Ende drückt. Das andere Ende der Feder liegt gegen die Mutter
29, die in das untere Ende der Welle eingeschraubt ist. Der Querstift 49
erstreckt sich mit seinen Enden durch einen Schlitz 47 in der getriebenen Welle,
der an seinem oberen Teil (s. F i g. 6) ein Drucklager 50 trägt. Auf
diese verhältnismäßig einfache Weise ist eine Anordnung getroffen, durch die die
angetriebene Welle 15 immer nach unten gegen die Antriebswellenrolle
28 gedrückt wird. Diese Wirkung drückt auch über die Nockenfühleranordnung
den Nockenarm 24 und den dazugehörigen Nockenfühler 26 gegen den Nocken auf
der Kulisse 21.
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Aus F i g. 3 ist ferner zu ersehen, daß eine kräftige Konstruktion
gewählt worden ist und doch auf Grund der gewählten Elemente eine genaue Einstellung,
Anpassung und Reibungsfreiheit erzielt worden ist. Die Zwischenlegscheiben
52 auf der Welle des Zahnrades z. B. sind an beiden Enden der Zahnradwelle
30 angeordnet, um die Reibung des Hebels 31 und des Ritzels 20 an
den entsprechenden Distanzteilen zu verringern. In ähnlicher Weise ist die Nockenfühlereinrichtung
an dem Stift 55 schwenkbar gelagert und durch Scheiben 56 begrenzt.
Deshalb ist auch ein Zapfen verwendet worden, um die Rolle 28 für die getriebene
Welle zu tragen, die innerhalb des gabelförmigen Teils des Hebels 25 liegt.
Der Nockenfühler 26 ist auf der mit Gewinde versehenen Welle 60
reibungsfrei
gelagert, und der mit Gewinde versehene Teil erstreckt sich durch den Nockenarm
24 und wird durch eine Mutter 59 festgehalten. Die Scheibe 61
dient
zur Verringerung der Reibung des NockenfÜhlers 26 an dem Nockenarm 24.
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Die Zahnstange 19 und die Kulisse 21 werden in ihrer Stellung
ausgerichtet und gehalten durch die Erhebung 62. Außerdem ist eine Rolle
65 für die Zahnstange vorgesehen, die auf einer Achse gelagert ist, von der
das Teil 64 in F i g. 7 zu erkennen ist, so daß die Zahnstange
19 in der einen Richtung durch die flache Oberfläche, auf der sie entlanggleitet,
orientiert ist und seitlich einmal gegen das Ritzel 20 und zum anderen gegen die
Rolle 65 stößt. Der Gehäusedeckel 66 ist mit Bolzen 68, wie
am besten aus F i g. 2 hervorgeht, am Gehäuse abnehmbar befestigt. Bei abgenommenem
Deckel kann die Vorrichtung inspiziert, justiert und geschmiert werden. Dadurch
daß sie in einem ölbad arbeitet und vollständig verschlossen ist, können Schmutz
und andere Verunreinigungen nicht eindringen. Das ölbad dient auch zur Kühlung der
Vorrichtung und macht sie, soweit die Konstruktion es zuläßt, reibungsfrei.
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Aus der obigen Beschreibung der Arbeitsweise geht hervor, daß die
Vorrichtung in großem Umfang auf Grund ihrer Ausgestaltung abgewandelt werden kann.
So kann z. B. der Grad der Bewegung durch Veränderung der Länge des Hebels
31 entsprechend der Anzahl der Zähne des Ritzels 20 verändert werden. Außerdem
muß auch die Lage der ortsfesten Buchse 38 dann verändert werden. Während
sich die vorliegende Vorrichtung über einen Winkel von 901 bewegt, können
durch diese Abänderungen verschiedene Winkelwege erhalten werden. Die Malteserbewegung
ergibt notwendigerweise, beginnend an einer Stelle, an der die öffnung des Schlitzes
tangential liegt, bis zu der Stelle, an der der Zapfen 32 in dem Schlitz
seine Rückkehrbewegung beginnt, eine dauernde Beschleunigung und Verzögerung in
ihrer Bewegung. Diese Bewegung ist sehr wünschenswert, weil dadurch das Werkstück,
wenn es einmal erfaßt worden ist, so schnell wie möglich an den Punkt gebracht wird,
an dem es abgesetzt werden soll. Zur weiteren Unterstützung dieser Wirkungsweise
kann der Stößel 16
durch eine Exzenterwelle einer rotierenden Vorrichtung
angetrieben werden, die die potentielle Beschleunigung verdoppeln würde, wodurch
die Bewegung quadratisch wird. Wie bereits oben beschrieben, kann die Rotationsbewegung
direkt der Zahnradwelle 30
an Stelle des Stößels 16 erteilt werden.
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Die äußere Kurvenform der Kulisse 21 bestimmt die vertikale Bewegung
des Werkstückarrnes 12 und kann innerhalb der Grenzen der Konstruktion beliebio,
über den gesamten Bewegungsweg der Zahnstange 19 geändert werden.
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Auch in der Vorrichtung selbst können verschiedene andere Antriebsarten
zur übertragung der Bewegung verwendet werden. Als Ersatz für die Zahnstange und
das Zahnrad kann ein Antrieb dienen, der aus einer Kurbel besteht, die eine Stange
treibt, welche mit einem Arm verbunden sind, der die Zahnstange erfaßt. In ähnlicher
Weise können andere verbindende Lenker zwischen dem Hebel 31 und dem zugehörigen
Zapfen und dem Hebel 34 verwendet werden, obgleich die beste Verbindung die Malteserausizestaltung
ist, die in der Zeichnung dargestellt ist.