DE2241687A1 - Vorrichtungen zum oszillierenden antreiben von wellen und verwendung der vorrichtung - Google Patents

Description

DipL-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König . Dipl.-lng. K. Bergan

Patentanwälte · 4000 Düsseldorf 30 ■ Cecilienallee 76 · Telefon 43S73S

Unsere Akte: 2? 865 22. August 1972

Bruderer AG, Arbon (Schweiz), Bildstockstraße 5

"Vorrichtungen zum oszillierenden Antreiben von Wellen und Verwendung der Vorrichtung"

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ' oszillierenden Antreiben von Wellen sowie eine Verwendung dieser Vorrichtung zum gegenläufigen, oszillierenden Antrei- ' ben zweier Vorschubwalzen einer Einrichtung zum schrittweisen Vorschieben von Werkstücken.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der auf einfache Weise Wellen derart angetrieben werden, daß sie eine einen Winkel von 180° überstreichende Oszillationsbewegung ausführen können»

Dieser Zweck wird mit der eingangs erwähnten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein um eine Schwenkachse schwenkbarer Hebel vorgesehen ist, welcher mit.einem sich trans· latorisch zwischen zwei Endstellungen hin- und her bewegenden

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Antriebsorgan verbunden ist und einen drehbar befestigten Gleitkörper aufweist, der in einer, an einer mit der anzutreibenden Welle verbundenen Schwinge vorgesehenen Gleitbahn geführt ist,

Die Verwendung dieser Vorrichtung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Welle der ersten Vorschubwalze mit der Schwinge und über ein Zahnradgetriebe mit der Welle der zweiten Vorschubwalze in Verbindung steht*

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsfomt einer Vorschubvorrichtung im Schnitt,

Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie U-II der Figur 1,

Fig. 3 eine zweite AusfUhrungsform einer Vorschubeinrichtung im Schnitt,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Figur 3, und

Fig. 5 und 6 schematisch eine Vorrichtung zum oszillierenden Antreiben einer Welle.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorschubvorrichtung, z.B.-für Bleche, weist eine untere, in einem Gehäuse 1 gelagerte erste Vorschubwalze 2 und eine zweite, verstellbar gelagerte und benachbart zur ersten angeordnete Vorschubwalze 3 auf. Die beiden Vorschubwalzen 2 und 3 werden auf noch zu beschreibende Weise oszillierend und gegenläufig angetrieben. Diese zweite Vorschubwalze 3 ist an ihren beiden Enden in einer Wippe 4 drehbar gelagert, die auf beiden Seiten der Vorschubwalze 3 je über eine Feder 5, bzw. 6, am Gehäuse abgestützt ist. An ihrem auf der Feder 5 abgestützten Ende ist die Wippe 4 gelenkig über eine Stange 7 mit einem Hebelpaar 8 verbunden, das an seinem freien Ende eine drehbar befestigte Rolle 9 trägt. Das Hebelpaar θ ist zwischen seinem Befestigungspunkt mit der Stange 7 und dem-

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jenigen der Rolle 9 gelenkig mit einer an einem Kolben 10 befestigten Kolbenstange 11,verbunden. Am Kolben 10 ist ausserdem ein Bolzen 12 angebracht, der mit einer eine Höhenskala aufweisenden i im Gehäuse eingeschraubten Verstellmutter 13 zusammenwirkt. Die Rolle 9 wirkt mit einer auf einer Antriebswelle 14 angebrachten Steuerscheibe 15 zusammen. Der Antrieb der Antriebswelle 14 ist mit dem Antrieb der Vorschubwalzen 2 und 3 gekoppelt und wird später genauer beschrieben werden. In der Wippe 4 ist drehbar ein Anpresslineal 16 gelagert, welches seitlich mit zwei Armen 17 verbunden ist, welche an ihren Enden 17a drehbar am Gehäuse befestigt sind.

An ihrem auf der Feder 6 abgestützten Ende weist die Wippe 4 eine Ausnehmung 4a auf, in die ein Bolzen 18 einzugreifen bestimmt ist, welcher an seinem andern Ende in eine entsprechende Ausnehmung 19a, die in einem Winkelhebel 19 vorgesehen ist, eingreift. Der Winkelhebel 19 ist mittels einer Welle 20 drehbar am Gehäuse gelagert. An seinem andern Ende ist der Winkelhebel 19 mit einer Kolbenstange 21 verbunden, die ein Gewinde 21a aufweist, mit dem sie in einen Flansch 19b am Winkelhebel 19 eingreift. Die Kolbenstange 21 ist mit einem ersten Kolben 22 verbunden. Auf der Kolbenstange 21 gleitend ist ein zweiter Kolben 23 angeordnet, der einen grösseren Durchmesser aufweist als der erste Kolben 22. Der Uebergang von der Kammer 22a, in der sich der erste Kolben 22 bewegt, zur Kammer 23a für den zweiten Kolben 23 ist als Anschlag für letzteren ausgebildet. Beide Kammern 22a bzw. 23a sind mit den Zuleitungen 24 eines hydraulischen Systems verbunden, mit dem auch der Kolben 10 in Verbindung steht. In den Zuleitungen sind geeignete Steuerorgane 24a eingebaut.

Anhand der Figuren 5 und 6 wird schematisch die Wirkungsweise des Antriebes zum oszillierenden Antreiben einer Welle beschrieben.

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Eine in einem Gehäuse 25 längsverschiebbar gelagerte Welle 26, welche auf geeignete Weis», z.B. mittels eines Kurbeltriebes, hin und her bewegt wird, treibt einen über einen Zapfen

27 schwenkbar mit ihr verbundenen Hebel 28 an. Dieser Hebel 28 ist in einer Führung 29 geführt, die drehbar in einer mit einem Innengewinde versehenen Mutter 30 gelagert ist. Diese Mutter 30 is,t auf eine Spindel 31 aufgeschraubt und im Gehäuse 25 gegen Verdrehung gesichert. Beim Drehen der Spindel 31 verschiebt sich die Mutter 30 mitsamt der Führung 29, wodurch der Drehpunkt des Hebels

28 verstellt werden kann. An seinem freien Ende ist am Hebel 28 ein Bolzen 32 gelagert, der einen Gleitstein 33 trfigt, welcher zwischen den Schenkeln eines U-förmig ausgebildeten Hebels 34 geführt ist. Der Hebel 34 ist mit der oszillierend anzutreibenden Welle 35 verbunden.

Wird die Welle 26 translatorisch hin und her bewegt, so wird der Hebel 28 mit der Achse der Führung 29 als Drehachse hin und her gedreht. Die Schwenkbewegung des Endes des Hebels 28 wird über den Bolzen 32 und den zwischen den Schenkeln des Hebels 34 gleitenden Gleitstein 33 auf den Hebel 34 übertragen, wodurch die Welle 35 oszillierend angetrieben wird.

Wie schon erwähnt, kann durch Drehen der Spindel 31 die Drehachse des Hebels 28 verstellt werden, wodurch die Grosse des Ausschlages des den Gleitstein 33 tragenden Endes des Hebels 28 und damit die Amplitude der Oszillationsbewegung der Welle 35 verändert werden kann.

Dabei ist wesentlich, dass die Translationsbewegung der Welle 26 und die Bewegung des Zapfens 27 unabhängig vom genannten Ausschlag des Hebels 28 immer gleich ist und der Zapfen 27 immer dieselben Endlagen, in denen seine Bewegungsrichtung umgekehrt wird, einnimmt.

Durch Anordnung des Gleitsteines 33 am Hebel 28 wird erreicht, dass die vom Gleitstein 33 auf den Hebel 34 ausgeübte

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Kraft immer rechtwinklig auf den Hebel 34 wirkt. Der Hebel 34 kann demzufolge einen Bereich von 180 bestreichen.

Zu den Figuren 1 und 2 zurückkehrend wird nun beschrieben, wie das oben dargelegte Antriebsprinzip auf den Antrieb der beiden Vorschubwalzen 2 und 3 angewandt ist. Die Antriebswelle 14 trägt an ihrem Ende ein Zahnrad 36, das mit einem von einem nicht dargestellten Hauptantrieb angetriebenen Antriebszahnrad 37 kämmt. Im Zahnrad 36 ist drehbar eine Scheibe 38 geführt, welche jedoch exzentrisch angeordnet ist. Die Scheibe 38 trägt auf der einen Seite einen exzentrisch angeordneten Bolzen 39, der dem in den Figuren 5 und 6 mit 27 bezeichneten Zapfen entspricht, und auf der anderen Seite ein zur Scheibe 38 koaxiales Zahnrad 40. Dieses Zahnrad 40 steht im Eingriff mit einem im Gehäuse eingelassenen Ring 41 mit Innenverzahnung und wälzt sich beim Drehen der Antriebswelle 14 auf der Innenverzahnung ab. Die Wälzkreisdurchmesser des Zahnrades 40 und des Ringes 41 stehen zueinander im Verhältnis 1:2.

Auf dem Bolzen 39 ist analog zu den Figuren 5 und 6 drehbar der Hebel 28 angebracht, welcher in der Führung 29 geführt ist, die drehbar in der Mutter 30 gelagert ist. Diese Mutter 30 ist auf die Spindel 31 aufgeschraubt, welche über den Verstellmechanismus 41 gedreht werden kann. Am untern Ende weist der Hebel den am Bolzen 32 befestigten Gleitstein 33 auf, der in der im Zusammenhang mit den Figuren 5 und 6 beschriebenen Weise mit dem Hebel 34 zusammenwirkt. Der Hebel 34 ist mit einer Welle 42 veitunden, welche mit einem Zahnrad 43 verbunden ist, das über eine geeignete Kupplung 44 mit der Vorschubwalze 43 und über ein weiteres Zahnrad 45 mit der Vorschubwalze 2 verbunden ist.

Wird die Antriebswelle 14 über die Zahnräder 36 und 37 angetrieben, so wälzt sich das Zahnrad. 40 durch die Scheibe 39 im Zahnrad 36 geführt auf dem Ring 41 ab. Wegen des schon er-

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wähnten Walzkreisdurchmesserverhältnisses von Zahnrad 40 und Ring 41 von 1:2 wird der Bolzen 39 wie der Zapfen 27 der Figuren 5 und 6 zwischen zwei Endpunkten hin und her bewegt, wobei diese Bewegung wie bei dem in den Figuren 5 und 6 beschriebenen Antrieb unabhängig von der Lage der Drehachse des Hebels 28 immer gleich bleibt.

Die oszillierende Drehbewegung der Welle 42 wird somit auf die beiden Vorschubwalzen 2 und 3 übertragen, die demnach gegenläufig oszillierend angetrieben werden, wobei bei einer Umdrehung der Antriebswelle 14 die Vorschubwalzen 2 und 3 eine Hin- und Herbewegung ausführen.

Im folgenden wird das schrittweise Vorschieben eines Werkstückes, z.B. eines Bleches 46, das zwischen den beiden Vorschubwalzen 2 und 3 angeordnet ist, beschrieben. Zum besseren Verständnis ist die Steuerscheibe 15 in zwei Abschnitte 15a und 15b unterteilt worden, wobei die Unterteilung durch die sich diametral gegenüberliegenden Punkte A und B erfolgt. Im weitern wird angenommen, dass sich die Antriebswelle 14 im Gegenuhrzeigersinn drehe.

Läuft die Rolle 9 im Punkt A auf den Abschnitt 15a der Steuerscheibe 15 auf, so wird die Rolle 9 durch den Steuerscheibenabschnitt 15a angehoben, was bewirkt, dass die Stange 7 nach unten bewegt wird und gegen die Kraft der Feder 5 die Wippe 4 nach unten drückt. Durch die auf das, auf der Feder 5 abge- * stützte Ende der Wippe 4 von der Stange 7 ausgeübte Kraft wird die Wippe 4 um den Befestigungspunkt der Stange 7 an der Wippe 4 geschwenkt. Die obere Vorschubwalze 3 wird gegen die untere, ortsfest gelagerte Vorschubwalze 2 gedrückt und das Anpresslineal 16 abgehoben. Die beiden Vorschubwalzen 2 und 3, die sich während dieser Periode in Vorschubrichtung drehen, greifen am Blech 46 an und schieben es vorwärts. Nach einer Drehung der Antriebswelle um 180 , während der der Steuerscheibenabschnitt 15a auf die Rolle

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9 wirkt, beginnt im Punkt B der. Steuerscheibenabschnitt 15b auf die Rolle 9 zu wirken. Die Federn 5 und 6 bewirken nun ein Verschwenken der Wippe 4 um die Achse der Vorschubwalze 3 und ein Heben der Stange 7, was eine Drehung des Hebelpaares 8 und ein ' Senken der RoILe 9 bewirkt. Das Senken der Rolle 9 ist möglich, da der Abstand der Steuerkurve des Abschnittes 15b von derAchse der Antriebswelle 14 kleiner ist als derjenige der Steuerkurve des Abschnittes 15a. Das genannte Verschwenken der Wippe 4 führt zu einem Senken des Anpresslineals 16, das das Blech gegen den Anschlag 47 presst und so festklemmt. Nach dem Festklemmen des Bleches 46 wird die obere Vorschubwalze 3 abgehoben. Die beiden Vorschubrollen 2 und 3 wirken nicht mehr auf das Blech 46 ein und führen während der Drehung der Antriebswelle 14 um weitere lßO ihre der Vorschubrichtung entgegengesetzte Rücklaufbewegung aus. Beginnt im Punkt a nach einer vollen Umdrehung der Antriebswelle 14 erneut der Steuerscheibenabschnitt 15a auf die Rolle 9 zu wirken, so wird, wie oben beschrieben, durch Zusammendrücken der Walzen 2 und 3 und Abheben des Anpresslineals 16 der Vorschubzyklus erneut eingeleitet.

Die Steuerscheibe 15 muss derart ausgebildet sein, dass die Vorschubwalzen 2 und 3 jeweils genau im Umkehrpunkt ihrer Oszillationsbewegung gegeneinander gedrückt, bzw. voneinander wegbewegt werden und zwar synchron mit der Abheb-bzw. Anpressbewegung des Anpresslineals 16.

Um ein richtiges. Funktionieren der Vorschubvorrichtung bei verschiedenen Dicken des vorzuschiebenden Werkstückes zu gewährleisten, kann durch Verstellen der Verstellmutter 13 der Drehpunkt des Hebelpaares 8 in der Höhe verstellt werden.

Die Vorschublänge wird durch Verändern der Amplitude der Oszillationsbewegung der Vorschubwalzen verändert, d.h. wie erwähnt durch Verschieben der Mutter 30 längs der Spindel 31.

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Zum Einführen des vorzuschiebenden Werkstückes wird durch Heben des Kalbens 10 die Wippe 4 an ihrem an der Stange 7 befestigten Ende durch letztere gehoben. Dadurch wird die Vorschubwalze 3 abgehoben. Bei weiterem Anheben der Wippe 4 kommt diese an ihrem auf der Feder 6 abgestützten Ende auf den Bolzen aufzuliegen, der mit Spiel in die Ausnehmung 4a der Wippe 4 eingreift und während des Betriebs nicht mit der Wippe 4 in Berührung kommt. Beim Aufliegen der Wippe 4 auf dem Bolzen 18 wird dieser nach unten gegen den Winkelhebel 19 gedrückt. Stehen die Kammern 22a und 23a unter Druck, so nehmen die Kolben 22 und 23 die in Figur 2 gezeigte Stellung ein. Ein Drehen des Winkelhebels 19 unter der Druckeinwirkung des Bolzens 19 kann daher nicht staffinden und das in der Ausnehmung 4a liegende Ende des Bolzens 18 wirkt als Drehpunkt für die Schwenkbewegung der Wippe 4. Dadurch wird beim Heben der Stange 7 neben der Vorschubwalze 3 auch das Anpress* lineal 16 abgehoben.

Ist hingegen die Kammer 22a drucklos, so kann sich der Kolben 22 und die Kolbenstange 21 bewegen und der Winkelhebel 19 dreht sich, sobald die Wippe 4 auf dem Bolzen 18 aufliegt. Dadurch wird beim Heben der Wippe 4 wohl die obere Vorschubwalze gehoben, das Anpresslineal 16 hingegen wird nicht abgehoben und drückt das Werkstück 46 gegen den Anschlag 47.

Die Ausführungsform nach den Figuren 3 und 4 stimmt mit der Ausnahme, dass die Steuerscheibe 15 nicht direkt auf der Antriebswelle 14, sondern auf einer von dieser geführten und Über ein Untersetzungsgetriebe 48 angetriebenen Hohlwelle 49 sitzt, mit der Ausführungsform gemäss den Figuren 1 und 2, überein. Dabei sind die entsprechenden Teile in den Figuren 3 und 4 gleich bezeichnet wie in den Figuren 1 und 2.

Durch das Untersetzungsgetriebe 48 wird erreicht, dass die Hohlwelle 49 nur halb so schnell umläuft wie die Antriebswelle 14.

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Die Steuerscheibe 15 ist nicht mehr wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2 in zwei sich je über einen Bereich von 180 erstreckende Abschnitte 15a und 15b unterteilt, sondern der Abschnitt 15a, während dessen Einwirkung auf die Rolle 9 wie beschrieben der Vorschub des .Werkstückes erfolgt, erstreckt sich nur über einen Bereich von 90 , während der Abschnitt 15b 270° überdeckt.

Während einer Drehung der Hohlwelle 49 um 90° sind die Walzen 2 und 3 gegeneinander gedrückt und das Anpresslineal 16 abgehoben und während den restlichen 270° ist die Walze 3 abgehoben und das Anpresslineal 16 ist gegen den Anschlag 47 gedrückt.

Das Umsteuern erfolgt wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben in den - Punkten A und B der Steuerscheibe 15 und in den Umkehrpunkten der Oszillationsbewegung der Walzen 2 und 3. Während einer Umdrehung der Hohlwelle 49 dreht sich die Antriebswelle 14 wie erwähnt zvjeimal und die Vorschubwalzen 2 und 3 führen ebenfalls zwei Oszillationsbewegungen aus, wobei eine der Bewegungen bei abgehobener oberer Vorschubwalze 3 erfolgt.

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Claims (6)

Patentansprüche

1.)Vorrichtung zum oszillierenden Antreiben von Wellen, dadurch gekennzeichnet, dass ein um eine Schwenkachse schwenkbarer Hebel vorgesehen ist, welcher mit einem sich translatorisch zwischen zwei Endstellungen hin- und her bewegenden Antriebsorgan verbunden ist und einen drehbar befestigten Gleitkörper aufweist, der in einer, an einer mit der anzutreibenden Welle verbunden Schwinge vorgesehenen Gleitbahn geführt ist.

2. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 zum gegenläufigen, oszillierenden Antreiben zweier Vorschubwalzen einer Einrichtung zum schrittweisen Vorschieben von Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle der ersten Vorschubwalze mit der Schwinge und über ein Zahnradgetriebe mit der Welle der zweiten Vorschubwalze in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Schwenkachse des Hebels und der Drehachse des Gleitkörpers veränderbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsorgan am einen Ende des Hebels und der Gleitkörper an dessen anderem Ende angeordnet ist und der Hebel in einem in dessen Längsrichtung verschiebbaren Führungsorgan geführt ist, welches drehbar in einer auf einer Schraubenspindel angeordneten Mutter gelagert ist. ^l

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge U-förmig ausgebildet ist, wobei der Gleitkörper zwischen den Schenkeln der Schwinge geführt ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsorgan ein im Hebel gelagerter Bolzen ist, der von einem ersten Zahnrad angetrieben ist, das sich auf einem zweiten, innen verzahnten Zahnrad mit bezüglich des ersten Zahnrades doppeltem Wälzkreisdurchmesser abwälzt, wobei der'Bolzen derart angeordnet ist, dass dessen Achse parallel zur Achse des ersten Zahnrades verläuft und von letzterer einen dem Wälzkreisradius des ersten Zahnrades entsprechenden Abstand aufweist.

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