DE2506879A1 - Nockenwalze mit wenigstens einer nockenscheibe - Google Patents

Description

• Nockenwalze mit wenigstens einer Nockenscheibe Die Erfindung betrifft eine Nockenwalze mit einer Welle, die in Umfangsrichtung mit wenigstens einer Nockenscheibe über eine von außen versteillbare, vorzugsweise selbsthemmende Zahnpaarung verbunden ist.
• Nockenwalzen werden insbesondere in Programmwerken oder Stellantrieben verwendet, wobei ihre Nockenscheiben zum direkten Betätigen von Schaltorganen dienen, die in einer zeitlich festgelegten Reihenfolge geschaltet werden müssen. Aufgrund von unvermeidbaren Fertigungstoleranzen in den Schaltelementen, z.B. in Mikroschaltern und Fertigungstoleranzen bei dem Herstellen der Nockanvalze ist es zweckmäßig, wenn die Nockenscheibe in Umfangsrichtung zu der volle der Nockenwalze verstellt; werden können, damit die zeitliche Reihenfolge exakt eingestellt werden kann Verstellen geschieht zweckmäßig bei dem Zusammenbauen des Programmwerks und dem Einjustieren der Nockenbetätigungen.
• Es ist bekannt, eine Nockenwalze ous Kunststoff-Nockenscheiben zusammenzusetzen, die untereinander durch zahnförmige Rastverbindungen fixiert sind. Sie können mit Hilfe eines Werkzeuges gegeneinander um eine oder mehrere Zahnteilungen verdreht werden, so daß eine Einstellung möglich ist. Diese Verstellung ist jedoch nicht stufenlos, so daß die Schaltreihenfolge für manche Anwendungen nicht genau genug eingestellt werden kann.
• Es sind auch Nockenwalzen bekannt, bei welchen die Nockenscheiben jeweils mit einer Schneckenverzahnung versehen sind, in die eine tangential dazu angeordnete und in der Nockenwalze ortsfest gelagerte Schnecke eingreift, die zusammen mit der Schneckenverzahnung eine selbsthemmende Zahnpaarung bilden. Durch Verdrehen der Schnecken können die Nockenscheiben einzeln verstellt werden.
• Die Schneckenpaarung hat jedoch den Nachteil, daß ein gewisses Spiel vorhanden ist, das sich auf die Schaltgenauigkeit ungünstig auswirkt. Außerdem bereitet es in vielen Fällen Schwierigkeiten, mit einem Werkzeug an die zu verdrehende Schnecke zu gelangen, da diese sich in Umfangsrichtung mit verstellt und schon während des minjustierens nur schwer zugängllon ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwalze der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine einfache und genaue Verstellbarkeit der Nockenscheiben auszeichnet, wobei außerdem das Verstellen jederzeit bequen durchgeführt werden kann.
• Die Erfindung besteht darin, daß die Nockenscheibe eine Innenverahnung aufweist, in die ein in einer Aussparung frei drehbar gelagertes Ritzel eingreift, dessen Drehachse parallel zur Welle verläuft und das mit einer Angriffsfläche für ein axial einführbares Werkzeug versehen ist. Bei dieser .Qusbildung ist eine stufenlose Verstellung der Nockenscheibe oder Nockenscheiben möglich. Die Angriffsflächen für das anzusetzende Werkzeug liegen oder in demselben Bereich, nämlich an einer stirnseite der Nockenwalze und sind somit für das Werkzeug gut zuganglich.
• Eie Zugänglichkeit für das Werkzeug wird nicht durch die j ewellige Winkellage der Nockenwalze beeinflußt, da zumindest immer die Richtung gleichbleibt, in welcher das Werkzeug eingeführt werden kann.
• Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Zahnpaarung zwischen Ritzel und Nockenscheibe eine Evolventenverzahnung mit einem Eingriffswinkel von 200. Diese Zahnpaarung kommt mit sehr geringem Spiel aus, so daß eine sehr genaue Verstellung möglich ist.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Ritzel in axialer Richtung mit einer Druckfeder belastet ist, die es an eine mit der Welle drehfest verbundene Wand andrückt. Lurch das Andrücken des Ritzels an eine feststehende Wand wird eine zusätzliche Bremswirkung erhalten, die eine Selbsthemmung der Zahnpaarung unterstützt. Bei entsprechender Dimensionierung der Druckfeder kann unter Umständen sogar auf eine Selbsthemmung in der Zahnpaarung verzichtet werden. Außerdem wird sichergestellt, daß immer eine einwandfreie Verbindung zwischen der Nockenscheibe und dem zugehörigen Ritzel erhalten bleibt.
• 3ei einer baulich vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß mit der Welle eine tagerscheibe drehfest verbunden ist, die die Nockenscheibe trägt und eine Aussparung für das Ritzel aufweist. Diese Ausführungsform ist baulich beonders günstig herzustellen, ohne daß ein allzu großer Aufwand notwendig ist.
• in Weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß auf der Welle mehrere Lagerscheiben für ewei ls eine Nockenscheibe ur elf Ritzel angeordnet sind, die miteinander fluchtende, zur zelle parallele Bohrungen aufweisen, durch die eeils ein Werkzeug zu einem Ritzel einführbar ist. Auch bei dieser Ausbildung bleibt das Grundprinzip erhalten, nach dem das Verstellen durch Einführen eines Werkzeuges in axialer Richtung der Nockenwalze ermöglicht wird.
• Um in weiterer Ausgestaltung der Erfindung sicherzustellen, daß im Normalbetrieb eine Verstellung der Nockenscheiben in Umfangsrichtung verhindert wird, ist die Welle mit einer axialen Spannschraube versehen, über die die Lagerscheiben in axialer Richtung an eine mit der Welle fest verbundene Scheiben andrückbar sind.
• Durch diese Maßnahme kann weiter ermöglicht werden, daß an die selbsthemmende Wirkung der Zahnpaarung nicht allzu strenge Snforderungen gestellt werden müssen.
• Baulich vorteilhaft ist es, wenn die Welle im Querschnitt einen Vielkant, insbesondere einen Sechskant, darstellt, auf dem die unter sich gleich ausgebildeten Lagerscheiben jeweils um eine Rastung versetzt angeordnet sind, die mit einer der Anzahl der Rastungen entsprechenden Anzahl von axialen Bohrungen versehen sind. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, eine Nockenwalze mit einer der Anzahl der Kanten des Vielkantes entsprechenden Anzahl von Nockenscheiben auszurusten, wobei in beliebiger Weise auch eine geringere Zahl von Nockenscheiben vorgesehen werden kann. Der besondere Vorteil ist, daß dabei weitgehend die gleichen Grundelemente verwendet werden, so daß sich der bauliche Aufwand insgesamt gering halten läßt.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der achfolgenden Beschreibung zweiter in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen und den Unteransprüchen.
• rig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine einfache Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwalze, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, 3 einen axialen Schnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwalze mit mehreren Nockenscheiben und Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3.
• Die in Fig. 1 dargestellte Nockenwalze ist dazu bestimmt, in einem nicht dargestellten Gestell eines Programmwerkes gelagert zu werden. Sie besitzt hierfür zwei Lagerflächen 1 und 2. Außerdem ist sie mit einer Kupplungsfläche 3 ausgerüstet, mit der sie an einen nicht dargestellten Drehantrieb angeschlossen werden kann. Die Nockenwalze enthält eine Welle 4, die beispielsweise als ein Sechskant ausgebildet ist und mit der eine die Fupplungsfläche 3 enthaltende Scheibe 5 fest verbunden ist. Auf der Welle 4 ist weiter eine tagerscheibe 6 drehfest angeordnet, die in axialer Richtung mit einer axial in die Welle 4 eingeschraubten Spannschraube ? gesichert ist, für die sie eine Anschlagfläche 8 besitzt. In einer ringnutartigen Vertiefung 9 der Lagerscheibe ist eine Nockenscheibe 10 verdrehbar angeordnet, die in axialer Richtung zwischen der Lagerscheibe 6 und der Scheibe 5 geführt ist. Wie Fig. 2 zeigt, ist diese Nockenscheibe 10 mit einem Nocken 11 versehen, der beispielsweise dazu bestimmt ist, einen Mikroschalter nach einem bestimmten Drehwinkel der Welle 4 zu betätigen.
• Die Nockenscheibe 10 ist mit einer Innenverzahnung 12 versehen, in die ein Ritzel 13 eingreift, das frei drehbar in einer etwa dreiviertelzylindrischen Ausnehmung 14 d der Lagerscheibe 6 untergebracht ist. Zwischen dem Ritzel 14 und der Innenverzahnung 12 der Nockenscheibe 10 ist zweckmäßig eine Evolventenverzahnung mit einem Eingriffswinkel von 20° bei einem Modul von 0,3 vorgesehe. Durch diese Zahnpaarung wird eine gewisse Selbsthemmung zwischen der Nockenscheiben 10 und dem Ritzel 13 erhalten. Diese selbsthemmende Wirkung wird noch durch eine axiale Feder 15 unterstützt, die in einer Verlängerungerung 16 der Aussparung 14 der Lagerscheibe 6 untergebracht ist und die das Ritzel 13 mit sei re Stirnfläche gegen ale ebene Stirnwand der Scheibe 5an drückt.
• Das Ritzel 13, dessen Drehachse ebenso wie die Drehachse der Nockenscheibe 10 parallel zur Welle 4 verläuft, ist mit einer Angriffsfläche 17, beispielsweise einem Innensechskant, für ein axial einzuführendes Werkzeug versehen. Dieses Werkzeug kann durch eine zu dem Ritzel 13 koaxiale Bohrung 18 der Lagerscheibe 6 hindurch bis zu dem Ritzel 13 eingeführt werden. Als Werkzeug wird beispielsweise ein Imbusschlüssel verwendet. Durch Verdrehen des Rltzels 13 wird die Nockenscheibe 10 in Umfangsrichtung verdreht. Wegen der relativ großen Übersetzung ist dabei eine sehr feinfühlige und genaue Einstellung des Nocken 11 zu dem entsprechenden Schaltorgan möglich. Um im Betriebszustand mit Sicherheit ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Nockenscheibe 10 zu verhindern, kann zwischen der Tagerscheibe 6 und der Scheibe -5 ein geringer Abstand vorgesehen werden, so daß die Lagerscheibe 6 die Nockenscheibe 10 gegen die Scheibe 5 verspannt, wenn die Spannschraube 7 angezogen wird. Gegebenen falls kann dann noch ein Sicherungselement an der Spannschraube 7 angebracht werden, das ein unbeabsichtigtes Lösen der Spannschraube verhindert.
• Die Ausführungsform acn Fig. 3 und 4 ist nach dem gleichen grundprinzip aufgebaut, wie die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Auch hier ist eine als Sechskant ausgebildete Welle 4 mit eier Scheibe 5 fest verbunden, die einerseits eine Kuplungsfläche 3 und andererseits eine Lagerfläche 1 für ein Gestell eines Frogrammwerkes bildet. Auf dieser Welle sind mehrere Lagerscheiben 19 angeordnet, die bis auf die letzte alle identisch ausgebildet sind. Die letzte besitzt lediglich zum Unterschied zu den übrigen noc ein Ansatz mit einer Lagerfläche 2 und einer Anschlagfläche 8 für eie Spannschraube 7. Jede dieser Lagerscheiben 19 ist mit eirer ringnutartigen Vertiefung 9 versehen. in cer eine Nockenscheibe 10 gelagert ist. Die STockenscreioe 10 der ersten Lagerscheibe 19 wird axial zwischen der Lager scheibe und der Scheibe 5 gehalten, während die übrigen Nockenscheiben jeweils zwischen den Larerscheioen geführt sind.
• Um auch hier ein verspannen der Nockenscheiben 10 mit Hilfe der Spannschraube 7 zu ermöglichen, können die ringnutartigen Sindrehungen 9 in axialer Richtung geringfügig schmaler als die Nockenscheiben 10 gehalten werden.
• Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist jede Nockenscheibe 10 mit einer Innenverzahnung 12 versehen, in die jeweils ein Ritzel 13 eingreift, das in einer etwa viertelzylindrischen Aussparung 14 der betreffenden Nockenscheibe 19 untergebracht ist. Diese Ritzel 13 sind in entsprechender Weise mit Federn 15 in axialer Richtung belastet, wodurch sie jeweils an feststehende Wandungen der Scheibe 5 bzw. der Lagerscheiben 19 zur Erzielung einer Bremswirkung angedrückt werden.
• Bei der dargestellten Ausführungsform, bei der die Welle 4 als ein Sechskant ausgebildet ist, sind sechs Nockenscheiben 10, die auch entsprechend Fig. 4 mit zwei Nocken 11 ausgerüstet werden können, auf den Lagerscheiben 19 angeordnet. Die Lagerscheiben 19, die bis auf die äußerste alle identisch ausgebildet sind, sind dabei jeweils mit ihrer Ausnehmung 14 für das Ritzel um eine der Gestalt der Welle 4 entsprechende Rastung versetzt, d.h. bei einem Sechskant um jeweils 600. Sie sind zusätzlich zu den Ausnehmungen 14 mit axialen Bohrungen 20 versehen, die auf einem gemeinsamen Lochkreis liegen, dessen Radius der Lage der Angriffsflächen 17 der Ritzel 13 entspricht.
• Die Anordnung der Bohrungen 20 entspricht ebenfalls der gewählten Querschnittsform der Welle 4, d.-h. bei einem Sechskant sind die Bohrungen 20 um jeweils 600 zueinander versetzt angeordnet, sa daß sie in allen Stallungen der Lagerscheiben 19 zueinander einen durchgehenden kanal bilden. über jeden dieser Känale ist eines der Ritzel 13 erreichbar, das einer Nockenscheibe 10 3u;eordnet ist. Dabei ist e.-;3 zweckmäßig, wenn der Querschnitt der Bohrungen 20 größer als der Durchmesser der Augriffsflächen 17 ausgebildet wird, so daß ein Werkzeug einft:qfft erden kann, das sich nach seinen den angreiffsflächen 17 zugeordneten Mitnahmeflächen verbreitert, so daß es nicht weiter als bis zu dem jeweils dem betreffenden Eanal zugehörigen stehenden Ritzel 13 axial in die Nockenwalze hineingeschoben werden kann. Dadurch ist es möglich, über die Bindringtiefe der Nockenwalze einen Anhalt darüber zu gewinnen, welche Nockenscheibe gerade von dem Werkzeug verdreht werden kann.
• -Darüberhinaus ist es zweckmäßig, die äußerste Lagerscheibe in dem Bereich ihrer Bohrungen 20 mit Markierungen, insbesondere mit einer Nummerierung zu versehen, die jeweils einer Nockenscheibe zugeordnet ist, so daß ein irrtümliches Verdrehen einer bereits eingestellten Nockenscheibe verhindert werden kann.
• Selbstverständlich ist es auch möglich, bei der dargestellten Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 weniger als sechs Nockenscheiben vorzusehen, d.h. jede belIebige Zahl zwischen einer und sechs Nockenscheiben. Wenn mehr als sechs Nockenscheiben benötigt werden, so wird zweckmäßig eine andere Querschnittsform für die Welle 4 gewählt, insbesondere ein der gewünschten Anzahl der Nockenscheiben entsprechender Vielkant. Dann wird wieder der Vorteil erhalten, daß auch für eine derartige Nockenwalze nur sehr wenig verschiedene Teile Verwendung finden.
• Insbesondere wenn die Federn 15 relativ stark bemessen werden und wenn außerdem die Spannschraube 7 vorgesehen ist, kann areitgehend auf eine selbsthemmende Wirkung der Zahnpaarung zwischen den Ritzeln 13 und der Innenverzahnung 12 der Nockenscheiben 10 verzichtet werden. Es kann.dann davon ausgegangen werden, daß während des Verstellens bei gelöster Spannschraube 7 die Kraft der Fdern 15 ausreichen wird, um eine unbeabsichtigte Verdrehung zu verhindern. Fu"r die Betriebsstellung kann eine ausreichende Sicherung und Fixierung durch die Spannschraube 7 erhalten werden. Es ist dann möglich, die Zahnpaarung nach dem Gesichtspunkt auszulegen, daß eine möglicst feinfühlige und spielgreie Einstellung der Nockenscheiben 10 durchgeführt werden kann.

Claims (11)

patent- und Schutzansprüche

1. Nockenwalze mit einer Welle, die in Umfangsrichtung mit wenigstens einer Nockenscheibe über eine von außen verstellbare, vorzugsweise selbsthemmende Zahnpaarung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (10) eine Innenverzahnung (12) aufweist, in die ein in einer Aussparung (14) frei drehbar gelagertes Ritzel (13) eingreift, dessen Drehachse parallel zur Welle (4) verläuft und das mit einer Angriffsfläche (17) für ein axial einführbares Werkzeug versehen ist.

2. Nockenwalze nach Aspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnpaarung zwischen Ritzel 13) und Nockenscheibe (10) eine Evolventenverzahnung u'it einem Eingriffswinkel von 200 ist.

3. Nockenwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (13) in axialer Richtung mit einer Druckfeder (15) belastet ist, die es an eine mit der Welle (4) drehfest verbundene Wand (5, 19) andrückt.

4. Nockenwalze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Welle (4) eine Lagerscheibe (6, 19) drehfest verbunden ist, die die Nockenscheibe (10) trägt und eine Aussparung (14) für das Ritzel (13) aufweist.

5. Nockenwalze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (4) mehrere bagerscheiben (19) fur jeweils eine Nockenscheibe (10) und ein Ritzel (13) angeordnet sind, die miteinander fluchten, de, zur Welle (4) parallele Bohrungen (20) aufweisen, durch die jeweils ein Werkzeug zu einem Ritzel einführbar ist.

Nockenwalze nach Anspruch 5, dadurch gekennezichnet, daß die Lagerscheiben (,9) die Nockenscheiben (10) in axialer Richtung sischn sich bzw. zwischen sich und einer mit der TwJolle (4) fest verbundenen Scheibe (5) führen.

7. Nockenwalze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) mit einer axialen Spannschraube (7) versehen ist, über die die Lagerscheiben (6, 19) in axialer Richtung zu der mit der Welle fest verbundenen Scheibe (5) hin feststellbar sind.

8. Nockenwalze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) im Querschnitt einen Vielkant, insbesondere einen Sechskant, darstellt, auf dem die unter sich gleich ausgebildeten Lagerscheiben (19) jeweils um eine Rastung versetzt angeordnet sind, die mit einer der Anzahl der Rastungen entsprechenden Anzahl von axialen Bohrungen (20) versehen sind.

9. Nockenwalze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste, an dem der festen Scheibe (5) abgewandten Ende der Welle (4) befindliche Lagerscheibe (6, 19) eine Anschlagfläche (8) für die Spannschraube (7) besitzt.

10. Nockenwalze nach'wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Lagerscheibe (6, 19) mit einer Lagerfläche (2) versehen ist.

11. Nockenwalze nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Bohrungen ist dr äußersten Lagerscheibe (19) mit einer den einzelnen Nockenscheiben (10) zuzuordnenden Nummerierung versehen sind.