DE60000123T2

DE60000123T2 - Nockenantrieb, Nockenvorrichtung, sowie Mähmaschine mit einer solchen Nockenvorrichtung

Info

Publication number: DE60000123T2
Application number: DE60000123T
Authority: DE
Inventors: Youso Akehi; Fumio Nomura
Original assignee: Delta Kogyo Co Ltd; Shin Daiwa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Delta Kogyo Co Ltd; Shin Daiwa Kogyo Co Ltd
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2020-01-28
Also published as: US6698177B1; DE60000123D1; JP4448569B2; JP2000217431A; EP1025924A1; EP1025924B1

Description

Die vorliegende Erfindurig betrifft einen Nockenmechanismus gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine Nockenvorrichtung unter Verwendung des Nockenmechanismus und eine Mähmaschine unter Verwendung der Nockenvorrichtung sind in Ansprüchen 7 bzw. 11 definiert.
Es ist ein Nockenmechanismus zur Umwandlung einer Kreisbewegung in eine Hin- und Herbewegung bekannt und in Fig. 1A und 1B dargestellt. Der in Fig. 1A gezeigte Nockenmechanismus 100 umfasst ein Zahnrad 110 und eine kreisrunde Nocke 120, die an der exzentrischen Positiond es Zahnrads 110 fixiert ist. Das Zahnrad 110 besitzt ein an der Mittelposition ausgebildetes Mittelloch 111, und die kreisrunde Nocke 120 besitzt ein exzentrisches Loch 121 mit dem gleichen Durchmesser wie der Durchmesser des Mittellochs 111 an der exzentrischen Position. Die kreisrunde Nocke 120 sitzt auf dem Zahnrad 110 auf, und die beiden Elemente sind aneinander befestigt, sodass der Mittelpunkt des Lochs 111 mit dem Mittelpunkt des Lochs 121 ausgerichtet ist.
Die kreisrunde Nocke 120 besitzt zwei Durchgangslöcher 122 in den geeigneten Positionen und das Zahnrad 110 Schraublöcher 112, die mit den Durchgangslöchern 122 korrespondieren. Die kreisrunde Nocke 120 wird - wie aus Fig. 1B ersichtlich - am Zahnrad 110 befestigt, indem Schrauben in die Durchgangslöcher 122 und die Schraublöcher 112 eingeführt und verschraubt werden. Man beachte, dass die kreisrunde Nocke 120 am Zahnrad 110 befestigbar ist, indem statt der Schrauben Stemmnägel in die Durchgangslöcher 122 und die Schraublöcher 112 eingeführt und verschraubt werden.
Das Zahnrad 110 wird auf einer Tragewelle 140 abgestützt, nachdem diese gleitend in das Mittelloch 111 des Zahnrads 110 und das exzentrische Loch 121 der kreisrunden Nocke 120 eingeführt wurde. Das Zahnrad 110 greift in ein Antriebszahnrad 150 ein, sodass das Zahnrad 110 um die Tragewelle 140 durch Drehung des Antriebszahnrads 150 um eine Antriebswelle 151 rotiert.
Wie aus Fig. 1B ersichtlich, ist eine Verbindungsstange 160 mit einem Verbindungsloch 161 gleitend auf der kreisrunden Nocke 120 des Nockenmechanismus 100 befestigt. Demzufolge wird beim Drehen des Zahnrads 110 um die Tragewelle 140 die Drehung durch das exzentrische Drehen der kreisrunden 120 Nocke um die Tragewelle 140 auf die Verbindungsstange 160 übertragen, sodass sich die Verbindungsstange 160 in der durch die Pfeile in Fig. 1B angezeigten Richtung hin- und herbewegt.
Der oben beschriebene Nockenmechanismus 100 wird in verschiedenen Vorrichtungen verwendet, in denen die Umwandlung der kreisrunden Bewegung in die Hin- und Herbewegung erforderlich ist. Beispiele sind die Mähmaschinen für die Gartenarbeit, die in JP-A-64-41249, JP-A-60-137214 und JP-A-56-106512 geoffenbart sind.
Um im konventionellen Nockenmechanismus 100 in Fig. 1A und 1B eine kreisrunde Nocke 120 auf dem Zahnrad 110 auszubilden, muss zunächst die kreisrunde Nocke 120 individuell gefertigt werden, was die Material- und die Fertigungskosten ansteigen lässt.
Außerdem wird die kreisrunde Nocke 120 auf dem Zahnrad 110 mittels der komplizierten Schritte fixiert, in denen die Schraublöcher 112 im Zahnrad 110 ausgebildet werden, die Durchgangslöcher 122 in der kreisrunden Nocke 120 korrespondierend zu den Schraublöchern 122 ausgebildet werden und die Schrauben 130 in die Durchgangslöcher 122 und die Schraublöcher 112 eingeführt und in ihnen verschraubt werden. Dies lässt die Montagekosten ansteigen.
Daher ist es ein Ziel der Erfindung, einen Nockenmechanismus, der die Fertigungs- und die Montagekosten senken kann, und eine Mähmaschine unter Einsatz des Nockenmechanismus bereitzustellen.
Der Nockenmechanismus der Erfindung nach Anspruch 1 umfasst ein Metallzahnrad und eine exzentrische aus der exzentrischen Position zumindest einer Oberfläche und der Rückseite des Zahnrads ragende Nocke. Die ezxentrische Nocke wird durch Halbstanzpressbearbeitung auf dem Zahnrad von der anderen Seite der zu bildenden exzentrischen Nocke ausgebildet.
Das Halbstanzpressbearbeiten ist ein Feinstanzverfahren.
Die Struktur der Form sieht entweder ein Verfahren ohne jeglichen Freiraum vor, in dem kein Freiraum zwischen einem Stanzloch einer unteren Form und einer Stanzmaschine besteht, oder sie sieht ein Verfahren mit negativem Freiraum vor, in dem der Querschnitt der Stanzmaschine etwas größer als der Querschnitt des Stanzloches ist. Das Verfahren umfasst einen Presser mit einem Vorsprung zum Pressen des zu bearbeitenden Materials und einen Umkehrpresser zum Pressen des Materials von unten. Das zu bearbeitende Material wird bis zur Hälfte der Dicke gepresst, während es festgehalten wird.
Gemäß dem somit ausgebildeten Nockenmechanismus besitzt die exzentrische Nocke eine extrem glatte Schnittfläche, keine Scherabsenkung keinen Grat und zufrieden stellende Dimensionspräzision. Daher funktioniert die exzentrische Nocke ausreichend, wenn die Umfangsfläche zu einem Element verrutscht. Insbesondere durch Anwendung des Verfahrens mit negativem Freiraum kann die Dimensionspräzision der exzentrischen Nocke verbessert werden.
Außerdem werden die Material- und Verarbeitungskosten im Vergleich zu jenem Fall gesenkt, in dem die exzentrische Nocke am Zahnrad mit Schrauben oder mittels Stemmen befestigt wird, was die Fertigungskosten senkt.
Im Nockenmechanismus kann die exzentrische Nocke auf der Oberfläche und Rückseite des Zahnrads ausgebildet sein. Demzufolge kann das Geradstirnrad auf beiden Oberflächen die kreisförmige Bewegung in die Hin- und Herbewegung übertragen.
Ferner kann das Zahnrad ein Wellenloch an der Mittelposition aufweisen, und es können die exzentrischen Nocken in Punktsymmetrie in Bezug auf die Achse des Wellenlochs ausgebildet sein. Daher kann sich ein Paar anderer Elemente in Phasendifferenz von 180º hin- und herbewegen.
Außerdem kann die exzentrische Nocke eine eingeschriebene Oberfläche, die in eine kreisförmige Ortskurve eingeschrieben ist, deren Mittelpunkt und Durchmesser solcherart sind, dass das Wellenloch enthalten ist, und eine konkave Kerbe umfassen, die durch Trennen einer gegenüberliegenden Oberfläche gebildet wird, die in einem vorbestimmten Abstand die gegenüberliegende Seite der eingeschriebenen Oberfläche vom Wellenloch ist.
Wenn demnach das andere Element mit kreisrundem Loch auf die exzentrische Nocke aufgesetzt wird, wird die in das Wellenloch des Zahnrads eingeführte Welle in das kreisrunde Loch eingesetzt, und es entsteht ein Raum zwischen der Welle und dem konkaven Abschnitt der exzentrischen Nocke. Daher kann Schmiermittel den Raum ausfüllen, sodass die exzentrische Nocke reibungslos funktionieren kann.
Wenn die exzentrischen Nocken auf der Vorder- und Rückseite des Zahnrads in Punktsymmetrie angeordnet sind, schneidet zwar jede kreisförmige Ortskurve die andere, doch die gegenseitige Störung der exzentrischen Nocken des Zahnrads kann aufgrund der konkaven Kerbe vermieden werden.
Im Nockenmechanismus ist eine Mittelwelle in das Wellenloch eingeführt und ein Gleitring auf die Mittelwelle aufgesetzt, wobei der Gleitring einen solchen Außendurchmesser besitzt, dass er auf der Innenfläche des Wellenlochs gleitet.
Da gemäß diesem Nockenmechanismus die Innenfläche des anderen Elements mit der Außenfläche der Mittelwelle über dem Gleitring in Kontakt steht, wenn das andere Element mit dem kreisrunden Loch auf die exzentrische Nocke aufgesetzt wird, dreht sich das Zahnrad um die Mittelwelle, was für eine reibungslose Kurbelbewegung des anderen Elements sorgt.
Die exzentrische Nocke kann aus einer Vielzahl an Nockenvorsprüngen besetehen, die in einer kreisförmigen Ortskurve eingeschrieben sind, deren Mittelpunkt und Durchmesser solcherart sind, dass das Wellenloch enthalten ist. Durch Verwendung der Nockenvorsprünge als exzentrische Nocke wird der gesamte Querschnitt der Vorsprünge gegenüber dem Querschnitt der exzentrischen Nocke verkleinert. Daher kann der Pressdruck der Halbstanzpressbearbeitung gesenkt werden, was auch die Energiekosten senkt.
Eine Nockenvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Nockenmechanismus umfasst ferner eine Abtriebsstange mit einem Gleitloch an einem Ende, um gleitend auf die exzentrische Nocke zu passen. Das Zahnrad wird mit der Abtriebsstange verbunden, indem das Gleitloch auf die exzentrische Nocke aufgesetzt wird.
Gemäß der Nockenvorrichtung wird die Drehung des Zahnrads durch die exzentrische Nocke und die Abtriebsstange hindurch in die Hin- und Herbewegung umgewandelt.
Eine Mähmaschine mit der obigen Nockenvorrichtung umfasst ferner ein Paar Messerelemente mit einer Vielzahl an Mähmessern. Die Mähmesser sind übereinander angeordnet, um in Längsrichtung gleitbar zu sein, wobei zumindest eines des Messerelementepaars mit dem anderen Ende der Abtriebsstange verbunden ist.
Gemäß der Mähmaschine wird die Drehung des Zahnrads durch die exzentrische Nocke und die Abtriebsstange hindurch in die Hin- und Herbewegung umgewandelt und auf das Messerelementepaar übertragen. Dann bewegen sich die Mähmesser in Längsrichtung hin und her, um Gras zu schneiden.

Erklärung der Abbildungen

Fig. 1A und 1B sind perspektivische Ansichten eines herkömmlichen Nockenmechanismus zur Umwandlung kreisförmiger Bewegung in Hin- und Herbewegung.
Fig. 2A, 2B und 2C sind Ansichten des Nockenmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2A ist eine perspektivische Ansicht, Fig. 2B eine Draufsicht und Fig. 2C eine Schnittansicht von Fig. 2B entlang der Linien A.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung der Halbstanzpressbearbeitung.
Fig. 4A, 4B, 4C und 4D sind Ansichten des Verfahrens zur Fertigung des Nockenmechanismus durch Halbstanzpressbearbeitung. Fig. 4A zeigt ein Durchstechverfahren; Fig. 4B veranschaulicht ein Verfahren zum Halbstanzen der Rückseite; Fig. 4C zeigt ein Verfahren zum Halbstanzen der Vorderseite; Fig. 4D stellt die Roheisenplatte mit entferntem Geradstirnrad nach der Halbstanzbearbeitung dar.
Fig. 5A, 5B und 5C sind Ansichten einer ersten Ausführungsform einer Nockenvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Nockenmechanismus. Fig. 5A ist eine perspektivische Ansicht, Fig. 5B ist eine Draufsicht, und Fig. 5C ist eine Schnittansicht von Fig. 5B entlang der Linien B.
Fig. 6A, 6B und 6C sind Ansichten einer zweiten Ausführungsform einer Nockenvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Nockenmechanismus. Fig. 6A ist eine perspektivische Ansicht, Fig. 6B eine Draufsicht und Fig. 6C eine Schnittansicht von Fig. 6B entlang der Linien C.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptabschnitts einer Mähmaschine unter Einsatz des erfindungsgemäßen Nockenmechanismus.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht von Fig. 7.
Fig. 9A, 9B und 9C zeigen den Nockenmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 9A ist eine perspektivische Ansicht, Fig. 9B eine Draufsicht und Fig. 9C eine Schnittansicht von Fig. 9B entlang der Linien D.
Es folgt eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. In der folgenden Beschreibung und in den Abbildungen werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche Komponenten verwendet, weshalb auf eine wiederholende Erläuterung gleicher Komponenten verzichtet wird.
Fig. 2A, 2B und 2C zeigen einen Nockenmechanismus gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2A ist eine perspektivische Ansicht des Nockenmechanismus, Fig. 2B eine Draufsicht davon und Fig. 2C eine Schnittansicht davon entlang der Linien A. Wie aus Fig. 2A-2C ersichtlich, umfasst der Nockenmechanismus 1 ein Geradstirnrad 2 mit einer Vielzahl an Zahnradzähnen in vorbestimmtem Abstand und ein Paar exzentrischer Nocken 3, die jeweils aus der Vorder- bzw. Rückseite des Geradstirnrads 2 ragen. Dieses besitzt ein Wellenloch 21 im Mittelpunkt. Die Innenfläche des Wellenloches 21 ist gleitend auf eine weiter unten beschriebene Mittelwelle 5 aufgesetzt, die drehend das Geradstirnrad 2 um die Mittelwelle 5 herum abstützt.
Die exzentrische Nocke 3 besitzt eine eingeschriebene Oberfläche 31, die in die kreisrunde Ortskurve eingeschrieben ist, deren Mittelpunkt und Durchmesser so eingestellt ist, dass das Mittelloch 21 enthalten ist, und eine dem Mittelloch 21 zugewandte Oberfläche, die eine der Oberfläche der Mittelwelle 5 gegenüberliegende Oberfläche 32 ist. Die gegenüberliegende Oberfläche 32 der vorliegenden Ausführungsform ist in Form des kreisrunden Bogens ausgebildet, dessen Mittelpuntk der Mittelpunkt des Wellenloches 21 ist, das eine konkave Kerbe 33 bildet, um gegenseitige Störung der exzentrischen Nocken zu vermeiden. Man beachte, dass die Form der konkaven Kerbe 33 nicht auf den Bogen beschränkt ist.
Beim Einsetzen der Mittelwelle 5 in das Wellenloch 21 kann die konkave Kerbe 33 als Raum zum Einfüllen von Schmieröl wie z. B. Fett zwischen der Außenfläche der Mittelwelle 5 und der eingeschriebenen Oberfläche 31 der exzentrischen Nocke 3 verwendet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die exzentrischen Nocken 3 in Punktsymmetrie in Bezug auf die Achse des Wellenloches 21 ausgebildet, das heißt, mit einer Phasendifferenz von 180º.
Gemäß der Erfindung wird die exzentrische Nocke 3 durch Halbstanzpressbearbeitung ausgebildet. Fig. 3 ist eine Schnittansicht zur Erläuterung der Halbstanzpressbearbeitung. Diese ist ein Feinstanzverfahren. Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Halbstanzpressbearbeitung ist die verwendete Form eine Halbstanzform 9 mit negativem oder null Freiraum - dies bedeutet, dass kein Freiraum zwischen der Außenfläche dem Stanzer 93 zum Halbstanzen und der Innenfläche des Stanzloches 92 einer unteren Form 91 besteht. Beim Halbstanzen werden ein Presser 95 mit einem Vorsprung zum Pressen des zu bearbeitenden Materials (hierin einer Roheisenplatte 94 für das Geradstirnrad 2) und ein Umkehrpresser 96 zum Pressen des Materials von unten verwendet. Demzufolge kann die Roheisenplatte 94 festgehalten werden, während sie bearbeitet wird, um bis zur Hälfte der Dicke gepresst zu werden.
Wenn daher die Roheisenplatte 94 mittels der Halbstanzpressbearbeitung unter Verwendung der Halbstanzform 9 bearbeitet wird, wird die Roheisenplatte 94 genau entlang des Stanzlochs 92 der unteren Form 91 gestanzt, da in dem zu pressenden Bereich des Roheisenplatte 94 kein Freiraum besteht. Somit weist die gebildete exzentrische Nocke 3 eine extrem glatte Schnittfläche, keine Scherabsenkung, keinen Grat und zufrieden stellende Dimensionspräzision auf. Auf die oben beschriebene Weise entsteht im Geradstirnrad 2 ein konkaver Abschnitt 22, der im hinteren Teil der exzentrischen Nocke 3 aufgrund des Pressens des Stanzers 93 eingedrückt wird.
Fig. 4A, 4B, 4C und 4D veranschaulichen das Verfahren zur Fertigung des Nockenmechanismus durch die Halbstanzpressbearbeitung unter Verwendung der Roheisenplatte. Fig. 4A zeigt ein Durchstechverfahren; Fig. 4B veranschaulicht das Halbstanzen der Rückseite; Fig. 4C zeigt das Halbstanzen der Vorderseite; und Fig. 4D stellt die Roheisenplatte mit entferntem Geradstirnrad nach dem Halbstanzen dar. In Fig. 4A- 4D ist die Draufsicht oben und die Querschnittsansicht unten zu sehen. Im Durchstechverfahren (siehe Fig. 4A) wird zunächst ein Paar durchgestoßener Löcher 94a zwecks Ausrichten auf beiden Seiten der bandförmigen Roheisenplatte 94 mittels der in der Abbildung nicht dargestellten Pressmaschine ausgebildet.
Als nächstes wird die Roheisenplatte 94 um den vorbestimmten Abstand durch Antrieb einer vorbestimmten Antriebsmaschine nach rechts bewegt. Die Roheisenplatte 94 wird auf der Basis der durchstoßenen Löcher 94a durch ein herkömmliches Verfahren ausgerichtet. Anschließend erfolgt das Halbstanzpressverfahren auf der Rückseite der Roheisenplatte 94 unter Verwendung der ersten Halbstanzform (nicht dargestellt), wie dies aus Fig. 4B ersichtlich ist. Die erste Halbstanzform ist eine Form, die konstruiert ist, indem der Stanzer 93 und der Umkehrpresser 96 (siehe Fig. 2) verkehrt ausgebildet sind. Dann wird gemäß dem Verfahren zum Halbstanzen der Rückseite die aus der Oberfläche ragende und von hinten gepresste exzentrische Nocke 3 auf der Roheisenplatte 94 ausgebildet.
Nach dem Ausbilden der exzentrischen Nocke 3 auf der Oberfläche der Roheisenplatte 94 wird diese um den gleichen Abstand wie oben durch Antrieb der Antriebsmaschine nach rechts bewegt. Die Roheisenplatte 94 wird auf der Basis der durchstoßenen Löcher 94a ausgerichtet. Anschließend erfolgt, wie aus Fig. 4C ersichtlich, die Halbstanzpressbearbeitung auf der Oberfläche der Roheisenplatte 94 unter Einsatz der zweiten Halbstanzform, die nicht zu sehen ist. Diese zweite Halbstanzform ist solcherart ausgelegt, dass der Stanzer 93 ähnlich wie jener in Fig. 3 an der Oberseite ansetzt.
Außerdem besitzt die getrennt vom Stanzer 93 im vorliegenden Verfahren verwendete obere Form ein Pressmesser, das mit den Zähnen des Geradstirnrads 2 korrespondiert, und ein Pressmesser, das mit dem Wellenloch 21 des Geradstirnrads 2 korrespondiert. Nach dem Verwenden des Stanzers 93 im Halbstanzverfahren wechselt der Stanzer 93 mit der oberen Form ab, um das normale Pressen durchzuführen. Nach der Halbstanzbearbeitung der Oberfläche (siehe Fig. 4C) wird demnach das Geradstirnrad 2 mit dem Paar exzentrischer Nocken 3 mittels der Halbstanzpressbearbeitung und des Pressverfahrens mit der oberen Form aus der Roheisenplatte 94 gezogen. Als nächstes wird die Roheisenplatte 94 um einen Einheitsabstand bewegt und dann das Loch, das nach dem Entfernen des Geradstirnrads 2 gebildet wird, nach rechts bewegt (siehe Fig. 4D).
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Roheisenplatte 94 um einen Einheitsabstand bewegt, und während die Roheisenplatte 94 auf der Basis der durchstoßenen Löcher 94a ausgerichtet wird, wird sie hintereinander im Durchstechverfahren, in der Halbstanzbearbeitung der Rückseite und im Halbstanzen der Vorderseite bearbeitet. Dann ist das Geradstirnrad 2 mit den exzentrischen Nocken 3, d. h. der Nockenmechanismus 1 gefertigt.
Fig. 5A, 5B und 5C zeigen eine erste Ausführungsform einer Nockenvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Nockenmechanismus. Fig. 5A ist eine perspektivische Ansicht der Nockenvorrichtung, Fig. 5B ist eine Draufsicht davon, und Fig. 5C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien B. Wie aus Fig. 5A, 5B und 5C ersichtlich, wird die Nockenvorrichtung 4 zusammengesetzt, indem eine Mittelwelle 5 und eine Abtriebsstange 6 dem Nockenmechanismus 1 der ersten Ausführungsform hinzugefügt werden. Der Durchmesser der Mittelwelle 5 ist so bemessen, dass die Welle gleitend in das Wellenloch 21 des Geradstirnrads 2 eingeführt werden kann. Demzufolge dreht sich das Geradstirnrad 2 um die Mittelwelle 5. Die Mittelwelle 5 ist an einer vorbestimmten nicht dargestellten Vorrichtung befestigt, die die Nockenvorrichtung 4 verwendet.
Die Abtriebsstange 6 umfasst einen länglichen Stangenkörper 61, eine kreisförmige Verbindungseinheit 62, die am Körperende des Stangenkörpers 61 angeordnet ist, und eine kreisförmige Verbindungseinheit 63 am distalen Ende, die kleiner als die Verbindungseinheit 62 am Körperende ist und sich am anderen Ende des Stangenkörpers 61 befindet. Die Verbindungseinheit 62 am Körperende besitzt ein kreisförmiges Loch 62a, in das die exzentrische Nocke 3 und die Mittelwelle 5 gleitend eingepasst sind. Die Verbindungseinheit 63 am distalen Ende besitzt ein kreisförmiges Loch 63a. Das kreisförmige Loch 63a am distalen Ende dient dazu, ein vorbestimmtes Element zur Durchführung der Hin- und Herbewegung zu verbinden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Paar der Abtriebsstangen 6 an den exzentrischen Nocken 3 auf der Vorder- bzw. Rückseite des Geradstirnrads angebracht.
In den exzentrischen Nocken 3 der Nockenvorrichtung sind die einander überlappenden Abschnitte der Vorder- und Rückseite als konkave Kerbe 33 ausgebildet. Wenn das kreisförmige Loch 62a am Körperende auf der exzentrischen Nocke 3 aufsitzt, kann die konkave Kerbe 33 als Raum zum Einfüllen des Schmieröls zwischen der gegenüberliegenden Oberfläche 32 der exzentrischen Nocke 3, der Außenfläche der Mittelwelle 5 und der Innenfläche des kreisförmigen Loches 62a am Körperende verwendet werden. Die exzentrische Nocke 3 und die Verbindungseinheit 62 am Körperende drehen sich reibungslos relativ zueinander, wenn Schmieröl wie z. B. Fett in den Füllraum 34 eingefüllt ist.
Wenn in der Nockenvorrichtung 4 das Geradstirnrad 2 in das vorbestimmte Antriebszahnrad eingreift, dreht sich das Geradstirnrad 2 um die Mittelwelle 5, indem das Antriebszahnrad angetrieben wird. Dann bewegt sich die Abtriebsstange 6 durch Drehung des Geradstirnrads 2 hin und her, sodass sich auch das mit der Verbindungseinheit 63 am distalen Ende verbundene vorbestimmte Element hin- und herbewegt.
Fig. 6A, 6B und 6C zeigen eine zweite Ausführungsform der Nockenvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Nockenmechanismus. Fig. 6A ist eine perspektivische Ansicht der Nockenvorrichtung, Fig. 6B ist eine Draufsicht davon, und Fig. 6C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien C. Wie aus Fig. 6A, 6B und 6C ersichtlich, sitzt in der Nockenvorrichtung 4a der zweiten Ausführungsform ein Gleitring 51 gleitend auf der Mittelwelle 5 auf. Der Durchmesser der Mittelwelle 5 ist so ausgelegt, dass die Innenfläche des kreisförmigen Lochs 62a am Körperende der Abtriebsstange 6 auf der Außenfläche des Gleitrings 51 gleitbar ist. Die anderen Konstruktionsmerkmale des Nockenmechanismus 4a sind die gleichen wie im Nockenmechanismus 4 der ersten Ausführungsform.
Wenn sich im Nockenmecahnismus 4a der zweiten Ausführungsform die exzentrische Nocke 3 um die Mittelwelle 5 dreht, um die Kurbelbewegung auszuführen, kann die Kurbelbewegung der Abtriebsstange 6 reibungslos vor sich gehen, da sich der Gleitring 51 um die Mittelwelle 5 dreht.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Hauptteils einer Mähmaschine unter Verwendung der oben beschriebenen Nockenvorrichtung. Fig. 8 ist eine Schnittansicht von Fig. 7. Fig. 7 zeigt die Rückseite der Mähmaschine von oben und Fig. 8 die Rückseite der Mähmaschine von unten. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Nockenvorrichtung 4 der ersten Ausführungsform verwendet. In Fig. 7 und 8 umfasst die Mähmaschine 7 ein Gehäuse 71 mit der Nockenvorrichtung 4, eine Abdeckung auf dem Boden des Körpers zum Schließen der Öffnung des Gehäuses 71, ein Paar Messer, die Mähmesserelemente sind, die mit der Nockenvorrichtung 4 im Gehäuse 71 verbunden sind, und einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus. Das Gehäuse 71 besitzt die kombinierte Form eines Kreises und Quadrats. Im kreisrunden Abschnitt befindet sich ein Nockenmechanismusbehälter 71a, in dem der Nockenmechanismus 1 eingebaut ist. Im quadratischen Abschnitt nahe dem Nockenmechanismusbehälter 71a (rechts von Fig. 7) befindet sich ein Messergehäuse 71b zum Lagern der Enden des Messerpaars 73, sodass sie sich vor- und zurückbewegen können.
Der Nockenmechanismusbehälter 71a besitzt einen etwas größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Geradstirnrads 2. Die Mittelwelle 5 ist aufrecht am Boden des Nockenmechanismusbehälters 71a angeordnet. Außerdem ist die Nockenvorrichtung 4 im Nockenmechanismusbehälter 71a so eingebaut, dass das Geradstirnrad 2 drehend durch die Mittelwelle 5 abgestützt wird, indem das Wellenloch 21 des Geradstirnrads 2 auf die Mittelwelle 5 aufgesetzt wird.
Das Messergehäuse 71b besitzt eine etwas größere Breite als die Breite des Messers 73. Demzufolge können die Körperenden des übereinander angeordneten Messerpaars 73 so gelagert sein, dass sie vor- und zurückgleiten.
Jedes Messer 73 besitzt eine Verbindungswelle 73a, die in zum anderen Vorsprung entgegengesetzter Richtung nach außen ragt, wenn die Messer 73 übereinander angeordnet sind. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, ist das Geradstirnrad 2 mit jedem Messer 73 durch die Abtriebsstange 6 verbunden, indem jede Verbindungswelle 73a in das kreisförmige Loch 63a der mit der exzentrischen Nocke 3 verbundenen Abtriebsstange 6 eingesetzt wird.
Jedes Messer 73 besitzt ein Loch 73b, das in Längsrichtung im Breitemittelpunkt länglich ausgebildet ist. Es sind Bolzen 74 in die länglichen Löcher 73b eingesetzt und durch Muttern gemeinsam mit Führungsstangen 76 befestigt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Messer 73 außerhalb des Gehäuses 71 übereinander angeordnet sind und dass sie im länglichen Loch in zur anderen entgegengesetzten Richtung gleiten.
Außerdem beseht ein Antriebszahnradbehälter 71c zur Lagerung eines Antriebszahnrads 75, dessen Durchmesser kleiner ist als jener des Geradstirnrads 2, am Körperende des Nockenmechanismusbehälters 71a (links in Fig. 7 und 8). Eine Antriebszahnradstützwelle 75a ist aufrecht am Boden des Antriebsradbehälters 71c angeordnet. Das Antriebszahnrad 75 wird durch die Antriebszahnradstützwelle 75a abgestützt, damit es sich um die Antreibszahnradstützwelle 75a drehen kann. Das Antriebszahnrad 75 besitzt einen solchen Zahnabstand und Durchmesser, um mit dem Geradstirnrad 2 in Eingriff zu stehen. Demzufolge wird die Antriebsbewegung des Antriebszahnrads 75 auf das Geradstirnrad 2 übertragen. Das Antriebszahnrad 75 dreht sich um die Antriebszahnradstützwelle 75a, wenn diese die Antriebskraft der nicht dargestellten Antriebseinheit empfängt.
Die Abdeckung 72 ist als Bodenplatte mit der gleichen planen Form wie das Gehäuse 71 ausgebildet. Es sind Einsetzlöcher 72a an vier Ecken der Abdeckung 72 ausgebildet. Außerdem sind Schraublöcher 71d am Gehäuse 71 ausgebildet, mit denen die Einsetzlöcher 72a korrespondieren. Wenn die Abdeckung 72 die Öffnung des Gehäuses 71 abdeckt und mit den Schrauben 78 durch die Einsetzlöcher 72a und die Schraublöcher 71d befestigt ist, wird sie auf das Gehäuse 71 gesetzt.
Wenn infolge der Konstruktion der Mähmaschine 7 die Antriebskraft der Antriebseinheit auf die Antriebszahnradstützwelle 75 übertragen wird, dreht sich auch das Antriebszahnrad 75a. Die Drehung des Antriebszahnrads 75 wird auf das Geradstirnrad 2 übertragen, das mit dem Antriebszahnrad 75 in Eingriff steht, sodass sich das Geradstirnrad 2 um die Mittelwelle 5 dreht. Dann drehen sich die aus der Vorder- und Rückfläche des Geradstirnrads 2 ragenden exzentrischen Nocken um die Mittelwelle 5, um die Kurbelbewegung auszuführen. Dadurch kann die Abtriebsstange 6, deren Verbindungseinheit 62 am Körperende mit der exzentrischen Nocke 3 verbunden ist, die Kolbenbewegung ausführen. Außerdem bewegen sich die mit der Abtriebsstange 6 durch die Verbindungswellen 73a hindurch verbundenen und übereinander angeordneten Messer in entgegengesetzter Richtung zueinander hin und her.
Die exzentrische Nocke 3 der Erfindung wird durch Halbstanzpressbearbeitung geformt, sodass die Fertigung der Nocke 3 im Vergleich zu einer am Geradstirnrad 2 fixierten exzentrischen Nocke vereinfacht wird, die mittels Schrauben oder Stemmen im Fall von Schneiden erzeugt wird. Auf diese Weise kann man die Herstellungskosten der Mähmaschine 7 wirkungsvoll senken.
Fig. 9A, 9B und 9C zeigen einen Nockenmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 9A ist eine perspektivische Ansicht des Nockenmechanismus, Fig. 9B ist eine Draufsicht davon, und Fig. 9C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linien D. Wie aus Fig. 5A, 5B und 5C ersichtlich, werden im Nockenmechanismus 1a der zweiten Ausführungsform statt der halbmondförmigen exzentrischen Nocken drei zylindrische Nockenvorsprünge 30 als Nocken verwendet. Die Nockenvorsprünge 30 sind an einer Position angeordnet, um mit der Innenfläche des kreisrunden Loches 62a am Körperende der Abtriebsstange 6 in Kontakt zu stehen. Die anderen Konstruktionsmerkmale des Nockenmechanismus 1a sind die gleichen wie im Nockenmechanismus 1 der ersten Ausführungsform.
Gemäß dem Nockenmechanismus 1a der zweiten Ausführungsform ist der gesamte Querschnitt der drei Nockenvorsprünge 30 kleiner als jener der exzentrischen Nocke 3, sodass der Pressdruck im Halbstanzpressverfahren verkleinert werden kann, was die Energiekosten senkt.
Wie oben beschrieben, umfasst der Nockenmechanismus 1, 1a das metallene Geradstirnrad 2 und die aus zumindest einer Vorder- und Rückfläche des Geradstirnrads 2 ragende exzentrische Nocke 3 (oder den Nockenvorsprung 30). Die exzentrische Nocke wird durch Halbstanzpressbearbeitung (Feinstanzen) geformt, sodass sie eine extrem glatte Schnittfläche, keine Scherabsenkung, keinen Grat und zufrieden stellende Dimensionspräzision aufweist. Daher ist die Funktionsweise der exzentrischen Nocke ausreichend, wenn die Umfangsfläche zur Innenfläche des kreisrunden Lochs 62a am Körperende der Abtriebsstange 6 gleitet.
Da die exzentrische Nocke 3 durch das oben beschriebene Verfahren ausgebildet wird, können die Material- und Verfahrenskosten im Vergleich zu einer exzentrischen Nocke, die am Zahnrad mittels Schrauben oder Stemmen befestigt ist, gesenkt werden, was die Fertigungskosten reduziert.
Das Wellenloch 21 ist im Mittelpunkt des Geradstirnrads 2 ausgebildet, und die exzentrische Nocke 3 umfasst die eingeschriebene Oberfläche 31, die in die kreisförmigen Ortskurve eingeschrieben ist, deren Mittelpunkt und Durchmesser solcherart sind, dass das Wellenloch 21 enthalten sind, und die konkave Kerbe 33, die durch Trennen der zugewandten Oberfläche, die sich auf der gegenenüberliegenden Seite der eingeschriebenen Oberfläche 31 befindet, vom Wellenloch 21 um den vorbestimmten Abstand gebildet wird. Während dann das kreisförmige Loch 62a am Körperende der Abtriebsstange 6 auf der exzentrischen Nocke 3 aufgesetzt wird, wird die im Wellenloch 21 des Geradstirnrads steckende Mittelwelle 5 in das kreisförmige Loch 62a am Körperende eingeführt. Auf diese Weise kann Schmiermittel den Raum 34 ausfüllen, sodass die exzentrische Nocke 3 reibungslos betrieben werden kann; auch die Häufigkeit des Nachfüllens von Schmiermittel kann reduziert werden.
Wenn die exzentrischen Nocken 3 auf beiden Oberflächen des Geradstirnrads 2 ausgebildet sind, kann die kreisförmige Bewegung auf beiden Oberflächen des Geradstirnrads 2 in Hin- und Herbewegung umgewandelt werden. Da die exzentrischen Nocken 3 in Punktsymmetrie in Bezug auf die Achse des Wellenlochs 21 ausgebildet sind, kann sich ein Paar anderer Elemente in Phasendifferenz von 180º hin- und herbewegen.
Die Nockenvorrichtung 4, 4a oder die Nockenvorrichtung unter Verwendung des Nockenmechanismus 1, 1a umfasst die Abtriebsstange mit dem kreisförmigen Loch 62a an einem Ende, um auf die exzentrische Nocke 3 gesetzt zu werden, sodass die Drehung des Geradstirnrads 2 durch die exzentrische Nocke 3 und die Abtriebsstange hindurch in die Hin- und Herbewegung umgewandelt werden kann.
Die Mähmaschine 7 umfasst eine Nockenvorrichtung 4 oder 4a und einen Nockenmechanismus 1 oder 1a, sodass die Fertigungskosten der Mähmaschine 7 reduziert werden können.
Die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern ist innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden Ansprüche vielseitig einsetzbar. Einige der Beispiele folgen.
In der ersten Ausführungsform sind die exzentrische Nocke 3 und die Mittelwelle 5 solcherart positioniert, dass die Außenfläche der Mittelweile 5 in Kontakt mit der kreisförmigen Ortskurve steht, in die die eingeschriebene Oberfläche 31 der exzentrischen Nocke 3 eingeschrieben ist; die Außenfläche der Mittelwelle 5 muss aber nicht mit der kreisförmigen Ortskurve in Kontakt stehen, es sei denn die Mittelwelle 5 befindet sich innerhalb der kreisförmigen Ortskurve.
In den obigen Ausführungsformen wird das Geradstirnrad 2 drehend durch die Mittelwelle 5 abgestützt. Anstelle der Verwendung der Mittelwelle 5 kann z. B. dafür gesorgt werden, dass die Außenfläche des Geradstirnrads 2 gegenüber der Innenfläche des Gehäuses 71 gleitbar ist. Die gegenseitige Störung zwischen der exzentrischen Nocke 3 und der Mittelwelle 5 tritt somit trotz der Position der exzentrischen Nocke 3 nicht auf. Die konkave Kerbe 33 zur Verhinderung der gegenseitigen Störung muss nicht vorhanden sein, und die exzentrische Nocke 3 kann kreisförmig ausgebildet sein, was die Fertigungskosten senkt.
In den vorliegenden Ausführungsformen sind die exzentrischen Nocken 3 in Punktsymmetrie (Phasendifferenz von 180º) auf der Oberseite und der Rückfläche des Geradstirnrads 2 ausgebildet, doch die Phasendifferenz ist beliebig einstellbar.
In den vorliegenden Ausführungsformen sind die exzentrischen Nocken 3 auf der Oberseite und der Rückfläche des Geradstirnrads 2 ausgebildet, doch die exzentrische Nocke 3 kann auch nur auf einer Oberfläche ausgebildet sein.

Claims

1. Nockenmechanismus (1; 1a), umfassend:

ein Metallzahnrad (2) und

eine exzentrische Nocke (3; 30), die aus der exzentrischen Position zumindest einer von der Vorderfläche und/oder der Rückfläche des Zahnrads (2) vorragt; dadurch

gekennzeichnet, dass

die exzentrische Nocke (3, 30) gebildet wird, indem am Zahnrad (2) von der gegenüberliegenden Seite der zu bildenden exzentrischen Nocke (3, 30) aus Halbstanzpressbearbeitung vorgenommen wird.

2. Nockenmechanismus (1) nach Anspruch 1, worin die exzentrische Nocke (3) an der Vorderfläche und der Rückfläche des Zahnrads (2) ausgebildet ist.

3. Nockenmechanismus nach Anspruch 2, worin das Zahnrad (2) ein Wellenloch (21) in der Mittelposition aufweist und die exzentrischen Nocken (3) in Punktsymmetrie in Bezug auf die Achse des Wellenlochs (21) ausgebildet sind.

4. Nockenmechanismus (1) nach Anspruch 2, worin die exzentrische Nocke (3) eine eingeschriebene Fläche (31), die in eine kreisförmige Ortskurve mit einem solchen Mittelpunkt und Durchmesser eingeschrieben ist, dass das Wellenloch (21) enthalten ist, sowie eine konkave Kerbe (33) umfasst, die gebildet ist, indem eine gegenüberliegende Fläche, die die Gegenseite der eingeschriebenen Fläche ist, vom Wellenloch (21) um einen vorbestimmten Abstand getrennt wird.

5. Nockenmechanismus (1) nach Anspruch 3, worin eine Mittelwelle (5) in das Wellenloch (21) eingesetzt ist und ein Gleitring an der Mittelwelle angebracht ist, und der Gleitring einen solchen Außendurchmesser aufweist, dass er an der Innenfläche des Wellenlochs (21) gleitet.

6. Nockenmechanismus (1) nach Anspruch 3, worin die exzentrische Nocke aus einer Vielzahl von Nockenvorsprüngen (30) gebildet ist, die in eine kreisförmige Ortskurve mit einem solchen Mittelpunkt und Durchmesser eingeschrieben sind, dass das Wellenloch (21) enthalten ist.

7. Nockenvorrichtung (4), umfassend einen Nockenmechanismus nach Anspruch 1 und eine Abtriebsstange (6) mit einem Gleitloch (62a) an einem Ende, so dass sie gleitend auf die exzentrische Nocke (3) passt; wobei das Zahnrad (2) mit der Abtriebsstange (6) verbunden ist, indem das Gleitloch (62a) auf die exzentrische Nocke (3) gepasst ist.

8. Nockenvorrichtung (4) nach Anspruch 7, worin die exzentrische Nocke (3) an der Vorderfläche und der Rückfläche des Zahnrads ausgebildet ist.

9. Nockenvorrichtung (4) nach Anspruch 8, worin das Zahnrad (2) ein Wellenloch (21) in der Mittelposition aufweist und die exzentrischen Nocken (3) in Punktsymmetrie in Bezug auf die Achse des Wellenlochs (21) ausgebildet sind.

10. Nockenvorrichtung (4) nach Anspruch 9, worin die exzentrische Nocke (3) eine eingeschriebene Fläche (31), die in eine kreisförmige Ortskurve mit einem solchen Mittelpunkt und Durchmesser eingeschrieben ist, dass das Wellenloch (21) enthalten ist, und eine konkave Kerbe (33) umfasst, die gebildet wird, indem eine gegenüberliegende Fläche, die die Gegenseite der eingeschriebenen Fläche (31) ist, vom Wellenloch um einen vorbestimmten Abstand getrennt wird.

11. Mähmaschine (7), die eine Nockenvorrichtung nach Anspruch 7

sowie ein Paar Messerelemente (73) mit einer Vielzahl von Mähmessern umfasst;

wobei die Mähmesser übereinander angeordnet sind, so dass sie in Längsrichtung gleiten können;

wobei zumindest eines aus dem Paar Messerelemente (73) mit dem anderen Ende der Abtriebsstange (6) verbunden ist.

12. Mähmaschine (7) nach Anspruch 11, worin die exzentrische Nocke (3) an der Vorderfläche und der Rückfläche des Zahnrads (2) ausgebildet ist.

13. Mähmaschine (7) nach Anspruch 12, worin das Zahnrad (2) ein Wellenloch (21) in der Mittelposition aufweist und die exzentrischen Nocken (3) in Punktsymmetrie in Bezug auf die Achse des Wellenlochs (21) ausgebildet sind.

14. Mähmaschine nach Anspruch 13, worin die exzentrische Nocke (3) eine eingeschriebene Fläche (31) umfasst, die in eine kreisförmige Ortskurve mit einem solchen Mittelpunkt und Durchmesser eingeschrieben ist, dass das Wellenloch (21) enthalten ist, und eine konkave Kerbe (33) umfasst, die gebildet ist, indem eine gegenüberliegende Fläche, die die Gegenseite der eingeschriebenen Fläche (31) ist, vom Wellenloch (21) um einen vorbestimmten Abstand getrennt wird.