DE1284788B - Getriebe zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung, bei dem zum Verstellen der Hublänge der Schubbewegung zwei gegeneinander verstellbare, drehbar aufeinander gelagerte und gegensinnig angetriebene Exzenter dienen, wobei der Innenexzenter mit einer Antriebswelle und der Außenexzenter über zwischengeschaltete Kraftübertragungsglieder angetrieben, durch ein weiteres übertragungsglied mit einer Schubstange verbunden und parallel zur Antriebswelle eine um diese verschwenkbare Nebenwelle vorgesehen ist.
• Bei einem derartigen Getriebe kann eine Verstellung der Hublänge durch Veränderung der Lage des Außenexzenters zum Innenexzenter erreicht werden. Die Verdrehung des Außenexzenters zum Innenexzenter erfolgt hierbei über ein Zahnradgetriebe von einem Handrad aus, das im Betrieb mit der Antriebswelle umläuft. Die erforderliche Zwischenwelle mit dem darauf gelagerten Zahnradpaar läuft ebenfalls mit der Antriebswelle und dem darauf befestigten Innenexzenter um. Bei solchen Getrieben bewegen sich also die Zahnräder relativ zueinander nur während des Verstellvorganges, während beim Betrieb mit einer vorbestimmten und eingestellten Hublänge keine Relativbewegungen der Zahnräder zueinander stattfinden. Dies hat den Nachteil, daß die auftretenden Lastwechsel immer von denselben Punkten an den Zahnflanken aufgenommen werden müssen, was bei längerem Betrieb in derselben Einstellung zum Ausschlagen des Getriebes führt.
• Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, diesen Nachteil bei einem verbesserten Getriebe zu vermeiden, das sich dadurch kennzeichnet, daß die Nebenwelle auf einer mittels einer Verstelleinrichtung gegenüber einem Getriebeträger verschwenkbaren Einstellscheibe angeordnet ist, so daß sich die Exzenter in bekannter Weise im Betrieb ständig gegenseitig drehen.
• In Ausgestaltung der Erfindung weist ein mit dem Außenexzenter verbundenes Zahnrad eine exzentrische Lagerbohrung auf und steht mit einem exzentrisch auf der Nebenwelle gelagerten Zahnrad im Eingriff, dessen Exzentrizität gleich der Summe der Exzentrizitäten des Innenexzenters und des mit dem Außenexzenter verbundenen Zahnrades ist.
• Dadurch, daß nunmehr im Antrieb für die beiden Exzenter keine Wechsel in der Kraftrichtung auftreten, wird ein Ausschlagen auch bei längerem Lauf mit unveränderter Hublänge vermieden.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und es zeigt F i g. 1 ein Getriebe für eine Dosiereinrichtung im Längsschnitt, F i g. 2 einen Schnitt durch das Getriebe gemäß F i g. 1 nach der Linie II-11, F i g. 3 eine vereinfachte Darstellung der einzelnen Getriebeteile in einer Ausgangsstellung; F i g. 4 bis 6 zeigen verschiedene Stellungen des Getriebes in einer F i g. 3 entsprechenden Darstellung.
• Innerhalb eines kastenförmigen Gehäuses 1 ist eine Antriebswelle 2 gelagert, auf welche ein innerer Exzenter 3 und ein Zahnrad 4 aufgekeilt sind. Auf dem Exzenter 3 ist ein exzentrisches Zahnrad 5 mit einem außenliegenden Exzenter 6 als Einheit drehbar aufgenommen. Während der innere Exzenter 3 und das Zahnrad 4 von der Antriebswelle 2 angetrieben werden, werden der äußere Exzenter 6 und das Zahnrad 5 über Zahnräder 7, 8 und 9 in der Weise getrieben, daß das Zahnrad 4 ein auf einer Achse 9' gelagertes Zwischenrad 9 und dieses ein auf einer Nebenwelle 10 gelagertes Zahnrad 7 im gleichen Drehsinn wie das Zahnrad 4 antreibt. Das Zahnrad 7 kann dabei entweder unmittelbar oder, wie es aus den F i g. 1 und 2 der Zeichnung hervorgeht, auf einem Bund 8' des Zahnrades 8 gelagert sein, welches gleichfalls auf der Nebenwelle 10 drehbar ist. Die Zahnräder 7 und 8 sind mittels eines Stiftes 8" zu einer drehverbundenen Einheit gemacht und auf der Achse 10 aufgenommen, wobei das Zahnrad 8 exzentrisch gegenüber der Mitte der Achse 10 umläuft. Die Exzentrizität des Zahnrades 8 ist dabei gleich der Summe der Exzentrizitäten des inneren Exzenters 3 und des Zahnrades 5. Dieses wird von dem Zahnrad 8 zwangläufig angetrieben, wobei der Drehsinn des Zahnrades 5 und des damit verbundenen äußeren Exzenters 6 dem Drehsinn des inneren Exzenters 3 bzw. der Antriebswelle 2 entgegengerichtet ist.
• Zur übertragung der sich als Schubbewegung ergebenden Summenbewegung der beiden Exzenter 3,6 auf eine Schubstange 11 ist auf dem außenliegenden Exzenter 6 ein Pleuel 12 gelagert und mit der Schubstange 11 verbunden. Die Schubstange 11 ist dabei innerhalb eines mit dem Gehäuse 1 verbundenen Flansches 13 geführt, der seinerseits mit einem Anschlußstück 14 einer zugehörigen Einrichtung verbunden ist.
• Um die Größe der Hublänge der Schubstange 11 bzw. die wirksame Summenbewegung der Exzenter 3, 6 zu verändern, ist innerhalb des Gehäuses 1 eine Einstellscheibe 15 gegenüber der Antriebswelle 2 drehbar aufgenommen, welche die Achsen 9' und 10 trägt. Die Einstellscheibe 15 ist mit einem Zahnsegment 16 verbunden, welches mit einer Schnecke 17 zusammenwirkt. Wenn eine Phasenverschiebung der beiden Exzenter 3, 6 zueinander und damit ihre wirksame Summenbewegung verändert werden soll, dann wird über ein Handrad 18 eine die Schnecke 17 tragende Welle 19 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt und dadurch die Einstellscheibe 15 zusammen mit den Achsen 9', 10 und den Rädern 9, 7 und 8 verschwenkt. Infolge der miteinander kämmenden Zahnräder ändert sich damit auch die Größe der auf das Pleuel 12 bzw. die Schubstange 11 übertragenen Hublänge. Durch die exzentrische Lagerung der Zahnräder 8 und 5 ergibt sich eine kreisbogenförmige Bewegung des Mittelpunktes M 6 des Exzenters 6.
• Die jeweilige Stellung des Handrades 18 und damit der Einstellscheibe 15 kann über eine Sicherung 20 festgelegt werden.
• F i g. 3 bis 6 der Zeichnung zeigen die Anordnung der einzelnen Räder und Exzenter in vereinfachter Darstellung und verschiedenen Stellungen der Nebenwelle 10, wobei die jeweiligen Drehrichtungen der einzelnen Teile durch Pfeile veranschaulicht sind.
• Die Mittelpunkte M 2, M 4 der Welle 2 und des Zahnrades 4 verändern ihre Lage nicht. Der Mittelpunkt M 3 des inneren Exzenters 3 ist um das aus F i g. 3 der Zeichnung ersichtliche Maß versetzt und beschreibt einen entsprechenden Kreis um M 2, M 4. Auf dem inneren Exzenter 3 ist das Zahnrad 5 exzentrisch gelagert, das mit dem äußeren Exzenter 6 drehverbunden ist. Der Mittelpunkt M 6 des äußeren Exzenters 6 ist in den einzelnen Stellungen der Nebenwelle 10 gemäß F i g. 4 bis 6 der Zeichnung jeweils eingezeichnet.
• In der Getriebestellung gemäß F i g. 3 der Zeichnung fällt der MittelpunktM6 mit M2 ' M 4 zusammen. Wird die Antriebswelle 2 in Drehung versetzt, so durchläuft der Mittelpunkt M 6 die kreisbogenförmige Bahn B. Deren Lage zur Schubstange 11 wird durch die Verschwenkung der Nebenwelle 10 und die damit verbundene Phasenverschiebung des äußeren Exzenters 6 gegenüber dem inneren Exzenter 3 verändert, woraus sich die jeweilige Hublänge der Schubbewegung der Schubstange 11 ergibt. Der Mittelpunkt M 8 des Zahnrades 8, dessen Exzentrizität der Summe der Exzentrizitäten des inneren Exzenters 3 und des Zahnrades 5 entspricht, ist in der Zeichnung ebenfalls eingezeichnet. Dieser Mittelpunkt M 8 beschreibt einen entsprechenden Kreis um den Mittelpunkt der Nebenwelle 10.
• Selbstverständlich kann sowohl die Ausbildung der einzelnen Kraftübertragungsglieder und ihre Lagerung als auch die Ableitung der Schubbewegung baulich geändert werden. So könnte z. B. die Verwendung von Kettenrädern und entsprechenden Ketten an Stelle einzelner Zahnräder vorgesehen werden. Auch Abwandlungen in der Ausbildung der Verstelleinrichtung für die Schubbewegung sind denkbar.
• So kann die auf der Einstellscheibe befindliche Nebenwelle mittels eines Zahnrad- oder Kettentriebes von der Antriebswelle aus in gleicher Richtung und gleicher Geschwindigkeit wie diese drehbewegt werden.
• Wenn das mit dem Außenexzenter verbundene Zahnrad eine konzentrische Bohrung hat, so muß die Aufnahmebohrung des mit ihm kämmenden Zahnrades auf der Nebenwelle dieselbe Exzentrizität aufweisen wie der Innenexzenter. Hierdurch wird der Außenexzenter mit der gleichen Drehgeschwindigkeit, aber in entgegengesetzter Richtung, angetrieben wie der Innenexzenter. Die hieraus resultierende Summenbewegung ist eine geradlinige Hin- und Herbewegung des Außenexzenter-Mittelpunktes. Wird die auf der Einstellscheibe angeordnete Nebenwelle um die Antriebswelle verschwenkt, so ergibt sich eine Phasenverschiebung der Außenexzenter-Drehung gegenüber der Innenexzenter-Drehung und damit eine Verdrehung der Bewegungsebene der hin- und hergehenden Summenbewegung um die Antriebswelle.
• Zur übertragung der Summenbewegung auf die Schubstange wird ein Pleuel verwendet, und zur Erzielung eines exakten Nullhubes wird die ursprünglich geradlinige Summenbewegung des Außenexzenter-Mittelpunktes durch eine Korrektur im Antrieb des Außenexzenters in eine kreisbogenförmige übergeführt, wobei der Radius der bogenförmigen Bahn der Länge des Pleuels entspricht. Die erwähnte Korrektur wird erreicht durch eine geringfügige exzentrische Lagerung des mit dem Außenexzenter verbundenen runden Zahnrades. Da das mit ihm kämmende runde Gegenrad auf der Nebenwelle mit einer Lagerbohrung versehen ist, deren Exzentrizität gleich der Summe der Exzentrizitäten vom Innenexzenter und des mit dem Außenexzenter verbundenen Zahnrades ist, ergibt sich eine Überlagerung einer oszillierenden Bewegung auf eine gleichmäßige Drehbewegung und damit eine kreisbogenförinige Bahn für die Summenbewegung des Außenexzenter-Mittelpunktes.
• Bei einer vorgegebenen Stellung der Nebenwelle liegt der Mittelpunkt der kreisbogenförmigen Bahn auf der Bewegungsachse der Schubbewegung. Da die Länge des Pleuels gleich groß wie der Radius der kreisbogenförmigen Bahn ist, läßt sich mit einem derartigen Getriebe ein exakter Nullhub erreichen. Durch den gegensinnigen Antrieb der beiden Exzenter und die Verwendung eines Pleuels als übertragungsglied für die Schubbewegung werden Umkehrbewegungen innerhalb des Getriebes bis auf die Relativbewegung zwischen Pleuel und Schubstange vollständig vermieden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Getriebe zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung, bei dem zum Verstellen der Hublänge der Schubbewegung zwei gegeneinander verstellbare, drehbar aufeinander gelagerte und gegensinnig angetriebene Exzenter dienen, wobei der Innenexzenter mit einer Antriebswelle und der Außenexzenter über zwischengeschaltete Kraftübertragungsglieder angetrieben und durch ein weiteres übertragungsglied mit einer Schubstange verbunden und parallel zur Antriebswelle eine um diese verschwenkbare Nebenwelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenwelle (10) auf einer mittels einer Verstelleinrichtung (16, 17, 18, 19, 20) gegenüber einem Getriebeträger verschwenkbaren Einstellscheibe (15) angeordnet ist, so daß sich die Exzenter (3, 6) in an sich bekannter Weise im Betrieb ständig gegensinnig drehen.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Außenexzenter (6) verbundenes Zahnrad (5) eine exzentrische Lagerbohrung aufweist und mit einem exzentrisch auf der Nebenwelle (10) gelagerten Zahnrad (8) im Eingriff steht, dessen Exzentrizität gleich der Summe derExzentrizitäten deslnnenexzenters(3) und des mit dem Außenexzenter verbundenen Zahnrades ist.