-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum schrittweisen Antrieb
einer Treibwelle in einer Drehrichtung mit verstellbarem Schaltwinkel und einer
umlaufenden Antriebskurbel, die über eine Koppel mit einer Schwinge verbunden ist,
die ihre hin- und hergehende Bewegung auf eine Welle überträgt, die über eine ausrückbare
Kupplung mit der erstgenannten Treibwelle verbunden ist, wobei die Kupplung von
einem Betätigungsglied ein- und ausrückbar ist, das von einem von der Antriebswelle
der Antriebskurbel angetriebenen Nocken gesteuert wird.
-
Bei automatischen Abfüllanlagen für pulvriges Gut werden oft Dosierschnecken
verwendet, die schrittweise um einen bestimmten, einstellbaren Drehwinkel gedreht
werden, wodurch eine bestimmte Menge des Abfüllgutes freigegeben und in einen dafür
vorgesehenen Behälter ausgestoßen wird. Um die zu dosierende Menge des Abfüllgutes
verändern zu können, muß der Drehwinkel der Dosierschnecke in bestimmten Grenzen
veränderlich sein.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum schrittweisen Antrieb einer Treibwelle mit einstellbarem Schaltwinkel zu schaffen,
bei der die Treibwelle jeweils nur in den Totlagen einer als Antrieb dienenden Kurbelschwinge
mit der hin- und hergehenden Antriebsbewegung der Schwinge mittels eines auf eine
zwischen der Schwinge und der Treibwelle angeordnete Kupplung einwirkenden Nocken
in Gang gesetzt bzw. stillgesetzt wird. Dieser Steuerungsvorgang soll unabhängig
vom eingestellten Schaltwinkel erfolgen. Darüber hinaus soll es sogar möglich sein,
den Schaltwinkel während des Betriebes der Vorrichtung zu verändern.
-
Es ist eine Steuerung für eine Abtriebswelle bekannt, bei der die
hin- und hergehende Abtriebsbewegung der Schwinge einer Kurbelschwinge auf eine
Zwischenwelle übertragen wird, die mittels einer ausrückbaren Kupplung mit der Abtriebswelle
verbunden ist. Die Kupplung wird mittels einer Nocken- oder Kurvenscheibe ein- und
ausgerückt. Allerdings wird hierbei die Nockenscheibe unmittelbar von der umlaufenden
Antriebswelle der Antriebskurbel in mit der Antriebswelle synchrone Drehung versetzt,
wobei die Nockenstufen so angeordnet sind, daß sie die Kupplung im Augenblick, wo
sich die Kurbelschwinge in ihrer Totlage befindet, ein- bzw. ausrückt. Kinematisch
handelt es sich hierbei um zwei voneinander getrennte Hauptgetriebe.
-
Bekanntlich ändert sich bei einer Längenverstellung der Antriebskurbel
und/oder der Schwinge einer Kurbelschwinge der Drehwinkelbereich der Antriebskurbel
zwischen den beiden Totlagen infolge der durch die Verstellung eintretenden Schwenkung
des Getriebes. Bei der bekannten Vorrichtung müßte bei einer Verstellung des Schaltwinkels
der Abtriebsbewegung der wirksame Bereich der von der Antriebswelle allein angetriebenen
Nockenscheibe zusätzlich dem veränderten Drehwinkelbereich angepaßt werden. Dies
erfordert aber eine entsprechend verstellbare Nockenscheibe, die außerordentlich
teuer ist. Darüber hinaus ist es auch sehr umständlich, zeitraubend und schwierig,
den wirksamen Bereich der Nockenscheibe in genaue übereinstimmung mit dem zeitlichen
Ablauf der Schwingenbewegung zu bringen. Ohne Unterbrechung des Betriebes der Vorrichtung
ist dies mit einfachen Mitteln nicht möglich. Die bekannte Vorrichtung würde sich
daher auch nicht für den eingangs vorgesehenen Zweck eignen.
-
Es ist ferner eine Vorrichtung zur Umwandlung der Drehbewegung einer
Antriebswelle in abwechselnde Dreh- und Stillstandsperioden einer angetriebenen
Welle bekanntgeworden, wobei mehrere drehbare und sonstige Kupplungen vorgesehen
sind, die durch mittels Zwischengetriebe verbundene Daumen derart gesteuert werden,
daß die Kupphinden in wechselnden Zeitperioden in und außer Eingriff gebracht werden.
-
Bei der bekannten Vorrichtung handelt es sich um ein äußerst kompliziertes
und teures Gebilde, das mit einer Vielzahl von Steuerwellen, Kupplungen und Verstellgetrieben
ausgerüstet ist. Bei jedem Kupplungsvorgang wird der jeweils stillstehende Kupplungskörper
mit einer ständig umlaufenden Nabe verbunden. Dies führt zu Schlägen, die einerseits
zu raschem Verschleiß der beweglichen Teile führen und andererseits auch für die
Verwendung der Vorrichtung zum Antrieb von Verarbeitungsmaschinen schädlich und
unerwünscht sind. Für die Anwendung bei schnellaufenden Maschinen ist die bekannte
Vorrichtung nicht brauchbar.
-
Die Erfindung wird gegenüber diesem Stand der Technik darin gesehen,
daß der Nocken mit einem von der Koppel beeinflußten Steuerglied verbunden ist,
durch welches der Nocken unabhängig vom eingestellten Schaltwinkel der Schwinge
stets in dem Augenblick, wo die Mittellinie der Koppel durch die Achse der Antriebswelle
der Antriebskurbel geht, auf das mit der Kupplung verbundene Betätigungsglied in
ein- bzw. auskuppelndem Sinne einwirkt und daß das Steuerglied aus einem um einen
Fixpunkt schwingenden doppelarmigen Hebel besteht, dessen einer Arm starr mit dem
Nocken verbunden ist und dessen anderer Arm eine Rolle oder einen Gleitstein trägt,
die bzw. der in einer an der Koppel angeordneten Gleitbahn so geführt ist, daß ihre
bzw. seine absolute Bewegungsbahn in den Totlagen durch die Achse der Antriebswelle
geht.
-
In dem Augenblick, wo die Mittellinie der Koppel die Achse der Antriebskurbel
überstreicht, ist in jedem Falle, unabhängig von der eingestellten Länge der Antriebskurbel
oder Schwinge, die Geschwindigkeit der Schwinge gleich Null. Erfindungsgemäß wird
dieser an sich einfache geometrische Zusammenhang dazu ausgenutzt, das von der Koppel
beeinflußbare Steuerglied in diesem Augenblick so auf den Nocken einwirken zu lassen,
daß dieser die Kupplung ein- bzw. ausrückt.
-
Kinematisch gesehen handelt es sich beim Erfindungsgegenstand somit
um ein Haupt- und ein hiervon abhängiges Nebengetriebe. Die Veränderung des Drehwinkelbereiches
der Antriebskurbel bleibt dabei auf die von der Koppel gesteuerte Nockenscheibe
ohne Einfiuß. Die Verstellung der Schaltwinkel kann bei laufender Maschine auf einfache
Weise erfolgen. Dabei wird der Kupplungsvorgang im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen
unter jeglicher Vermeidung von Schlägen eingeleitet, wenn die beteiligten Teile
der Kupplung stillstehen. Aus diesem Grunde kann diese Vorrichtung auch bei hohen
Drehzahlen einwandfrei arbeiten.
-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß die Mittellinie
der Gleitbahn mit der Mittellinie
der Koppel übereinstimmt.
-
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird darin gesehen, daß an der Schwinge und/oder an der Kurbel ein mittels einer
Spindel radial verschiebbarer Gleitstein angeordnet ist, an dem die Koppel angelenkt
ist, und daß die Spindel mit einem an der Schwinge bzw. an der Kurbel angeordneten
Motor ständig verbunden ist. Durch diese Maßnahme wird in einfacher Weise eine Verstellung
des Schaltwinkelbereiches erzielt.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung wiedergegeben, und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in schematischer Darstellung, F i g. 2 eine Einzelheit der Vorrichtung
zum automatischen Verstellen des Drehwinkels der Treibwelle und F i g. 3 einen Schnitt
nach der Linie 111-11I in Fig.2.
-
Gemäß F i g. 1 sitzt auf einer gleichförmig umlaufenden Antriebswelle
1 eine Antriebskurbel 2, an der drehbar das eine Ende einer Koppel 3 angelenkt ist,
deren anderes Ende an einer um eine Achse 5 schwenkbaren Schwinge 4 gelenkig angreift.
Die Schwinge 4 ist als Sektor einer Zahnscheibe mit einer äußeren Verzahnung
6 ausgebildet, in die ein Zahnrad 7 eingreift, dessen hin- und hergehende Drehbewegung
über ein Kegelradpaar 8 und eine weitere Abtriebsverbindung, z. B. einen Riemen
9 oder eine Kette, auf eine Welle 10 übertragen wird. Diese Welle 10 ist über eine
ausrückbare Kupplung 11 mit einer Treibwelle 12 verbunden, die beispielsweise zum
schrittweisen Antrieb einer Dosierschnecke dienen kann. Die Kupplung 11 ist über
ein als Winkelhebel ausgebildetes Betätigungsglied 13 ein-und ausrückbar.
-
An einer räumlich festen Achse als Fixpunkt 14 ist ferner ein als
doppelarmiger Hebel ausgebildetes Steuerglied 15 a,15 b schwenkbar gelagert,
dessen Arm 15 b ein Segment 16 mit einem Nocken 17 trägt, der mit einer Rolle
18 zusammenwirkt, die am Ende des Armes 13 a des Betätigungsgliedes
13 angeordnet ist. Der Arm 13 a wird von einer Feder 21 auf das Segment
16 gezogen. Der Arm 15 a des Steuergliedes trägt an
seinem Ende eine Rolle 19, die in eine starr an der Koppel 3 angebrachten Gleitbahn
20 eingreift. Der Abstand der Antriebswelle 1 von der Achse 14 muß der wirksamen
Länge des Armes 15 a entsprechen.
-
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die gleichförmig
umlaufende Antriebskurbel 2 erzeugt über die Koppel 3 eine Schwingbewegung der Schwinge
4, die sich auf die Welle 10 überträgt, so daß diese sich um einen bestimmten Drehwinkel
hin und her dreht. Gleichzeitig führt der Hebel 15 a,15 b
mit dem Segment
16 eine Schwingung aus. Der Nocken 17 ist nun derart bemessen, daß er über das Betätigungsglied
13 die Kupplung 11 immer genau in den Totpunkt der Bewegungsumkehr der Welle 10
ein- bzw. ausrückt. Damit diese Aufgabe für verschiedene Schaltwinkel der Schwinge
ohne jeweilige besondere Anpassung des Antriebes für die Betätigung der Kupplung
gelöst werden kann, ist es notwendig, die Länge des Armes 15 a, wie bereits
erwähnt, zu bemessen. In den Totpunkten der Bewegungsumkehr der Schwinge 4, die
mit X und Y
bezeichnet sind, befindet sich dann der Arm 15 a
in der strichpunktiert angedeuteten Lage, d. h., die Achse der Rolle 19 fällt unabhängig
von den jeweils eingestellten Längen der Kurbel und/oder der Schwinge der Achse
der Antriebswelle 1 zusammen. Die Treibwelle 12 ist somit immer nur während der
Bewegung der Schwinge 4 in der einen Drehrichtung mit der Welle
10 gekuppelt und wird dadurch schrittweise angetrieben.
-
Damit der Drehwinkel der Welle 12 in gewissen Grenzen verändert werden
kann, sind, wie in F i g. 1 angedeutet, die radialen Abstände der Anlenkpunkte der
Koppel von den Achsen der Antriebskurbel 2 bzw. der Schwinge 4 veränderlich ausgebildet.
Die Drehzapfen sitzen an Gleitsteinen 22 bzw. 23, die in Schlitzen 24 bzw. 25 auf
bekannte Weise, z. B. mittels in F i g. 1 nicht dargestellten Schraubenspindeln,
verschiebbar sind. Da der Antrieb der Betätigung der Kupplung bei einer Verstellung
des Schaltwinkels keiner Anpassung bedarf, läßt sich eine solche Umstellung auf
einfachste Weise durchführen. Es genügt, die erwähnten Schraubenspindeln entsprechend
zu drehen, was ohne Schwierigkeiten bei laufender Vorrichtung geschehen kann.
-
In den F i g. 2 und 3 ist eine Ausführungsform einer Schwinge 4 dargestellt,
bei der der radiale Abstand Y zwischen der Achse 5 der Schwinge und der Achse 32
des Anlenkpunktes der Koppel 3 während des Betriebes selbsttätig verstellbar ausgebildet
ist. Von der Schwinge 4 ist der obere Teil mit der Verzahnung 6 weggelassen. Sie
ist an einem Hohlzapfen 33 befestigt, der mittels Wälzlager 34 in Lagerböcken 35
schwenkbar gelagert ist. Mit dem Hohlzapfen sind ein Elektromotor 36 sowie das Gehäuse
eines Kegelradgetriebes 37 starr verbunden. Die Motorwelle 38 treibt über das Kegelradgetriebe
37 eine Welle 39 mit einem Stirnrad 40 und dieses ein Stirnrad 41, das auf
einer Schraubenspindel 42 in einer Ausnehmung 43 der Schwinge 4 sitzt. Die
Spindel 42 ist mit einem Gleitstein 23 starr verbunden, der in der Ausnehmung 24
der Schwinge verschiebbar gelagert ist. Am Gleitstein 23 ist die Koppel 3 angelenkt.
-
Wenn eine Veränderung des Drehwinkels der Welle 12 erwünscht ist,
so wird der Motor 36 unter Strom gesetzt. Dieser treibt über die Wellen
31, 39
die Zahnräder 40, 41 an. Dadurch wird die Spindel 42 mit dem Gleitstein
23 verschoben und der radiale Abstand r verändert, wodurch eine Veränderung des
Drehwinkels der Welle 12 verursacht wird. Der Motor 36 kann auf bekannte
Weise mit der Steuereinrichtung einer automatischen Dosieranlage verbunden sein.