DE2818897A1

DE2818897A1 - Antriebseinrichtung

Info

Publication number: DE2818897A1
Application number: DE19782818897
Authority: DE
Inventors: Alan M King
Original assignee: Vendking International Ltd
Current assignee: Vendking International Ltd
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1978-04-28
Publication date: 1978-11-09
Also published as: NL191404C; BE866602A; JPS6242605B2; NL191404B; NL7804217A; GB1584331A; DE2818897C2; US4193321A; CA1086535A; JPS53136168A

Description

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Antriebseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Nocken und Mitnehmer arbeitende Antx'iebs einrichtung.

AntriGbseinrichtungen der genannten Art umfassen häufig eine umlaufende Nockenwelle und einen Mitnehmer, der ein Rad aufweist , welches sich auf der Nockenfläche abwälzt. Der Querschnitt der I7ocke weist einen Bereich auf, in welchem die Nocke etwa halbkreisförmig ist. Am Ende des Halbkreises schließt sich eine im wesentlichen geradlinig nach innen gerichtete Linie an, deren anderes Ende über einen sanften übergang in das benachbarte andere Ende des Halbkreises einmünd e t.

Im Betrieb wird die Rolle an der Mitnehmerflache der Nocke entlangbewegt, und zwar durch Drehung der Nockenwelle. Es gibt aber auch Antriebseinrichtungen, bei denen die Rolle über die Nockenfläche geschoben wird. Die Bewegungsrichtung der Rolle verläuft bei dem genannten Beispiel von der halbkreisförmigen Nockenfläche gegen den gex-adlinigen Teil der Nocke. Es ergibt sich eine abrupte Änderung in der Bewegungsrichtung der Rolle, wenn diese das Ende des halbkreisförmigen Abschnitts überschreitet und auf den geradlinigen Abschnitt gelangt. Diese abrupte Änderung wird dazu herangezogen, Schaltvorgänge od.dgl. auszulösen, beispielsweise eine andere Einrichtung zu beeinflussen, in oder außer Betrieb zu setzen.

Obgleich die Änderung der Bewegung sehr abrupt ist, kann man doch nicht von einer schlagartigen Änderung sprechen, da die Rolle über die Kante laufen muß, die das Ende des Halbkreises mit dem geradlinigen Abschnitt verbindet. In vielen Fällen ist die Zeit, die für das vollständige Passieren dieser Kante notwendig ist, zu lang und damit der Antrieb zu langsam.

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Einer dieser Fälle ist bei einem automatischen Kaffeeaufbereitungsgerät gegeben, wie es in der DE-PS 17 78 393 beschrieben istc Bei diesem Gerät ist eine obere Kammer zur Aufnahme abgemessener Mengen von Kaffeepulver und Wasser und eine untere Kammer zur Aufnahme des zubereiteten Kaffees vorgesehen. Die beiden im wesentlichen zylindrischen Kammern werden von einem siebartigen Boden voneinander getrennt, der von einem Filterpapier bedeckt ist, das von einer Vorratsrolle zugeführt und für jede neue Kaffeeportion erneuert wird.

Dazu wird nach dem vollständigen Ausfiltern die Wand der oberen Kammer abgehoben und die Filterpapierbahn wird so weit von der Vorratsrolle abgezogen, bis der siebartige Boden vollkommen mit frischem Filterpapier bedeckt ist. Die zeitliche Abstimmung des Anhebens der Wand der oberen Kammer und des Beginns der Aufwickelrolle für das verbrauchte Filterpapier wird von einer Nockeneinrichtung gesteuert, die aus verschiedenen Gründen von dem gleichen Motor angetrieben wird, der auch das Abziehen des Filterpapiers von der Filterpapierrolle bewirkt.

Bei Verwendung einer Antriebseinrichtung der oben genannten Art besteht insofern das Problem, als das Aufrollen des verbrauchten Filterpapiers beginnt, bevor die Wand der oberen Kammer vollständig bzw. ausreichend weit angehoben ist. Aus diesem Grunde kann es vorkommen, daß in dem von dem frischen Filterpapierabschnitt bedeckten Bereich des Geräts verbrauchte Kaffeesubstanz zurückbleibt.

Das Anheben der Wand der oberen Kammer beginnt, wenn die Rolle am Mitnehmer an den geradlinigen Teil der Nocke kommt, und die geringe Geschwindigkeit des Abhebevorgangs resultiert aus der geringen Geschwindigkeit der Nocke und aus dem Radius der Rolle.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit Nocken und Mitnehmer versehene Antriebseinrichtung anzugeben, deren Reaktionszeit gering iefc. Insbesondere soll die zum Passieren der Kante der Nocke benötigte Zeit verringert sein.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung und Anwendungs· möglichkeiten sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Nockenantriebselements ;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer 2\^Tocke;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung eines die Teile nach den Figuren 1 und 2 enthaltenden Antriebs;

Fig. ka. bis 4d schematische Darstellungen der Betriebsweise des erfindungsgemäßen Antriebs;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 4b, und

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Kaffeezubereitungsgerätes als Anwendungsfall für den e rfindungs gemäß en Ant ri eb.

In Fig. 1 ist perspektivisch ein Nockenantriebselement 1 dargestellt. Es ist hier in Form eines Zahnrades ausgebildet und findet dort Verwendung, wo die Nocken gegenüber einer Rolle an einem Mitnehmer mit Hilfe einer Kette in Drehung versetzt

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wird. Selbstverständlich kann das Nockenantriebselement als Riemenscheibe ausgebildet sein, wenn dies im speziellen Atiwendungsfall erforderlich ist, und wenn der Mitnehmer gegenüber der Nooke bewegt wird, dann braucht das Antriebselement 1 auch keine runde Gestalt aufzuweisen.

Das Antriebselement 1 weist eine Stirnseite 3 auf, in der eine Ausnehmung 5 ausgebildet ist. Diese Ausnehmung erstreckt sich in zwei diametral zu einer Bohrung 7 gegenüberliegenden länglichen Abschnitten, d.h. die beiden Abschnitte liegen auf einer geraden Linie. Die Bohrung 7 ist zur Aufnahme einer Welle bestimmt.

Die beiden Abschnitte der Ausnehmung 5 haben im Querschnitt eine etwa viereckige Gestalt und weisen Seitenflächen 9 auf, deren gegenseitiger Abstand nach außen zunimmt, so daß sich eine leicht schmetterlingsförmige Gestalt der Ausnehmung ergibt.

Die Nocke 11 nach Fig. 2 weist auf einer Seite Vorsprünge 13 auf, die mit Seitenflächen 15 versehen sind. Diese Vorsprünge 13 liegen diametral gegenüber auf einer gemeinsamen Linie, die eine Bohrung 17 zur Aufnahme einer Welle schneidet.

¥ie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, ist jeweils eine Seite 9a der Abschnitte der Ausnehmung 5 gegenüber dem Boden der Ausnehmung; geneigt. Die in die Ausnehmung eingreifenden Vorsprünge 13 der Nocke 11 weisen eine geneigte Seitenfläche 15a auf, deren Neigungswinkel an den der Seitenwand 9a der Ausnehmung angepaßt ist, so daß der Vorsprung 13 in der Ausnehmung 5 auf später noch zu erläuternde Weise festgehalten wird. Die anderen Seiten von Vorsprung und Ausnehmung können gerade, d.h_o senkrecht zum Boden der Ausnehmung verlaufen, sie können aber auch geneigt sein, wie es an dem Vorsprung 13 in Fig. 5 gezeigt ist„

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Die Nocke und das Antriebselement sind auf einer gemeinsamen Welle 21 angeordnet, von der in Fig. 3 nur die Achse dargestellt ist, wobei die Stirnseite 3 des Antriebselements 1 der einen Stirnseite 19 der Nocke 11 gegenüberstellt und diese berührt. Die Vorsprünge 13 greifen dabei in die Ausnehmung 5 ein. Die Abmessungen von Ausnehmung 5 und Nocken 13 sind so gewählt, daß die Ausnehmung 5 breiter ist als die Vorsprünge 13» besser gesagt, zwischen den Seitenflächen 9 der Ausnehmung 5 und den Seitenflächen 15 der Vorsprünge 13 bleibt ein Zwischenraum, der es erlaubt, die Nocke 11 gegenüber dem Antriebselement 1 in begrenztem Umfange zu verdrehen. Nocke und Antriebselement sind vorzugsweise in einem Gehäuse 8 untergebracht, das eine Rolle 23 aufweist und an einem Stab 20 befestigt ist.

Es sei hervorgehoben, daß die dargestellte Ausführungsart nicht nicht die einzig mögliche ist, um eine gegenseitige Bewegung von Nocke und Antriebselement zu ermöglichen. Die gleichen Effekt kann man erreichen, wenn die Ausnehmung an der Nocke ausgebildet und die Vorsprünge in das Antriebselement eingebracht sind. Auch können Ausnehmung und Vorsprung nur zu einer Seite der Wellenbohrung vorhanden sein oder es können mehr als zwei Ausnehmungen und Bohrungen vorhanden sein, wobei diese in gleichmäßiger oder ungleichmäßiger Verteilung angeordnet sein können. Das einzige Erfordernis ist, daß die Nocke gegenüber dem Antriebselement beweglich ist und über den größten Teil des Bewegungsweges sich die Nocke mit dem Antriebselement bewegt, während an einer vorbestimmten Stelle sich die Nocke gegenüber dem Antriebselement in einem beschränkten Umfang bewegt. Alternativ kann sich auch das Antriebselement gegenüber der Nocke bewegen.

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Zur Erläuterung der dargestellten Konstruktion sei auf die Figuren 4a bis 4d bezug genommen. In diesen Figuren ist angenommen, daß die Nooke in Richtung des Pfeiles A (im Gegenuhrzeigersinn) gegenüber der Rolle 23 gedreht wird. Auf die Rolle 23 wirkt eine Kraft in Richtung des Pfeiles F, die sie gegen die Umfangsflache der Nooke drückt. In Wirklichkeit drückt die Nooke beim Drehen gegen die Rolle 23» der Effekt ist jedoch der gleiche wie in den Figuren 4a bis 4d dargestellt und die Erläuterung ist anschaulicher _s wenn man unterstellt, daß von der Rolle 23 die Kraft ausgeübt wird.

In Fig. 4a befindet sich die Rolle auf dem halbkreisförmigen Abschnitt der Umfangsflache der Nocke. Die rechte Seite des oberen Vorsprungs liegt an der rechten Seitenwand der oberen Ausnehmung an und die linke Seitenwand des unteren Vorsprungs liegt an der linken Seitenwand der unteren Ausnehmung an. Weil die Neigungen der Seitenwände Ja. und 15^-, wie in Fig. 5 dargestellt, übereinstimmen, wird der Vorsprung in der Ausnehmung durch die Drehbewegung des Antriebselements festgehalten, dementsprechend wird die Stirnseite der Nocke gegen die Stirnseite des Antriebselements gezogen. Damit dieser Effekt stattfinden kann, müssen die Neigungen an denjenigen Seitenwänden der Ausnehmung angebracht sein, die in Bewegungsrichtung gesehen vorne liegen. Diese Seitenwände drücken gegen die entsprechend geneigten Seitenwände der Vorsprünge und drücken diese nach vorne sowie nach innen.

Die Nocke folgt auf diese Weise der Drehbewegung des Antriebselements. Diese Situation bleibt bis zu dem in Fig. 4b dargestellten Zustand aufrecht. In dem in dieser Figur dargestellten Zustand zerlegt sich die Kraft F in eine vertikale Komponente F und in eine horizontale Komponente F, . Die Rolle 23, die nun auf der Kante zwischen dem halbkreisförmigen Abschnitt und dem geradlinigen Abschnitt der Nocke steht,, drückt nun mit

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der horizontalen Kraftkomponente F, die Nocke 11 im Gegenuhrzeigersinn gegenüber dem Antriebselement 1 weg. Diese relative Drehbewegung wird durch die Breite der Ausnehmung im Antriebselement begrenzt.

Diese relative Drehbewegung der Nocke wird so lange fortgesetzt, bis die Nocke von der Rolle 23 aus dem Weg gestoßen ist und sich die Rolle nach oben bewegen kann, wie es in Fig. kä. dargestellt ist. Gegebenenfalls kann die Ausnehmung gerade so breit gemacht werden, daß nur diese Bewegung ermöglicht wird. Selbstverständlich kann die Ausnehmung auch noch breiter gemacht werden. In jedem Falle kann sich die Nocke 11 gegenüber dem Antriebaeleraent 1 nur innerhalb der von den Abmessungen von Ausnehmung und Vorsprüngen bestimmten Grenzen verdrehen.

Wie man aus dieser Beschreibung ersieht, wird die Zeit, die die Rolle braucht, um über die beschriebene Kante zu rollen, ganz beachtlich verringert, d.h. praktisch beseitigt, da die Nocke unter dem Druck der Rolle schnell nachgibt. Sie wird von der Rolle weggestoßen und letztere kann sich sehr schnell nach oben bewegen (bzw. die Nocke kann nach unten fallen).

Um zu zeigen, wie der erfindungsgemäße Antrieb an einem Gerät zum Zubereiten von Kaffee, wie in der DE-PS 17 78 393 beschrieben, eingesetzt werden kann, wird bezug auf Fig. 6 genommen, die sehr schematisch die hier in Betracht kommenden Teile dieses Geräts darstellt₀ Das Gerät nach Fig. 6 besteht aus einer oberen Kammer 25 und einer unteren Kammer 27. Beide Kammern sind zylindrisch, wobei die obere Kammer 25 auf die untere Kammer 27 aufgesetzt ist und vertikal nach oben abgehoben werden kann.

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Zwischen den beiden Kammern ist eine Filterbahn 29 hindurchgeführt, die von einer Vorratsrolle 30 gespendet und von einer Welle 35 abgezogen wird. Der erfindungsgemäße Antrieb 31 zum Abheben der oberen Kammer 25 von der Filterbahn 29 umfaßt einen Stab 20 und ein Kettenrad 33. Der Stab 20 ist mit der oberen Kammer 25 und mit der Welle 35 gekuppelt, womit gezeigt werden soll, daß der erfindungsgemäße Antrieb aus Nocke und Mitnehmer die Anhebung der oberen Kammer 25 auslöst und das Abziehen frischen Filtermaterials von der Rolle 30 bewirkt. Ein Motor 37 und eine Kette 39 treiben sowohl das Kettenrad 33 als auch die Welle 35 an. Die FiItermaterialbalin 29 liegt normalerweise lose über der Welle 35 und wird von jener nur dann vorwärtsgezogen, wenn eine Kraft aufgewendet wird, die sie gegen die Welle 35 drückt.

Wenn die .Rolle 23 die beschriebene Kante zwischen dem halbkreisförmigen Abschnitt und dem geraden Abschnitt der Nocke 11 erreicht, dann beginnt sich die Kammer 2^ zu heben. Ein Zylinder, der oberhalb der Welle 35 angeordnet ist, drückt gleichzeitig auf die Filtermaterialbahn 29, so daß diese von der Welle 35 vorwärtsgeζοgen wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Kammer 25 war bei den bekannten Vorrichtungen aus den eingangs genannten Gründen langsame Dies ist bei der vorliegenden Erfindung beseitigt, d.h. die Kammer 25 bewegt sich sehr schnell nach oben, was eine beachtliche Verbesserung gegenüber den bekannten Geräten ist_o

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erseife

Claims

PATENTANWÄLTE

D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49 D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68

Vendking International Ltd. berlin: dipl.-inq. r. müller-börner

Greenfield Park, Quebec München: dipl,ing.hans-heinrichwey

(Canada) dipl-ing.ekkehard körner

Ansprüche

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.J Antriebseinrichtung mit Nocke und Mitnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (11) außer der Auflauffläche für den Mitnehmer (23) eine Stirnfläche (19) aufweist, daß an dieser Stirnfläche (19) die Stirnfläche (3) eines Nockenantriebselements (i) anliegt, und daß Einrichtungen (5,13) zum beweglichen Kuppeln von Antriebselement (1) und Nocke (11) vorgesehen sind, die in begrenztem Umfang eine Relativbewegung zwischen Antriebselement (1 ) und Nocke (11) erlauben.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung aus wenigstens einem Vorsprung (13) an einer der Stirnflächen (19»3) und einer dazu passenden Ausnehmung (5) in der anderen Stirnfläche (3»19) besteht, wobei die Ausnehmung (5) eine größere Breite aufweist als der Vorsprung (13)·

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (1) mit einem Zahnkranz versehen ist.

809845/0908 y<*^*-

MÜNCHEN: TELEFON (089) 22 55 85 BERLIN: TELEFON (03O) 8312O88

KABEL: PROPINDUS -TELEX O5 24 244 KABEL: PROPINDUS -TELEX O1 84O57

k. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (5) in dem Antriebselement (i) und der Vorsprung (13) an der Nocke (11) ausgebildet sind.

5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 3 oder k, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocke (11) und das Antriebselement (i) jeweils mit einer Bohrung (17 J T) zur Aufnahme einer gemeinsamen Welle (21) versehen sind, und daß zwei Vorsprünge (13) mit zugehörigen Ausnehmungen (5) vorgesehen sind, die sich diametral in bezug auf die ¥ellenachse gegenüberstehen.

6. Antriebseinrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine der in Bewegungsrichtung liegenden Seitenwandungen (9a) der Ausnehmungen (5) gegen den Boden der Ausnehmungen (5) so geneigt sind und die zugehörigen Seitenwandungen (15a) der Vorsprünge (13) entsprechend angepaßt geneigt sind, daß bei Antrieb des Antriebselements (i) die Nocke (11) gegen das Antriebselement (l) gezogen wird.

Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (i) und die Nocke (11) jeweils mit einer Bohrung (7;17) zur Aufnahme einer gemeinsamen Welle (21) versehen und in einem mit einer Langlochbohrung für die Welle (21) versehenen Gehäuse (8) untergebracht sind, und daß in dem Gehäuse (8) eine Rolle (23) gelagert ist, die gegen die Auflauffläche der Nocke (11) drückt.

8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 7 an einem an sich bekannten Gerät zur Zurbereitung von Kaffee, das aus einer oberen Kammer zur Aufnahme von Kaffeepulver und !fässer, einer darunter angeordneten Kammer zur Aufnahme und Abgabe des zubereiteten Kaffees und einer zwischen den Kammern angeordneten, von einer Vorratsrolle gelieferten, das Kaffeepulver tragenden Filterpapierbahn sowie aus Einrichtungen

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zum Anheben der oberen. Kammer und zum Vorziehen der Filterpapierbahn besteht, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse (8) der Antriebseinrichtung (31) ein Stab (20) befestigt ist, der mit dem oberen Gehäuse (25) und mit der Einrichtung (35) zum Vorziehen der Filterpapierbahn (29) des Geräts gekuppelt ist.

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