Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Taumelkörpers gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Im CH-Patent 500 000 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen einer taumelnden Bewegung beschrieben. Diese besteht aus einem Körper, den der Erfinder Paul Schatz in seinem Buche "Rhythmusforschung und Technik" (Stuttgart 1975) ein "Oloid" nennt. Angetrieben wird dieses Oloid gemäss CH-Al 500 000 durch ein endloses Band, auf welches das Oloid aufgelegt wird. In der Praxis hat sich dieser Antrieb nicht durchsetzen können, da dies einerseits eine ideale Fertigungsgenauigkeit des Oloides voraussetzt, und anderseits beim Abrollen des Oloides auf dem Band keinerlei Schlupf entstehen darf. Führungsrollen, wie dies bei trommeiförmigen Wälzkörpern möglich ist, sind bei der Form des Oloides ausgeschlossen: Es besitzt zwar - wie ein Zylinder - eine gerade Berührungslinie auf einer Ebene, nur ändert sich der Winkel dieser Berührungslinie zur Fortbewegungsrich¬ tung des Bandes in oszi11atorischer Weise. Die Erfindung hat sich daher auch nie durchzusetzen vermocht, im Gegensatz zur Lösung gemäss dem CH- Patent 216 760, in welchem der Hohlkörper, welcher eine taumelnde Bewe- gung ausführt, als Glied einer halben Bricard-Gelenkkette gelagert ist. Diese Lösung hat sich in verschiedenen Ausführungsformen und mit ver¬ schiedenen Antriebsmitteln im Markte durchgesetzt. Allerdings haftet ihr ein schwerer Nachteil an, der es verhindert, eine Mischmaschine nach dem Oloid- oder Inversionsprinzip zu bauen, deren Fassungsvermögen bei einem oder mehreren Kubikmetern liegt. Dieser Nachteil liegt in den grossen Massenkräften, die beim Betrieb auftreten, und nach Grosse und Richtung dauernd ändern. Die Massenkräfte verlangen ausserordentlich kräftige Di¬ mensionierung aller Bauteile und stellen extreme Anforderungen an das Fundament einer solchen Maschine. Die Aufgabe, die dieser vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist die Schaffung eines Antriebs für einen Oloid-Körper, der die genannten Nach¬ teile überwindet und sich für Oloide innerhalb eines grossen Dimensions¬ bereiches gleichermassen eignet. Die Lösung ist wiedergegeben im Patentanspruch 1 hinsichtlich des zen- tralen Erfindungsgedankens, in den Patentansprüchen 2 bis 13 hinsieht-

lieh weiterer Ausgestaltungen.

Anhand der beiliegenden Zeichnung wird der Erfindungsgedanke mit mehre¬ ren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. la, b in schematischer Weise die geometrischen Verhältnisse der Bewegung eines Oloides,

Fig. 2a, b ein erstes Ausführungsbeispiel in zwei Seitenansichten,

Fig. 3a, b ein Detail aus Fig. 2a in Draufsicht und im teilweisen Schnitt,

Fig. 4 eine Variante zu Fig. 3a,

Fig. 5a, b ein Detail aus Fig. 3a in Draufsicht und im teilweisen Schnitt

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 eine Variante zu einem verwendeten Bauteil.

Fig. la, b zeigt in schematischer Weise ein Oloid in verschiedenen Lagen auf einem endlosen Band 2, das in der Pfeilrichtung mit gleichförmiger Bewegung umläuft. Falls die Taumelbewegung des Oloides so abläuft, dass der Schwerpunkt in einer senkrecht zum Band 2 verlaufenden Ebene E bleibt, dann beschreiben die mit D , D bezeichneten Durchstosspunkte der Längsachse 3 des Oloides auf Ebenen E., E ₂ , die aufrecht stehen und in der Bewegungsrichtung des Bandes 2 verlaufen, je eine Ovalkurve K., K _∑ . Die Gr sse und Formen der Oval-Kurven K., K ₂ , sind abhängig von den seitlichen Abständen der Ebenen E., E ₂ , von der jeweiligen Kante des Bandes 2.

Fig. la zeigt drei Stellungen des Oloides 1 während einer vollen Umdre¬ hung um die - nicht raumfeste - Längsachse 3; in Fig. lb ist diese Zahl der Uebersichtlichkeit halber auf zwei reduziert, um die oberste und die

unterste Extremlage der Durchstosspunkte D , D anzuzeigen.

Die Bewegung der Durchstosspunkte D., D ₂ erfolgt also im gleichen

Drehsinn aber im wesentlichen gegengleich.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung. Auf einem Rollenteppich 51 liegt ein oloidförmiger Hohlkör¬ per 4, der beispielsweise als Mischgefäss ausgebildet ist und eine ver- schliessbare Oeffnung 5 aufweist. Der Rollenteppich 51 besteht aus einer Vielzahl von kurzen freilaufenden Rollen 52 mit untereinander parallelen Drehachsen, deren Richtung senkrecht steht auf der Zeichenebene von Fig. 2a und parallel zu jener von Fig. 2b. Die Achsen der Rollen stehen somit senkrecht auf den beiden Ebenen E-, E ₂ . Die Richtung dieser Ebenen £ . , E ₂ sei als Bewegungsrichtung des Taumelkörpers bezeichnet. An den beiden Enden ist der Hohlkörper 4 abweichend von der Oloidform gebaut, derge¬ stalt, dass jeweils ein Segment abgeschnitten ist, und eine, beispiels- weise hohle Welle 6 durch eine das Segment abschneidende Fläche 7 recht¬ winklig hindurchgeht. Damit wird die jeweils auf dem Rollenteppich 51 aufliegende Berührungslinie in den zwei Extremlagen des Hohlkörpers 4 etwas verkürzt. Dies erlaubt, den Rollenteppich 51 um soviel schmaler auszugestalten, dass die Welle 6 seitlich herausgeführt werden kann. An- stelle eines Rollenteppichs 51 ist auch ein endloses Band 2 erfindungs- gemäss, wobei das Band aber lediglich passiv mitbewegt wird, wie dies auch für den Rollenteppich 51 gilt. Diese Ausführungsvariante gilt auch für das zweite Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6. Die in Fig. la mit K-, K ₂ bezeichneten Ovalkurven sind als ovale Füh- rungsschienen 8 realisiert, von denen nur die eine dargestellt ist, da sie - sofern die seitlichen Abstände vom Rollenteppich 51 die gleichen sind, und der Hohlkörper 4 sich entlang der Mittellinie des Rollentep¬ pichs 51 bewegt - deckungsgleich sind. Die Welle 6 wird mittels eines Wagens 9 der Führungsschiene 8 aktiv entlang geführt, wie anhand von Fig. 3 eingehend beschrieben ist. Der Wagen 9, der in Fig. 2 nur sche¬ matisch dargestellt ist, wird in Fig. 3 im Detail gezeigt. Die Führungs¬ schiene 8 weicht in ihrer Form selbstverständlich ab von der Form der Ovalkurven K-, K ₂ , da diese gültig ist für mathematische Achsen; der Abstand der Drehachse der Welle 6 von den Begrenzungen der Führungs- schiene 8 ist in Betracht zu ziehen. Da einerseits kleine Toleranzen in

der Fertigung des Hohlkörpers 4, anderseits seine Deformation unter dem Einfluss des Gewichtes des Füllgutes in Betracht gezogen werden muss, ist die Führungsschiene 8 mittels vier Federgelenken 10 in einem starken Rahmen 11 so gelagert, dass sie in vertikaler Richtung den Einfluss der genannten Toleranzen kompensieren kann. Die Zahl vier ist jedoch nicht erfindungswesentlich; es können durchaus auch sechs oder acht solcher Federgelenke 10 vorgesehen werden.

Anstelle der in Fig. 2 gezeigten, von der Form des Oloides abweichenden Form des Hohlkörpers 4, ist es erfindungsgemäss, das Oloid ganz auszu- führen und dafür den Rollenteppich 51 um soviel schmaler zu machen, wie notwendig ist, um der Vertikalbewegung der Welle 6 Rechnung zu tragen. Die genannte aktive Führung des Wagens 9 entlang der Führungsschiene 8 wird in den Fig. 5a, b im einzelnen beschrieben. Die in Fig. 2a, b ein¬ getragenen und mit den Nummern 58, 59 bezeichneten Elemente stehen damit im Zusammenhang.

Der in ^\' Fig. 3a in der Draufsicht, in Fig. 3b im teilweisen Längsschnitt dargestellte Wagen 9 besteht aus einem Gestell 12, welcher zwei bei¬ spielsweise kugelgelagerte Führungsräder 13 mit Nuten 14 trägt. Diese umgreifen die Führungsschiene 8. Der Wagen 9 kann sich also in der durch die Führungsschiene 8 definierten Ebene bewegen. Gegen die Kurveninnen¬ seite der Führungsschiene 8 trägt das Gestell 12 ein Drehgelenk 19, des¬ sen Drehachse senkrecht steht auf der Tangente an die Führungsschiene 8. Mittels des Drehgelenkes 19 ist eine Platte 20 am Gestell 12 drehbar be¬ festigt. Diese Platte 20 trägt eine Querachse 15, mittels derer ein Füh- rungskörper 16 schwenkbar gelagert ist. Die Querachse 15 steht senkrecht auf der Achse des Drehgelenkes 19 und hat die Richtung der Tangente an die Führungsschiene 8.

Im Führungskörper 16 ist die Welle 6 drehbar und längsverschiebbar gela¬ gert, was in Fig. 3b durch Pfeile angedeutet ist. In der Führungsschiene 8, deren Querschnitt in Fig. 3b dargestellt ist, läuft eine Rollenkette 53 um. Der Wagen 9 wird von dieser Rollenkette 53 angetrieben. Zu diesem Zwecke ist das Gestell 12 des Wagens 9 über einen Stift 54 mit der Achse einer Rolle 55 der genannten Rollenkette 53 ver¬ bunden. Eine Variante zum in Fig. 3a, b dargestellten Wagen 9 zeigt Fig. 4. Hier

ist der Wagen 9 ergänzt um ein drittes Führungsrad 18, welches von einem mit dem Gestell 12 durch ein Scharniergelenk 21 verbundenen Gestellteil 22 getragen ist. Durch eine Feder 17 wird der Gestellteil 22 vom Gestell 12 weggedrückt; dami.t bleibt das dritte Führungsrad 18 in Kraftschluss mit der Führungsschiene 8.

In Fig. 5a, b ist die Rollenkette 53 und ihr Antrieb im Zusammenhang mit der Führungsschiene 8 dargestellt; in Fig. 5a teilweise im Schnitt, in Fig. 5b in teilweise aufgebrochener Draufsicht. In der Führungsschiene 8 ist an einer Stelle - in Fig. 2a beispielsweise rechts unten an der Füh- rungsschiene 8 - ein Antriebszahnrad 56 eingelassen. Dieses wird über ein Getriebe 57 von einem Motor 58 angetrieben. Jede der beiden ovalför- migen Führungsschienen 8 trägt einen solchen aus den Elementen 56, 57, 58 bestehenden Antrieb. Gespeist werden die beiden Motoren 58 durch eine gesteuerte Stromversorgung, die in Fig. 2a schematisch dargestellt und mit der Nummer 59 bezeichnet ist.

Die gesteuerte Stromversorgung 59 kann beispielsweise nach der aus dem CH-Patentgesuch 849/92-6 bekannten Art gestaltet sein. Beispielsweise kann auch eine Programmsteuerung der als Inkremental otoren ausgeführten Motoren 58 vorgesehen werden, die der stark ungleichförmigen Bewegung der Wagen 9 Rechnung trägt.

In der numerisch gesteuerten Stromversorgung 59 kann daher das Orts-Ge- schwindkeitsprofil des Motors 58 fest gespeichert werden. Sollwert- Ist¬ wertvergleich der Position des Motors ist Stand der Technik und braucht hier nicht beschrieben zu werden. Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6 ist der durch die Führungsschiene 8 aus dem ersten Ausführungsbeispiel bewirkte geometrische Zwanglauf er¬ setzt durch eine Zweikoordinatensteuerung, bestehend aus einem vertikal beweglichen und angetriebenen Schlitten 60 und einem horizontal bewegli¬ chen und angetriebenen Schlitten 61. Der Schlitten 60 läuft im mit Schienen 64 versehenen Rahmen 11. Der Schlitten 60 bildet die Führung für den Schlitten 61. Im Schlitten 61 ist eine Kugel 62 gelagert, die die Lagerung für die Welle bildet. Gespeist werden die - nicht gezeich¬ neten - Antriebe der Schlitten 60, 61 von einer Steuerung 63, in der das Ort-Geschwindigkeitsprofil gespeichert ist. Um Bau- und Formtoleranzen aufzunehmen, sind die Antriebe der Schlitten

60, 61 mit Sensoren ausgerüstet, die aus dem Vergleich von aufgewendeten und zulässigen Kräften das Sollwertprofil in der Steuerung 63 modifizie¬ ren, wie dies aus der Robotik bekannt ist. Der Hohlkörper 4 läuft wie im ersten Ausführungsbeispiel auf dem Rollen- teppich 51. Eine nicht gezeichnete Variante sowohl zum ersten als auch zum zweiten Ausführungsbeispiel ist ein freilaufendes endloses Band, das über zwei Walzen läuft, welches dann an die Stelle des Rollenteppichs 51 tritt. Rahmen 11 mit Schienen 64, Schlitten 60 und 61 mit Kugel 62 sind selbst- verständlich analog zum ersten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2a, b, doppelt vorhanden, da auf jeder Seite des Rollenteppichs 51 ein Rahmen 11 befestigt ist.

Im Betrieb bewegen sich sowohl die beiden Schlitten 60, als auch die Schlitten 61 im wesentlichen gegenläufig, um der Welle 6 jene Bewegung zu erteilen, die ein Taumeln des Hohlkörpers 4 bewirkt.

Die gleiche Bewegung, wie der beschriebene Hohlkörper 4 führt ein aus teilweise gebogenen Stangen 65 gebildeter Skelettkörper 66 aus, wie in Fig. 7a, b in Grund- und Aufriss dargestellt. Daher kann im Inneren des Skelettkörpers 66 ein einfach gestaltetes Gefäss 67, beispielsweise eine handelsübliche Chemikalien-Trommel, mit Stangen 68 und Bändern 69 befe¬ stigt werden.

Wie bereits beschrieben, kann die Welle 6 auch hohl ausgeführt sein. Dann ist die erfindungsgemässe Vorrichtung auch geeignet, im Durchfluss¬ verfahren flüssige oder feste Materialien zu mischen. Zu diesem Zwecke ist die Welle 6 an jedem Ende mit einer an sich bekannten Drehdurchfüh¬ rung versehen. Mit solchen Drehdurchführungen lassen sich mehrere Kompo¬ nenten zudosieren; ferner ist auch die Einführung von Mess-Sonden für Druck, Temperatur, pH und weitere Parameter problemlos möglich.