DD229468A1 - Hochuntersetzendes kombiniertes kurven-ketten-getriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein hochuntersetzendes kombiniertes Kurven-Ketten-Getriebe, das im Zusammenwirken mit bekannten Antriebssystemen eine grosse Weg- und Kraft- bzw. Drehmomentumformung bei guenstigem Masse-Leistungsverhaeltnis und sehr gutem Wirkungsgrad bewirkt. Im wesentlichen besteht das Getriebe aus einem drehbaren Doppelexzenter, zwei Kurvenkoerpern, einer endlichen oder endlosen Rollenkette, die sich auf der Verzahnung der Kurvenkoerper befindet und durch eine Fuehrung in Formschluss gehalten wird, an der ein oder mehrere Abtriebsglieder befestigt sind sowie einer mit Spanneinrichtung versehenen Umlenkkurve. Das Getriebe ist fuer den Einsatz in der Automatisierungstechnik auf vielen technischen Gebieten der Volkswirtschaft geeignet, z. B. Handhabetechnik, Greifertechnik, Textilindustrie, Landwirtschaft und in weiteren Bereichen, wo der Einsatz von Kettengetrieben technisch sinnvoll und moeglich ist. Durch das guenstige Masse-Leistungsverhaeltnis, die kleine Baugroesse und den hohen Wirkungsgrad wird durch Einsatz der Erfindung in Maschinen und Vorrichtungen deren Masse verringert bzw. die Leistungsparameter erhoeht.

Description

Titel der Erfindung

Hochuntersetzendes kombiniertes Kurven-Ketten-Getriebe

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein hochuntersetzendes kombiniertes Kurven-Ketten-Getriebe, das eine hohe Eingangsdrehzahl in eine geringe Wegänderung einer endlichen oder endlosen Rollenkette mit entsprechender Kraft- bzw. Drehmomentumformung untersetzt. Solche Getriebe können in der Automatisierungstechnik bei der Rationalisierung von Transportprozessen, beim Antrieb von Handhabeeinrichtungen und Greifeinrichtungen, in der Textilindustrie zum Antrieb von Wirk-, Strick-, Nähmaschinen und zur Verkettung derselben miteinander in der Landwirtschaft als Antrieb für Ernte- und Verarbeitungsmaschinen eingesetzt werden. Das Getriebe kann ohne Zusatzgetriebe und Zusatzbaugruppen überall dort eingesetzt werden, wo ein drehender Antrieb, z. B. Motor, als Singangselement verwendet, als Ausgangselement eine Kette benötigt wird, die sowohl den Antrieb einer als auch den koordinierten Antrieb mehrerer Stellen, z. B. Kettenräder, Greiferfinger ermöglicht und wo ein großer Wirkungsgrad erforderlich ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß hochuntersetzende Getriebe als eigenständige Baugruppen zur Anwendung kommen. Durch die notwendige Gehäuseausführung bauen diese Getriebe groß, besitzen eine große iiasse und erfordern Zusatzbaugruppen zur Überleitung des Abtriebsmomentes und -weges auf die zu treibenden Baugruppen, z. B. Ketten, Kettenräder (wie z. B. in DE OS 3130230).

Ein koordinierter Antrieb mehrerer zu treibender Stellen ist nur durch Zusatzbaugruppen,2. B. Kettenräder, Ketten, Zahnräder etc,möglich. Dadurch verschlechtert sich das Masse-Leistungsverhältnis zusätzlich, der mechanische Aufwand steigt, damit die Anzahl an Verschleißteilen,wie z. B. in DB OS 2143493, und daraus resulteriend auch die Kosten für solche Antriebssysteme.

Im Katalog über CYCLO-Getriebe und in DE AS 2433675 werden hochuntersetzende Getriebe in bestimmten Baugrößen vorgestellt, die ein gekapseltes Gehäuse zur Abstützung der einzelnen Getriebeteile besitzen, ein abtriebsseitig aufgesetztes Kettenrad und eine Kette als Zugmittel erfordern, um z. B. mehrere Antriebsstellen an Maschinen, z.B. Handhabeeinrichtungen, Greifern, anzutreiben.

Ähnliche hochuntersetzende bzw. hochübersetzende Getriebe werden in der Zeitschrift Maschinenbautechnik 26 (1977) 7, Seite 297 bis 301 (305), vorgestellt. Auch diese Getriebe benötigen die Zusatzbaugruppen zur Weg- bzw. Kraft- oder Momentübertragung. Der daraus resultierende zusätzliche mechanische Aufwand, die materialunökonomische Bauweise, verbunden mit erhöhtem Massebedarf und erhöhten Betriebskosten führen zum erhöhten Investaufwand nicht nur für das Getriebe selbst, sondern in vielen Fällen auch der Maschinen und Vorrichtungen, in welche die Getriebe eingesetzt v/erden, z. B. Industrieroboter, Greifer, Landmaschinen und außerdem das dynamische Verhalten derselben negativ beeinflussen. Zusätzlich vergrößert sich der Aufwand für Wartung und Instandhaltung.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch Einsparung von Getriebeabtriebsgliedern, Lagerstellen und Mechanismen zur Bewegungsumformung^das Masse-Leistungsverhältnis, die Baugröße, den Verschleiß, die Wartungsfreundlichkeit eines hochuntersetzenden bzv/. hochübersetzenden Getriebes günstiger zu gestalten. Durch Verwendung standardisierter Baugruppen, Rollenkette und Lagerstellen und

standardisierter Bearbeitungsvorgänge, Kettenradverzahnung, soll eine kostengünstige Fertigung ermöglicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe zu schaffen, das durch seinen Aufbau eine hohe Eingangsdrehzahl in eine geringe Ausgangsdrehzahl oder kleine Wegänderung und damit äquivalent das Drehmoment umformt. Durch die Kopplung eines Kurvengetriebes mit einem Kettengetriebe sollen die für die Kopplung anderer Getriebearten notwendigen Zwischenglieder und Baugruppen eingespart und durch gleichzeitige Nutzung des Abtriebsgliedes Rollenkette als Bewegung und Kraft koordinierendes Organ zusätzlich weitere Glieder und Baugruppen überflüssig werden. Durch die Verwendung von Rollenketten, Wälzlagern und Rollreibung in den Widerlagern soll ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden, wodurch die erforderliche Antriebsleistung reduziert werden kann um insgesamt eine Standzeiterhöhung zu erreichen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Grundgestell zwei Kurvenscheiben auf drehbar gelagertem Doppelexzenter angeordnet sind, daß die Kurvenscheiben um 130° versetzt durch mit dem Grundgestell fest verbundene Widerlager, die in Aussparungen der Kurvenscheiben eingreifen, in definierter Lage gehalten werden, daß zwischen den Kurvenscheiben und einer wahlweise am Grundgestell fest angeordneten Führung sich eine endliche oder endlose Kette befindet, an der ein oder mehrere Abtriebsglieder befestigt sind.

Die notwendige Umlenkung der Rollenkette erfolgt über eine oder mehrere Rollen bzw. ein oder mehrere Kurvensegmente. Eine Rolle bzw. ein Kurvensegment wird zum Spannen der Kette genutzt. Es können aber auch ein oder mehrere Kettenräder eingesetzt werden, die dann gleichzeitg als Antriebs- bzw. Abtriebsglieder verwendet werden können.

Zur Senkung der Reibung und Erhöhung des Wirkungsgrades sind die Lagerstellen als Wälzlager und die Widerlagerbolzen mit Rollen ausgebildet. Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung des Wirkungsgrades und zur Einsatzerweiterung besteht darin, mehrreihige Rollenketten und mehrere Kurvenscheiben einzusetzen.

Die Kurvenscheiben sind über Exzenter auf der Antriebswelle des Getriebes drehend befestigt und werden durch denselben bei Drehung der Antriebswelle in eine schwingende Bewegung versetzt, wobei die Exzentrizität für beide Scheiben um 180 versetzt wirksam wird. Die mit dem Grundgestell fest verbundenen Widerlagerbolzen, auf denen drehbar Rollen angeordnet sind, greifen in Aussparungen der Kurvenscheiben und verhindern ein Mitdrehen um die Antriebsachse. Die Kurven der Kurvenscheiben greifen wechselweise durch den Versatz der Exzenter in die Aussparungen der Rollenkette ein und erzeugen durch die schwingende Bewegung der Kurvenscheiben - um die Achse des Exzenters eine Relativbewegung der Rollenkette. Bei endlichen Ketten wird zur Aufrechterhaltung des Formschlusses eine kreisförmige Führung am Grundgestell befestigt, die gegenüber den Kurvenscheiben angeordnet ist und an der die Rollen der Rollenkette ablaufen. Die Form der Kurven ist so auszulegen, daß die Achsen der Rollen der Rollenkette im Bereich der Kurvenscheiben eine Kreisbahn bei der Bewegung beschreiben.

Eine weitere Variante, die das gleiche technische Prinzip nutzt, besteht darin, ein Getriebe zu schaffen, das durch seinen Aufbau eine schnelle Drehbewegung in eine langsame Linearbewegung und damit äquivalent die Kraft umformt. Auch hierbei besteht der Effekt in der Einsparung von Getriebegliedern und der großen Bewegungs- und Kraftumformung sowie der Umformung der Bewegungsart z. 3. Drehen in Linearbewegung. In dieser Ausführungsform besteht das Getriebe aus zwei geraden Kurvensegmenten, die jeweils auf zwei Exzentern angeordnet sind, wobei die Exzenter von einem Kurvensegment zum

anderen um 180° versetzt sind und die Exzenterwelle im Grundgestell gelagert ist. Die Kurvensegmente greifen in die Aussparung einer endlichen oder endlosen Rollenkette oder einen mit Rollen versehenen Triebstock. Bei der Rollenkette wird durch eine fest zum Grundgestell angeordnete lineare Führung und beim Triebstock durch die Triebstockwangen der Formschluß zu den Kurven Segmenten aufrechterhalten.

Mit einem herkömmlichen Antrieb, z.^B. Motor wird eine der beiden Exzenterwellen drehend angetrieben. Die Exzenter eines Kurvensegmentes bewegen sich dadurch kreisförmig um die Achse der Exzenterwelle und drücken die Kurven des Kurvensegmentes in die Aussparungen der Rollenkette bzw. des Triebstockes. Durch die kreisförmige Bewegung erfolgt eine analoge Relativbewegung der Rollenkette bzw. des Triebstockes bis das Kurvensegment sich von der Rollenkette bzw. dem Triebstock entfernt. Gleichzeitig wiederholt das zweite Kurvensegment um 180° versetzt die Bewegung des ersten. Durch das abwechselnde Eingreifen der Kurvensegmente in die Zwischenräume der Kette bzw. des Triebstockes erfolgt bei entsprechender Ausbildung der Kurven der beiden Kurvensegmente eine kontinuierliche Bewegung der Kette bzw. des Triebstockes. Sind zwei entgegengesetzte koordinierte Bewegungen zweier endlicher Ketten bzw. zweier Triebstöcke erforderlich, z. B. bei der Greifertechnik für IR kann das Getriebe durch Ausbildung der Kurven auf beiden Seiten eines Kurvensegmentes mit einem Antrieb auf zwei Ketten bzw. Triebstöcke wirken.

Durch die Verwendung von Rollenketten und Wälzlagern und der dadurch bedingten Rollreibung in den Widerlagern wird ein hoher Wirkungsgrad erreicht und durch Reduzierung der Anzahl bewegter Teile gegenüber bekannten hochuntersetzenden Getrieben das dynamische Verhalten günstiger gestaltet. Damit wird zusätzlich ein Aussetzbetrieb und Reversierbetrieb positiv beeinflußt, wie er bei Automatisierungseinrichtungen oft anzutreffen ist, z. B. Antrieb von Handhabegeräten, Greifeinrichtungen, Textilmaschinen, Landmaschinen usw..

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen in zwei verschiedenen Varianten näher erläutert.

In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 - Hochuntersetzendes kombiniertes Kurven-Ketten-Getriebe ' mit Kurvenscheiben und Umlenkkurven

ν η " >- - - 6 -

2 - Schnittdarstellung des Getriebes nach Pig. 1 Pig· 3 - Hochuntersetzendes kombiniertes Kurven-Ketten-

Getriebe mit Kurvensegmenten und Umlenkkurve Pig. 4 - Schnittdarstellung des Getriebes nach Pig. 3·

Das hochuntersetzende kombinierte Kurven-Ketten-Getriebe besteht aus der Exzenterwelle 1, die über Lagerstellen mit dem Grundgestell verbunden ist, den Kurvenscheiben 2, 3, den Widerlagern 4, die fest mit dem Gestell verbunden sind und aus Zapfen und Rolle bestehen, der Rollenkette 5 und dem zum Gestell verschiebbaren Umlenksegment 6 mit Spanneinrichtung 7· Die Kurvenscheibe 2 ist um 180° gedreht zur Kurvenscheibe 3 jeweils mit einem Wälzlager 9 auf den Exzentern der Exzenterwelle 1 versetzt angeordnet. Durch die Widerlager 4 und die entgegengesetzte Anordnung der Kurvenscheiben 2, 3 zueinander, ergibt sich ein aus Pig. 1 ersichtlicher Versatz der Kurven. Bei Drehung der Exzenterwelle 1 und Abrollen der Kurvenscheiben 2, 3 auf den Widerlagern 4 ergibt sich eine Pendelbewegung der Kurvenscheiben 2, 3» die über die Kurven zu einer Pörderbewegung der Rollenkette 5 führt und über die Abtriebsglieder 14 genutzt wird.

Die Ausbildung der Kurven der Kurvenscheiben 2, 3 ist so ausgeführt, daß bei der Pörderbewegung die Kettenrollen der Rollenkette 5 auf einer Kreisbahn bewegt werden. Bei Einsatz einer endlichen Rollenkette wird durch die Verwendung der Pührung 8 Pormschluß erreicht und ein "Überspringen" der Rollenkette 5 verhindert· Bei Einsatz einer Endlosrollenkette wird diese durch ein verschiebbares Umlenksegment 6 umgelenkt und die Kettenvorspannung mit der Spanneinrichtung 7 erzeugt.

, Dieses Getriebe formt eine schnelle Drehbewegung mit kleinem Drehmoment der zwei Exzenter der Exzenterwelle 1 in eine langsame Bewegung mit hoher Kraft (Drehmoment) der Rollenkette 5 um. Uach dem gleichen technischen Prinzip arbeitet das hochuntersetzende kombinierte Kurven-Ketten-Getriebe nach Pig. 3, 4, bestehend aus der Exzenterwelle 1, die über Lagerstellen mit dem Gestell verbunden ist, den Kurvensegmenten 10, 11, dem Exzenterwiderlager 12, das über Lagerstellen mit dem Gestell ver-

bunden ist, der Rollenkette 5, dem zum Gestell verschiebbaren Umlenksegment β mit Spanneinrichtung 7. Diese Ausführung formt eine schnelle Drehbewegung der Exzenterwelle 1 mit kleinem Drehmoment in eine langsame Bewegung mit hoher Kraft der Rollenkette 5 um. Die zueinander um 180° versetzt und mit Wälzlager auf den Exzentern der Exzenterwelle 1 und dem aus Exzentern bestehenden Exzenterwiderlager 12 angeordneten Kurvensegmente 10, 11, erfahren bei Drehung der Exzenterwelle 1 und erzwungener Drehung des Exzenterwiderlagers 12 eine Parallelpendelbewegung, die durch abwechselndes Eingreifen der Kurvenverzahnung in die Aussparungen der Rollenkette 5 zu einer linearen Pörderbewegung der Rollenkette 5 führt und über das Abtriebsglied 14 genutzt wird. Die Ausbildung der Kurven der Kurvensegmente 10, 11 ist so ausgeführt, daß bei der 3?örderbewegung die Kettenrollen der Rollenkette 5 auf einer geraden Bahn bewegt werden. Die IHihrung erhält den Pormschluß zwischen Rollenkette 5 und Kurvensegmenten 11 aufrecht. Der Einsatz einer endlichen Rollenkette 5 ist möglich· Bei Einsatz einer Sndlosrollenkette 5 wird dsselbe durch ein zum Gestell fest angeordnetes Umlenksegment 13 und ein zum Gestell verschiebbares Umlenksegment 6 zurückgeführt und die Kettenvorspannung mit der Spanneinrichtung 7 erzeugt.

Claims (3)

1. -B-Patentansprüche

   1. Hochuntersetzendes kombiniertes Kurven-Ketten-Getriebe, das in Verbindung mit bekannten Drehantrieben für verschiedene technologische Sinsatzzwecke und unterschiedliche technische Antriebsaufgaben, mit großer Weg- und Kraft- bzw. Drehmoment umformung bei günstigem Masse-Leistungsverhältnis einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundgestell zwei Kurvenscheiben auf drehbar gelagertem Doppelexzenter um 180° versetzt angeordnet sind, daß die Kurvenscheiben Aussparungen enthalten, in die am Grundgestell befestigte Widerlager eingreifen, daß zwischen den Kurvenscheiben und einer Führung eine endliche oder endlose Rollenkette angeordnet ist, an der ein oder mehrere Abtriebsglieder befestigt sind, daß ein oder mehrere Kettenräder als Antriebsglied oder Abtriebsglieder am Grundgestell befestigt sind und daß zur Umlenkung und zum Spannen der Rollenkette Rollen, Umlenkkurvensegmente oder Kettenräder angeordnet sind.
2. 2. Hochuntersetzendes Getriebe nach Anspruch 1 dadurch ge-

   kennzeichnet, daß die Rollenkette bzw. ein Triebstock zwischen zwei Kurvensegmenten und einer Führung angeordnet ist, wobei die Kurvensegmente auf zwei Doppelexzenter gelagert sind und ein Doppelexzenter als Antriebs- bzv/. Abtriebsglied und der zweite Doppelexzenter als Widerlager genutzt wird.
3. 3. Hochuntersetzendes Getriebe nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvensegmente beidseitig Kurven aufweisen und zwei Rollenketten bzw. zwei Triebstöcke zwischen den Kurvensegmenten und zwei Führungen angeordnet sind.

   Hierzu gehören zwei Seiten Zeichnungen