DE1043005B

DE1043005B - Kettenraedergetriebe fuer grosse UEbersetzungen

Info

Publication number: DE1043005B
Application number: DEZ5508A
Authority: DE
Inventors: Willi Zeidler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-04-18
Filing date: 1956-04-18
Publication date: 1958-11-06

Description

Kettenrädergetriebe für große Ubersetzungen Ketten und sonstige Hüllmittel gehören zu den ältesten Elementen im Maschinenbau und werden, da sich mit ihnen auf einfache Weise Übersetzungen zwischen einer treibenden und einer getriebenen Welle erzielen lassen, auch heute noch vorwiegend verwendet. Jedoch sind bei Hülltrieben dem Übersetzungsverhältnis Grenzen gesetzt. Die Grenze liegt für Kettengetriebe etwa bei 1: 5 und für Zahnkettengetriebe etwa bei 1 : 6. Diese für eine Stufe als sehr hoch anzusehenden Übersetzungsverhältnisse erfordern einen erheblichen Achsabstand zum einen dadurch, daß das eine Rad im Durchmesser sehr groß sein muß, und zum anderen dadurch, daß der Umschlingungswinkel des kleinen Rades ein Minimum nicht unterschreiten darf.
Gegenstand der Erfindung ist, wesentlich höhere Übersetzungen in einer Stufe bei geringem Achsabstand und auf kleinem Raum zu verwirklichen. Es ist an sich bekannt, große Übersetzungen in einer Stufe mittels zweier Scheiben zu erzielen, von denen die eine mit geringer Exzentrizität um die Rotationsachse der anderen Scheibe umläuft, wobei die eine Scheibe einen Kranz von Zähnen, Stiften, Rollen od. dgl. trägt, mit dem sie in einen als Gegenverzahnung ausgebildeten Innenkranz der anderen Scheibe bei ihrer exzentrischen Drehbewegung periodisch eingreift und hierbei durch einen geringen Unterschied der Zähnezahlen der beiden miteinander in Eingriff tretenden Zahnkränze eine Relativdrehung zwischen den beiden Scheiben erzeugt und diese Drehbewegung der anzutreibenden Welle zugeleitet wird.
Im vorliegenden Fall soll eine handelsübliche Stift-, Hülsen- oder Rollenkette in prinzipiell ähnlicher Weise Anwendung finden. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Es bedeutet a: ein normales Kettenrad mit Zähnen (in Fig. 1 = 18 Zähne), b: die getriebene Welle, c: Hüllelement in Form einer Stift-, Hülsen- oder Rollenkette, d: die Antriebswelle mit exzentrischem Zapfen, e : ein auf dem Exzenterzapfen befindliches Kugellager, f: eine Druckscheibe, g: ein Kranz mit Innenverzahnung, die als Gegenprofil zur Kette ausgebildet ist.
Die Wirkungsweise ist folgende: Bei Drehung der Antriebswelle d werden durch die exzentrische Anordnung der Druckscheibe f die Rollen der Kette c nacheinander in die Zahnlücken des feststehenden Zahnkranzes g gedrückt. Wie Fig. 1 als Beispiel zeigt, liegen am Umfang der Druckscheibe f 23 Kettenrollen (bei Umrechnung auf 360°) an, während der Zahnkranz g in seiner Innenverzahnung eine Teilung für 24 Rollen, ebenfalls auf 360° umgerechnet, aufweist. Beim Einschieben der Kettenrollen c in die Zahnlücken des feststellenden Zahnkranzes g durch Drehung des Exzenterzapfens d wandert die Kette bei jeder Umdrehung entgegen der Exzenterdrehrichtung um eine Zahnteilung weiter, da am Umfang der Druckscheibe feine Rolle weniger liegt als die Zahnlücken des Zahnkranzes g aufnehmen können. Es entspricht also jede Umdrehung der Antriebswelle d einer Rückwärtsbewegung der Rollenkette c um eine Teilung. Hat sich die Antriebswelle d vierundzwanzigmal gedreht, so ist die Kette c um 24 Rollen in entgegengesetzter Richtung gewandert. Da in dem dargestellten Beispiel das getriebene Rad a 18 Zähne besitzt, ist es bei 24 Umdrehungen der Antriebswelle d um 24 Zähne oder 11/3 Umdrehungen von der Kette c bewegt worden. Anders ausgedrückt: 18 Umdrehungen der Antriebswelle d bewirken eine entgegengesetztgerichtete Umdrehung des getriebenen Rades a. Entsprechend ergibt sich, wenn eine Druckscheibe f mit 23 Rollenketten c mit einem Zahnkranz mit 22 Zahnlücken in Eingriff tritt, eine Umdrehung des getriebenen Rades a mit gleichsinniger Drehung.
Während bisher der Zahnkranz g als feststehend und die Druckscheibe f als exzentrisch umlaufend betrachtet wurden, läßt sich die gleiche Wirkung dadurch erzielen, daß die Funktion der beiden Teile vertauscht werden.
An Stelle einer Kette und einer exzentrischen Scheibe können auch zwei oder mehr in parallelen Ebenen angeordnet werden. Fig. 2 zeigt als Beispiel eine Ausführung mit zwei Druckscheiben f' und f" auf einer gemeinschaftlichen Antriebswelle.
Jedoch sind die Exzenter d' und d" um 180° gegeneinander verdreht. Damit wird bezweckt, die Antriebsarbeit wechselweise auf die Druckscheiben f' und f" zu verteilen. Der Vorteil dieser Anordnung ist unter anderem darin zu finden, daß Umlenkorgane für die Rollenketten c' und c" vermieden werden können und der Achsabstand zwischen dem getriebenen Rad a und den beiden Druckscheiben f' und f" vermindert werden kann.
Fig. 3 zeigt das Schema eines solchen Getriebes. Von den beiden wechselweise arbeitenden Triebsystemen, deren Achsen x' und x" sich decken müssen, ist das eine aus Gründen der Anschaulichkeit um 90° geschwenkt dargestellt. In dem den beiden Systemen gemeinsamen Zahnkranz g wirken die Druckscheiben f' und f" jeweils nur während einer halben Umdrehung. Beim Austritt der Scheibe f aus dem Bereich des Zahnkranzes g führt der um 180° versetzte zweite Exzenter d" die Druckscheibe f" in den Wirkungsbereich des Zahnkranzes g ein.
Die exzentrisch angeordnete Druckscheibe f läßt sich bei gleicher Wirksamkeit durch eine zentrische Scheibe h ersetzen, über deren Rand zwei sich gegenüberliegende Rollen, Räder cd. dgl. ragen. Fig. 4 ist ein Beispiel.
In dem halbkreisförmigen Zahnkranz k dreht sich die Druckscheibe h zentrisch. Während die Rolle i' in den Bereich des Zahnkranzes k eintritt, entfernt sich die Rolle i" aus demselben. Nun schiebt die Rolle i die Kettenglieder c nacheinander in die Zahnlücken des Zahnkranzes k ein und erzeugt eine Bewegung der Kette in der beschriebenen Weise. Nach der letzten Zahnlücke ist die Rolle i." am Ausgangspunkt der Rolle i' angelangt und übernimmt die weitere Arbeit.
Bisher ist der Zahnkranz g bzw. k als feststehend betrachtet worden. Gibt man ihm Bewegungsmöglichkeit von der Größe der Exzentrizität, so hat er das Bestreben, dem durch die Druckscheibe f bzw. h auf die Kette c wirkenden Druck auszuweichen. Die Antriebswelle d dreht sich in dem Lager e weiter, erteilt jedoch der Kette c keine Bewegung, lediglich der Zahnkranz g-k führt eine taumelnde Bewegung aus. Das Abtriebsrad a erfährt gleichfalls keine Drehung.
Durch Parallelschaltung mehrerer solcher Kettengetriebe mit verschieden großen Übersetzungen auf einer gemeinsamen Exzenterwelle erhält man ein Mehrstufengetriebe dadurch, daß man wahlweise einen der beweglichen Zahnkränze g-k arretiert. In diesem Falle wird die betreffende Kette und damit auch das dazugehörige Abtriebsrad in Bewegung versetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kettenrädergetriebe für große Übersetzungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kette (c) eine treibende Druckscheibe (f) und ein getriebenes Kettenrad (a) umschlingt, wobei die Druckscheibe (f) von einem als Gegenprofil zur Kette ausgebildeten Zahnkranz (g) umgeben ist, dessen Zähnezahl in an sich bekannter Weise um einen oder einige Zähne von der Zähnezahl des die Druckscheibe (f) umschlingenden Kettenstückes verschieden ist (beide Zähnezahlen bezogen auf einen Umschlingungswinkel von 360°), daß ferner der Zahnkranz (g) eine offene Stelle besitzt, durch welche die Kette (c) hindurchläuft, daß weiter die Druckscheibe (f) in an sich bekannter Weise mit geringer, aber mindestens der halben Zahnhöhe des Kranzes (g) entsprechender Exzentrizität zum Zahnkranz (g) angeordnet ist und daß entweder die Druckscheibe (f) oder der Zahnkranz (g) von der Antriebswelle (d) nach Art eines Exzenterringes bewegt ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem die Druckscheibe (f) beweglich ist und der Zahnkranz (g) feststeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzahnkranz (k) nur 180° aufweist und daß die Druckscheibe (f) ersetzt ist durch eine mit der Antriebswelle (d) konzentrisch und drehfest verbundenen Scheibe (h) mit zwei um 180° gegeneinanderversetzten Rollen (i') und (i"), die mindestens um die Höhe der Zähne des Kranzes (k) über den Umfang der Scheibe (f) hervorstehen (Fig. 4 und 5).
3. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem die Druckscheibe (f) nach Art eines Exzenterringes bewegt ist und der Zahnkranz (g) feststeht, dadurch gekennzeichnet, daß zwei solcher Getriebe gleichachsig angeordnet sind, die einen gemeinsamen Zahnkranz (g) von 180° aufweisen und die Exzenter der beiden Druckscheiben (f', f") um 180° gegeneinander versetzt sind (Fig. 2 und 3).
4. Getriebe nach Anspruch 1, bei dem der Zahnkranz (g) von der Antriebswelle (d) nach Art eines Exzenterringes mit der Druckscheibe (f) bewegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr solcher Getriebe gleichachsig angeordnet sind und die exzentrisch bewegten Zahnkränze wahlweise in einer Stellung konzentrisch zur Druckscheibe (f) verriegelbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 377 435, 421539, 859 552.