CH692092A5

CH692092A5 - Zugmittelgetriebe.

Info

Publication number: CH692092A5
Application number: CH00270/97A
Authority: CH
Inventors: Jean-Claude Oppliger
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1997-02-07
Publication date: 2002-01-31

Description

Die Erfindung betrifft ein Zugmittelgetriebe mit einer Antriebs- und einer Abtriebswelle, die durch ein um jeweils ein an der in einem Gestell angeordneten Antriebs- und der Abtriebswelle befestigtes Antriebs- bzw. Abtriebsrad umlaufendes, endloses Zugmittel antriebsverbunden sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zugmittelgetriebe der eingangs genannten Art zur periodischen Veränderung der Drehzahl an der Abtriebswelle auszugestalten.

Zu diesem Zweck werden so genannte Schrittschaltgetriebe eingesetzt, die relativ teuer und oft nur durch einen zusätzlichen Aufwand anpassungsfähig sind.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zur periodisch stufenlosen Verstellung des Drehzahlverhältnisses zwischen Antriebs- und Abtriebswelle, die zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebsrad gebildeten Abschnitte des Zugmittels jeweils wenigstens einer an einem in einer Führungsanord nung beweglichen Schlitten frei drehbar gelagerten und eine Schlaufe paralleler Trums bildenden Umlenkrolle zugeordnet sind.

Diese prinzipielle Ausgestaltung eines Zugmittelgetriebes gestattet, eine konstante Drehzahl an der Antriebswelle periodisch zu beschleunigen und zu verzögern resp. umgekehrt.

Gegenüber bekannten Schrittschaltgetrieben lassen sich nach der erfindungsgemässen Lösung einfachere, vielseitiger anwendbare und kostengünstigere Ausführungen herstellen.

Zur optimalen Nutzung des Zugmittelgetriebes erweist sich eine Anordnungsweise, bei der der Schlitten parallel zu den Trums der Schlaufen geführt ist.

Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Bewegungen des Schlittens senkrecht zu einer aus Antriebs- und Abtriebswelle gebildeten Ebene gerichtet sind.

Daraus lassen sich einfache Ausführungsformen entwickeln, bei denen eine kreuzförmige Anordnungsweise aus den sich gegenüberliegenden Antriebs- und Abtriebswelle sowie der rechtwinklig dazu angeordneten, voneinander distanzierten Umlenkräder entsteht.

Alternativ kann das Zugmittel beim Ein- resp. Auslauf an den Antriebs- bzw. Abtriebsrädern geschränkt und in zwei entgegengesetzt verlaufende Schlaufen mit parallelen Trums um beabstandete Umlenkrollen eines Schlittens gelegt werden, oder die Abschnitte des Zugmittels werden zwischen den Antriebs-/Abtriebsrädern um jeweils zwei, ein Rechteck bildende stationäre Umlenkräder geführt, sodass durch die Umlenkrollen am Schlitten zwei entgegengesetzt verlaufende Schlaufen mit parallelen Trums entstehen.

Zur Meidung eines zusätzlichen Antriebes ist der Schlitten mit einer durch das Zugmittel angetriebenen Steuervorrichtung antriebsverbunden, sodass sich eine kompakte Getriebeeinheit ergibt.

Die Funktionsweise des Zugmittelgetriebes kann weiterhin optimiert werden, wenn dem Antriebs- und dem Abtriebsrad jeweils ein im Abstand nachgeschaltetes stationäres Umlenkrad zur Bildung paralleler Trums der Abschnitte des Zugmittels zugeordnet sind.

Die Steuervorrichtung kann zweckmässig durch eine endlose Steuerbahn ausgebildet sein, die um die Drehachse der Antriebswelle oder eines Umlenkrades rotiert.

Durch die Möglichkeit einer Auswechselbarkeit der Steuervorrichtung können verschiedene Steuerbahnen verwendet werden, sodass auf eine einfache Weise und mit geringem Aufwand eine Änderung der Abtriebsbewegung des Zugmittelgetriebes erzielt werden kann.

Steuerbahn und Antriebswelle können eine gemeinsame Drehachse aufweisen.

Alternativ können die Steuerbahn und ein Umlenkrad eine gemeinsame Drehachse aufweisen.

Zur Betätigung des Schlittens kann dieser mit einem an der Steuerbahn der Steuervorrichtung geführten Antriebsorgan ausgebildet sein, sodass eine direkte Bewegungsverbindung er reicht wird.

Um die Beschleunigungs- oder Verzögerungswirkung an der Abtriebswelle weiter über- oder untersetzen zu können, sind an dem Schlitten jeweils wenigstens zwei nebeneinander angeordnete, einem Abschnitt des Zugmittels zwischen Antriebs- und Abtriebsrad zugeordnete, frei drehbar gelagerte Umlenkrollen zur Bildung zweier paralleler Schlaufen vorgesehen.

Zweckmässig ist zwischen zwei einem Abschnitt des Zugmittels zugeordneten Schlaufen jeweils ein weiteres stationäres Umlenkrad in dem Gestell angeordnet, wodurch auf einfache Weise wiederum eine von den durch die beiden Umlenkrollen eines Abschnittes des Zugmittels gebildeten Schlaufen eine eingeschlossene Schlaufe entsteht, die eine entgegengesetzte \ffnung aufweist.

Dementsprechend könnte auch ein stationäres Umlenkrad als Abtriebswelle benutzt werden, wobei die so gebildete Abtriebswelle eine verhältnismässig ungleiche Verzögerungs- und Beschleunigungsphase aufweist.

Es ist vorteilhaft, wenn wenigstens das Antriebs- und das Abtriebsrad sowie die Umlenkräder gleiche Durchmesser aufweisen, sodass eine Vereinfachung bei der Wahl der Antriebselemente entsteht.

Anschliessend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer weiter ausgestalteten Ausführungsform nach dem erfindungsgemässen Zugmittelgetriebe und
Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform gemäss der Linie II-II.
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer vereinfachten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und
Fig. 5 eine andere Ausführungsform nach dem Erfindungsgegenstand.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Zugmittelgetriebes 1 dargestellt, das sich auch als Schrittschaltgetriebe oder zur periodisch stufenlosen Verstellung des Drehzahlverhältnisses zwischen Antriebswelle 2 und Abtriebswelle 3 eignet. Das Zugmittelgetriebe 1 besitzt ein Gestell 4, an dem die notwendigen Antriebsorgane befestigt sind. Das veranschaulichte Zugmittelgetriebe 1 besteht aus einer mit einem konstant drehenden Antriebsmotor (nicht ersichtlich) gekuppelten Antriebswelle 2, die durch ein endlos umlaufendes Zugmittel 5, vorzugsweise einem Zahnriemen, mit einer Abtriebswelle 3 antriebsverbunden ist. Dem Antriebsrad 8 an der Antriebswelle 2 bzw. dem Abtriebsrad 9 an der Abtriebswelle 3 ist jeweils ein Umlenkrad 10, 11 mit seitlichem Abstand nachgeschaltet, sodass parallele Trums 12, 13 entstehen.

Die Abschnitte 14, 15 des Zugmittels 5 ändern mit Ausnahme der Trums 12, 13 ihre Länge durch einen mit dem Zugmittel 5 antriebsverbundenen hin und her bewegbaren Schlitten 16. Der Schlitten 16 ist an einer Führungsanordnung 17 parallel zu den Trums 12, 13 verschiebbar geführt; der Pfeil F macht darauf aufmerksam, vgl. Fig. 1.

Im Übrigen weist der Pfeil R auf die Umlaufrichtung des Zugmittels 5 hin, die auch reversibel sein kann, vgl. Fig. 3.

Die Abschnitte 14, 15 des Zugmittels 5 werden um jeweils zwei zugeordnete Umlenkrollen 18, 19, 25, 26, die gemäss Fig. 1 im Abstand übereinander angeordnet am Schlitten 16 gelagert sind und um ein im Gestell 4 gelagertes weiteres Umlenkrad 20, 21 umgelenkt, sodass jeweils zwei gleiche Schlaufen 22, 23; 38, 39 eine dazwischen liegende Schlaufe 24; 40 mit entgegengerichteter \ffnung bilden.

Selbstverständlich könnte das Zugmittelgetriebe 1 gegenüber demjenigen in Fig. 1 vereinfacht ausgebildet sein, wie u.a. in Fig. 3 gezeigt.

Fig. 2 zeigt u.a. zwei der an Wellenstummeln 27, 28 des Schlittens 16 gelagerten Umlenkrollen 18, 19, die mittels Wälzlagern an den Wellenstummeln 27, 28 angeordnet und zur Führung des Zugmittels 5 an den Stirnseiten mit einer Schulter ausgebildet sind. Die axiale Sicherung der Umlenkrollen 18, 19, 25, 26 an den Wellenstummeln 27, 28 wird über Anschläge und bekannte Konstruktionselemente, wie beispielsweise Spannscheibe und Schraube, erzielt. Der Schlitten 16 wird an zylindrischen Führungsstangen 29, 30 der Führungsanordnung 17 in einer rechteckförmigen Ausnehmung 31 des Gestells 4 geführt. Zur Führung des Schlittens 16 sind beispielsweise Kugel- oder Gleitbüchsen vorgesehen. Zur Befestigung der Führungsstangen 29, 30 sind diese endseitig angefräst und an dem Gestell 4 anliegend verschraubt.

Die Bewegungen des Schlittens 16 nach dem Pfeil F werden über ein mit dem Schlitten 16 verbundenes Antriebsorgan 32 erzeugt, das an dem vom Schlitten 16 abgewendeten Ende ein Führungsorgan 33 aufweist, beispielsweise eine Rolle oder einen Gleitstein, die in eine endlose Steuerbahn 34 eingreifen. Diese Steuerbahn 34 ist als Nut in einer an der Welle 35 des Umlenkrades 10 befestigten Steuerscheibe 36 stirnseitig angeordnet. Die Welle 35 ist in einem mit dem Gestell 4 lösbar verbundenen Flanschgehäuse 37 gelagert.

Die Steuerbahn 34 verläuft mit unregelmässigem Abstand um die Drehachse 41 der Welle 35, sodass der Schlitten 16 bei drehender Steuerscheibe 36 in der Führungsanordnung 17 gemäss dem Pfeil F hin und her bewegt wird. Die Form der Steuerbahn 34 bestimmt die Bewegungsamplitude des Schlittens 16, die durch eine austauschbare andere Steuerbahn 34 geändert werden kann.

Durch die Möglichkeit der Auswechselbarkeit der Steuervorrichtung 6 (siehe Fig. 2) lassen sich unterschiedliche Steuerbahnen 34 verwenden.

Gemäss Fig. 1 steht der Schlitten 16 momentan in der linken Endlage. Das beim Drehen der Steuerscheibe 36 sich der Drehachse 41 des Umlenkrades 10 nähernde Führungsorgan 33 versetzt den Schlitten 16 in die rechte Endlage und verursacht dadurch eine die Antriebsbewegung des Zugmittels 5 an der Abtriebswelle 3 verzögernde Gegenbewegung. Zum Zeitpunkt, da der Schlitten 16 seine rechte Endstellung einnimmt, weisen die Antriebs- und Abtriebsräder 2, 3 und die Umlenkräder 10, 11, 20, 21 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit auf. Bewegt sich der Schlitten 16 nach der linken Endlage, nimmt die Umfangsgeschwindigkeit des Umlenkrades 9 in umgekehrtem Verlauf zu.

In Fig. 3 ist ein gegenüber der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführung vereinfachtes erfindungsgemässes Zugmittelgetriebe 1 dargestellt. Der Schlitten 16 ist an einer Führungsstange 30 in einer schmalen Ausnehmung 31 des Gestells 4 angeordnet und besitzt im Bereich seiner Enden jeweils eine Umlenkrolle 18, 25, um die das endlose Zugmittel 5 geführt ist. Ein an der Antriebswelle 2 befestigtes Antriebsrad 8 liegt an dem Schlitten 16 gegenüber von der Abtriebswelle 3, mit der ein Abtriebsrad 9 fest verbunden ist. Das Zugmittel 5 umschlingt das Antriebs- 8 und Abtriebsrad 9 vollständig, sodass zwischen den Umlenkrollen 18, 25 parallel zur Schlittenbewegung verlaufenden Trums zweier Schlaufen 22, 38 des Zugmittels 5 entstehen.

Mit dem Schlitten 16 ist ein Antriebsorgan 32 verbunden, an dessen freiem Ende eine frei drehbare Führungsrolle 33 in eine endlose Steuerbahn 34 eingreift. Die Steuerbahn 34 gehört zu einer Steuervorrichtung 6, die eine mit der Antriebswelle 2 für das Zugmittel 5 fest verbundene Steuerscheibe 36 aufweist. Die Steuerbahn 34 ist auf ihrer Länge durch unterschiedliche Radialabstände von der Drehachse 41 ausgebildet, sodass bei umlaufender Steuerbahn 34 der Schlitten 16 an der Führungsanordnung 17 hin und her bewegt wird.

Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführung nach dem Erfindungsgegenstand mit einer gegenüber Fig. 1 vereinfachten Zugmittelführung. Die Abschnitte 14, 15 des Zugmittels 5 werden jeweils nur um eine Umlenkrolle 18, 25 an dem Schlitten 16 geführt, sodass gegenüber der Ausführung in Fig. 1 bei der gleichen Steuervorrichtung 6 eine schnellere Bewegung des Schlittens 16 entstehen kann. Diese Bauweise, bei der die Antriebswelle 2 und die Steuervorrichtung 6 eine gemeinsame Drehachse 41 aufweisen, lässt es sich auch an Bauhöhe sparen.

Fig. 5 macht auf eine weitere Ausführungsform nach dem Erfindungsgedanken aufmerksam, die durch jeweils eine auf zwei nebeneinander angeordneten Schlitten 16, 16 min einwirkende, durch ein gemeinsames Zugmittel 5 angetriebene Steuervorrichtungen ausgebildet ist. Diese Ausführungsform erlaubt einen synchronen oder asynchronen Bewegungsablauf der Schlitten 16, 16 min durch eine gegenseitige Verstellbarkeit der Steuervorrichtungen 6, 6 min bzw. Steuerbahnen 34, 34 min .

Zur Anwendung des erfindungsgemässen Zugmittelgetriebes eignet sich u.a. eine mit diesem antriebsverbundene Fördereinrichtung, die an einem umlaufenden endlosen Zugmittel gleichmässig beabstandete Förderelemente zur Aufnahme von Stückgütern oder losem Gut aufweist. Die Fortbewegung der Förderelemente wird kurz vor einer Beschickungsstation verzögert und anschliessend auf die Fördergeschwindigkeit beschleunigt, um dazwischen eine längere Beschickungszeit zu gewinnen.

Das erfindungsgemässe Zugmittelgetriebe 1 könnte auch bei einer Beschickungseinrichtung für Stückgüter benutzt werden, bei der die Beschickungseinrichtung aus zwei relativ kurzen Bändern besteht, von denen das eine als Aufgabeband etwa rechtwinklig zum anderen, einem Überstellband, angeordnet ist, an welches ein Transportband anschliesst.

Dabei wäre es möglich, wechselweise das Beschickungsband und das Überstellband zu betreiben, d.h. das Aufgabeband fördert, wenn das Überstellband sich in der gesteuerten Bewegungsphase befindet. Hierzu würde beispielsweise der Aufwand eines Antriebsmotors ausreichen.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemässen Zugmittelgetriebes bietet sich beispielsweise bei einer Sor tiervorrichtung für flache Güter, wie beispielsweise Briefumschlägen, Taschen etc., an, bei denen hintereinander umlaufende, schmale Aufnahmefächer zu beschicken sind. Dabei könnte der Beschickungsvorgang begünstigt werden, wenn die Geschwindigkeit des Förderers mit den schmalen Aufnahmetaschen beim Passieren der Beschickungsstelle auf diesem Abschnitt zur Übernahme der Güter verzögert und anschliessend wieder beschleunigt wird, sodass die Transportgeschwindigkeit insgesamt keine Änderung erfährt.

Bezugszeichenliste

1 Zugmittelgetriebe
2 Antriebswelle
3 Abtriebswelle
4 Gestell
5 Zugmittel
6, 6 min Steuervorrichtung
8 Antriebsrad
9 Abtriebsrad
10, 11 Umlenkrad
12, 13 Trums
14, 15 Abschnitte des Zugmittels
16 Schlitten
17 Führungsanordnung
18, 19 Umlenkrollen
20, 21 Umlenkrad
22, 23 gleiche Schlaufen
24 dazwischen liegende Schlaufe
25, 26 Umlenkrollen
27, 28 Wellenstummel
29, 30 zylindrische Führungsstangen
31 rechteckförmige Ausnehmung
32 Antriebsorgan
33 Führungsorgan, als Führungsrolle ausgebildet
34, 34 min Steuerbahn
35 Welle
36 Steuerscheibe
38, 39 gleiche Schlaufen
40 dazwischen liegende Schlaufe
41 Drehachse

Claims

1. Zugmittelgetriebe (1) mit einer Antriebs- (2) und einer Abtriebswelle (3), die durch ein um jeweils ein an der in einem Gestell (4) angeordneten Antriebs- (2) und der Abtriebswelle (3) befestigtes Antriebs- (8) bzw. Abtriebsrad (9) umlaufendes, endloses Zugmittel (5) antriebsverbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur periodisch stufenlosen Verstellung des Drehzahlverhältnisses zwischen Antriebs- (2) und Abtriebswelle (3), die zwischen dem Antriebs- (8) und Abtriebsrad (9) gebildeten Abschnitte (14, 15) des Zugmittels (5) jeweils wenigstens einer an einem in einer Führungsanordnung (17) beweglichen Schlitten (16) frei drehbar gelagerten und eine Schlaufe (22, 38; 23, 39) paralleler Trums bildenden Umlenkrolle (18, 25; 19, 26) zugeordnet sind.

2.

Zugmittelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (16) parallel zu den Trums der Schlaufen (22, 38; 23, 39) geführt ist.

3. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen des Schlittens (16) senkrecht zu einer aus Antriebswelle (2) und Abtriebswelle (3) gebildeten Ebene gerichtet sind.

4. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (16) mit einer durch das Zugmittel (5) angetriebenen Steuervorrichtung (6) antriebsverbunden ist.

5. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Antriebs- (8) und dem Abtriebsrad (9) jeweils ein im Abstand nachgeschaltetes, stationäres Umlenkrad (10, 11) zur Bildung weiterer paralleler Trums (12, 13) der Abschnitte (14, 15) des Zugmittels (5) zugeordnet sind.

6.

Zugmittelgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trums (12, 13) parallel zu den Bewegungen des Schlittens (16) angeordnet sind.

7. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (6) eine endlose, um die Drehachse der Antriebswelle (2) bzw. des Antriebsrades (8) oder eines zugeordneten Umlenkrades (10) rotierende Steuerbahn (34, 34 min ) aufweist.

8. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbahn (34, 34 min ) und die Antriebswelle (2) eine gemeinsame Drehachse (41) aufweisen.

9. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerbahn (34) und das Umlenkrad (10) eine gemeinsame Drehachse (41) aufweisen.

10.

Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (16) mit einem an der Steuerbahn (34, 34 min ) des Umlenkrades (10) geführten Antriebsorgan (32) ausgebildet ist.

11. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (6) mit der Antriebswelle (2) oder mit dem zugeordneten Umlenkrad (10) verbunden ist.

12. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlitten (16) jeweils wenigstens zwei nebeneinander angeordnete, dem Abschnitt (14, 15) des Zugmittels (5) zwischen Antriebsrad (8) und Abtriebsrad (9) zugeordnete Umlenkrollen (18, 19; 25, 26) zur Bildung zweier paralleler Schlaufen frei drehbar gelagert sind.

13.

Zugmittelgetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei dem Abschnitt (14, 15) des Zugmittels (5) zugeordneten Schlaufen (22, 23; 38, 39) jeweils ein weiteres, stationäres Umlenkrad (20, 21) in dem Gestell (4) gelagert ist.

14. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein genanntes weiteres stationäres Umlenkrad (20, 21) als Abtriebswelle (3) oder als weitere Abtriebswelle ausgebildet ist.

15. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein an dem von dem Schlitten (16) abgewandten Ende des Antriebsorgans (32) befestigtes Führungsorgan (33) und die Drehachse (41) des Umlenkrades (10) in einer etwa parallel zu den Bewegungen des Schlittens (16) verlaufenden Ebene angeordnet sind.

16.

Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei in parallelen Ebenen bewegbare Schlitten (16) vorgesehen sind, die jeweils einer Steuervorrichtung (6, 6 min ) zugeordnet sind.

17. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtungen (6, 6 min ) gleiche oder unterschiedliche Steuerbahnen (34, 34 min ) aufweisen.

18. Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuervorrichtung (6) gegen eine solche mit anderer Steuerbahn (34) auswechselbar ausgebildet ist.