DD143651A1

DD143651A1 - Reibradgetriebe

Info

Publication number: DD143651A1
Application number: DD21288579A
Authority: DD
Inventors: Harald Moews; Gerd Wziontek; Gerhard Dikly; Siegfried Jeworrek
Original assignee: Harald Moews; Gerd Wziontek; Gerhard Dikly; Siegfried Jeworrek
Priority date: 1979-05-15
Filing date: 1979-05-15
Publication date: 1980-09-03
Also published as: DD143651B1

Abstract

Patentanspruch 1: Reibradgetriebe, insbesondere Umlauf-Reibradgetriebe für sehr große Übersetzungen mit einem zentralen Antriebsrad und mehreren planetenartig um das Zentralrad, beispielsweise eine Antriebswelle angeordneten, in einem Käfig radial verschiebbar gelagerten Reibrädern, die durch eine auf den äußeren Reibumfang elastisch wirkende Kraft gegen das Zentralrad gepresst werden, gekennzeichnet dadurch, dass die Reibrollen (5) mit zylindrischer, abgestufter oder nichtabgestufter, vorzugsweise nichtabgestufter und relativ starrer Außenfläche durch zwei nebeneinander angeordnete elastische Reibringe (6) und (7) derart umschlossen werden, dass jede Reibrolle (5) je eine Berührungsstelle mit den elastischen Reibringen (6) und (7) aufweist, dass die elastischen Reibringe (6; 7)geringfügig voreinander abweichende Innendurchmesser der Größe aufweisen, dass sie an den Berührungsstellen mit den Reibrollen (5) elastisch leicht verformt sind und dadurch den erforderlichen Anpressdruck auf die Reibrollen (5) erzeugen, und dass dem elastischen Reibring (7) eine der Differenz der Innenradien der elastischen Reibringe (6; 7) entsprechende minimale Drehbewegung erteilt wird, wobei ein elastischer Reibring (6) durch bekannte, radial bewegliche Befestigungsmittel, beispielsweise mehrere Zungen (8) drehfest mit dem Gehäuse (1) und ein zweiter elastischer Reibring (7) durch radial bewegliche Zungen (9) drehfest mit einer Scheibe (10) und diese wiederum mit der Abtriebswelle (3) verbunden ist.

Description

Reibradgetriebe

Die Erfindung bezieht sich auf ein Reibradgetriebe, insbesondere ein Umlauf-Reibradgetriebe für sehr große Übersetzungen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das erfindungs'gemäße Reibradgetriebe, insbesondere Umlauf-Reibradgetriebe für sehr große Übersetzungen, ist besonders als Drehzahlreduziergetriebe zwischen schneilaufenden Motoren und langsam laufenden Maschinen und Aggregaten geeignet.

Spezielle Anwendungsbeispiele bieten sich in Verbindung mit einem Motor beispielsweise beim Antrieb von rotierenden Blasfolienwerkzeugen, rotierenden Kalibriereinrichtungen, Transportketten, Fördereinrichtungen, Kabeltrommeln, Industrierobotern, bei rotativen und linearen Positioniereinrichtungen u_cum. im Maschinen-, Anlagen- und Gerätebau.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits Umlauf-Reibradgetriebe bekannt. Durch sie sollen die Uachteile herkömmlicher Reibradgetriebe behoben werden, welche darin bestehen, daß die Lager eine geringe Lebensdauer auf v/eisen, die Reibflächen einem starken Verschleiß unterliegen, die Winkelgeschwindigkeit nicht im erforderlichen Maße konstant bleibt und schließlich der Bauaufwand mit der zur Erzielung eines größeren Momentes und einer größeren Übersetzung erforderlichen Anzahl von Reibpaarungen stark ansteigt«

Bekannte Lösungen von Umlauf-Reibradgetrieben bestehen im wesentlichen darin_s daß symmetrisch um ein Zentralrad angeordnete Reibräder durch einen äußeren Ring an das Zentralrad angepreßt werden, wobei der Ring oder die Reibräder elastisch verformbar sind und aus hariELastischem Material bestehen.

Bei einem aus der DE-OS 2160 307 bekannten Umlauf-Reibradgetriebe mit relativ starren Reibrädern und einem mit dem Gehäuse drehfest verbundenen, elastisch verformbaren äußeren Ring besteht der lachteil darin, daß die größtmögliche Übersetzung durch die gewählte Bauform auf ca. 1 : 14 und damit auch der Einsatz dieses Getriebes auf kleinere Übersetzungen begrenzt ist.

Sehr große Übersetzungen sind nur durch mehrere hinter-: einandergeschaltete Stufen möglich, was wiederum ein relativ großes Bauvolumen erfordert. Außerdem ist die Größe des übertragbaren Momentes durchpie mögliche Pressung zwischen den Reibrädern einer Paarung beschränkt. Eine Erweiterung auf mehrere Paarungen würde den Bauaufwand durch die steigende Anzahl erforderlicher Übertragungsglieder erheblich steigern.

Eine andere bekannte Lösung gem. DE-OS 1808 254 mit elastisch verformbaren Reibrädern_} die mit Stiitarädern und relativ starren Außenringen gepaart sind, hat den Nachteil, daß der Bau- und Pertigungsaufwand sowie das Bauvolumen durch die recht komplizierte zweistufige Ho3j2zylinder-»Bauform der Reibräder und die Vielzahl der aufeinander abrollenden Elemente sowie deren Lagerung groß ist. Bei Dauerbeanspruchung der sich zwecks Erzielung großer Übersetzungen mit hoher Geschwindigkeit um das Zentralrad bewegenden Reibräder wirkt sich die hohe Frequenz der Biegewechselbeanspruchung des federndes Randes nachteilig auf die Lebensdauer der Reibräder aus_v

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Elastische Reibräder weisen gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung, bezogen auf die I'ormänderungsarbeit, unter sonst gleichen Bedingungen durch die höhere Beanspruchung eine größere Verlustenergie auf. Sie ist um den Quotienten "Radius des Ringes zum Radius des' Reibrades" größer. Die Rollreibungsverluste sind, bedingt durch die Durchmesserverhältnisse, ebenfalls größer· Damit sind auch der übertragung größerer Drehmomente recht enge Grenzen gesetzt.

Ziel der Erlfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen und ein konstruktiv einfaches Reibradgetriebe für sehr große Übersetzungen und mit kleinem Bauvolumen sowie guten Gebrauchseigenschaften bei geringem ökonomischem und Feriigungsaufwand zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Umlauf-Reibradgetriebe für sehr große Übersetzungen zu schaffen.· Durch zweckentsprechende Anordnung der Übertragungsglieder und unter Ausnutzung ihrer elastischen Verformbarkeit soll die hohe übersetzung bei minimaler Anzahl und fertigungstechnisch einfacher Gestaltung der Übertragungsglieder, das bedeutet geringes Bauvolumen und niedrigen Pertigungsaufwand für das Getriebe, erreicht werden. Außerdem soll das Getriebe die Übertragung relativ großer und unterschiedlicher Drehmomente bei annähernd gleichmäßigem und leisem Lauf der Übertragungsglieder des Getriebes ermöglichen und eine hohe Lebensdauer aufweisen·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß planetenartig angeordnete Reibrollen gleicher, abgestufter oder nicht abgestufter Durchmesser durch zwei"nebeneinander angeordnete und an den Kontaktflächen mit den Reibrollen elastisch verformte elastische Reibringe aus hartelastischem Material, an das Zentralrad bzw. die Antriebswelle gepreßt werden, wobei die Innendurchmesser und Querschnitte der beiden elastischen Reibringe sich bei der vorzugsweisen-gewählten-Lösung mit Reibrollen nicht abgestuften Durchmessers voneinander geringfügig unterscheiden und der eine elastische Reibring mit dem Getriebegehäuse, der: ander'je elastische Reibring mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist.

Bei Betrieb wandern die elastischen Deformationen der elastischen Reibringe, d. h. die Kontaktstellen mit den Heibrollen, mit der Umfangsgeschwindigkeit der Reibrollen auf der äußeren ringförmigen Abrollbahn der Reibroilenj die geringfügig größer ist als der Innenumfang der unverformten elastischen Reibringe, entlang. Während der eine der elastischen Reibringe mit dem Gehäuse drehfest verbunden ist, ergibt sich für den anderen mit der Abtriebswelle drehfest verbundenen elastischen Reibring neben den wandernden elastischen Deformationen durch den geringen Unterschied der Innenradien der elastischen Reibringe eine der Differenz dieser Radien entsprechende minimale Drehbewegung. Die Dimensionierung der elastischen Reibringe, die ausschlaggebend für den Kontaktdruck mit den .Reibrollen ist, wird so vorgenommen, daß die an den Kontaktflächen effektiv auftretenden Umfangkräfte übertragen werden können und auch bei Belastungsspitzen einen Schlupf nehezu ausschließen, wobei zu beachten ist, daß die Pressung an den Kontaktflächen Reibrollen-Zentralrad bzw. Antriebsrad den zulässigen Wert nicht übersteigt.

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Vorteilhaft ist bei diesem Getriebe gemäß erfinderischer Lösung gegenüber den anderen Reibringgetrieben mit großer übersetzung, daß mit der Erhöhung der Anzahl der Reibrollen und der damit verbundenen Vergrößerung des übertragbaren Momentes der Bauaufwand nur geringfügig an-r steigt·

Alle Vorteile der Umlaufgetriebe, wie geringes Bauvolumen, große übersetzung und druckentlastete Lager bleiben durch die Erfindung erhalten. Zusätzlich wird ein relativ hoher Wirkungsgrad, ein sehr leiser L_auf und bei Einsatz entsprechender Materialien eine lange Lebensdauer erreicht. Durch den einfachen Aufbau des Getriebes sowie der -an der Kraftübertragung beteiligten Getriebeteile, die durchweg kreisförmige Querschnitte aufweisen, ist der Bauaufwand gering» Außerdem ist der Aufwand an Wartungs- und Pflegearbeit durch den geringen Verschleiß und die einfache Wirkungsweise des Getriebes relativ gering. Die Größe der Übersetzung für zylindrische, nicht abgestufte Reibrollen des Getriebes gemäß erfinderischer Lösung, ergibt sich aus:

wobei die Differenz r. - x^zi. 0 entscheidenden Einfluß auf die

4 3 ^

Größe der Übersetzung hat

In der Beziehung bedeuten:

i - Größe der Übersetzung

r..- Radius des Zentral- bzw. Antriebsrades

Xy Radius des mit der Abtriebswelle drehfest verbundenen elastischen Reibringes

r,- Radius des mit dem Gehäuse drehfest verbundenen elastischen Reibringes*

... 212

Um möglichst große Momente übertragen zu können, sind die elastischen Reibringe so auszulegen, daß sie auf die Reibrollen einen annähernd gleichen Druck ausüben. Bei abgestuften zylindrischen Reibrollen gehen neben den Innendurchmessern der elastischen Reibringe die abgestuften Durchmesser der Reibrollen in die Berechnung der Größe der Übersetzung ein«,

Optimal für sehr große Übersetzungen ist ein geringer Unterschied der Innenradien der Reibringe bei annähernd gleichem Querschnitt· Die Drehrichtung der Abtriebswelle ist im Pail r, - χ^ 0 gleich und im Fall r. - r-o> ο entgegengesetzt der der Antriebswelle.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausfuhrungsbeispiel näher erläutert v/erden»

Dem Ausfuhrungsbeispiel wird ein erfindungsgemäßes Reibradgetriebe mit zylindrischen, nichtabgestuften Reibrollen 5 zugrundegelegt, in gleichfalls erfindungsgemäßen Ausführungen von Reibradgetrieben können diese auch zylindrisch abgestuft sein

Dabei stellen dar:

Figur 1 Schnitt C-D durch ein erfindungsgemäßes Reibradgetriebe .

Figur 2 Schnitt A-B durch ein erfindungsgemäßes Reibradgetriebe

In einem Gehäuse 1 sind die Antriebswelle 2 und die Abtriebswelle 3 zueinander fluchtend drehbar gelagert. Der Steg 4 hält die beispielsweise drei Reibrollen 5_? das sind relativ starre Reibrollen unterschiedlicher Ausführung, beispielsweise auch Wälzlager, in ihrer· Lage

im gleichmäßigem Y/inkelabstand um die Antriebswelle. An ihrem Außenumfang werden die Reibrollen 5 durch zwei elastische Reibringe 6 und 7 umschlossen. Der elastische Reibring 6 ist durch radial bewegliche Zungen 8 mit dem Gehäuse 1 drehfest verbunden, während der elastische Reibring 7 durch radial bewegliehe Zungen 9 mit einer Scheibe 10 drehfest verbunden ist. Die Scheibe 10 ist wiederum drehfest mit der Abtriebswelle 3 drehfest verbunden. Zur drehfesten und radial beweglichen Befestigung der elastischen Reibringe 6 und 7 am Gehäuse 1 bzw. an der Scheibe 10 können auch andere bekannte und geeignete Elemente vorgesehen werden. Die Abmessungen der elastischen Reibringe 6 und 7 sind derart, daß sie an den Berührungsstellen mit den Reibrollen 5 leicht radial verformt werden, und durch ihre Eigenelastizität die Reibrollen 5 in eine kraftschlüssige Anlage an die Antriebswelle 2 gedruckt werden. Um das zu ermöglichen, sind die Reibrollen 5 im Steg 4 radial beweglich angeordnet. Im Betrieb wird .den Reibrollen 5 durch das Drehen der Antriebswelle 2 dem Gehäuse 1 gegenüber eine Drehbewegung um die Innenperipherie des elastischen Reibringes 6 erteilt. Durch den geringfügigen Unterschied der Innendurchmesser der elastischen Reibringe 6 und 7 wird dem elastischen Reibring 7 durch die Reibrollen 5 eine Drehbewegung verliehen, die dieser über die Zungen S und die Scheibe 10 auf die Ab triebswelle 3 überträgt.

Das Drehzahlverhältnis und der Drehsinn zwischen An- und Abtriebswelle hängen von dem Verhältnis der Innendurchmesser der elastischen Reibringe 6 und 7 ab. Durch die Wahl Dg > D~ wird der Drehsinn entgegengesetzt, bei Ό^-c D-ist der Drehsinn gleichgerichtet.

Claims

Erfindungsanspruch

1· Reibradgetriebe, insbesondere Umlauf-Reibradgetriebe für sehr große Übersetzungen mit einem zentralen Antriebsrad und mehreren planetenartig um das Zentralrad, beispielsweise eine Antriebswelle angeordneten, in einem Käfig radial verschiebbar gelagerten Reibrädern, die durch eine auf den äußeren Reibradumfang elastisch wirkende Kraft gegen das Zentralrad gepreßt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Reibrollen (5) mit zylindrischer, abgestufter oder nichtabgestufter, vorzugsweise nichtabgestufter und relativ starrer Außenfläche durch zwei nebeneinander angeordnete elastische Reibringe (6) und (7) derart umschlossen werden, daß jede Reibrolle (5) je eine Berührungsstelle mit den elastischen Reibringen (6) und (7) aufweist, daß die elastischen Reibringe (6;7) geringfügig voreinander abweichende Innendurchmesser der Größe aufweisen, daß sie an den Berührungsstellen mit den Reibrollen (5) elastisch leicht verformt sind 'und dadurch den erforderlichen Anpreßdruck auf die Reibrollen (5) er-' zeugen, und daß dem elastischen Reibring (7) eine Differenz der Innenradien der elastischen Reibringe (6;7) ent- , sprechende minimale Drehbewegung erteilt wird, wobei ein elastischer Reibring (6) durch, bekannte, radial bewegliche Befestigungsmittel, beispielsweise mehrere Zungen (8) drehfest mit dem Gehäuse (1) und ein zweiter elastischer Reibring (7) durch radial bewegliche Zungen (9) drehfest mit einer Scheibe (10) und diese wiederum mit der Abtriebswelle (3) verbunden ist.

.2. Reibradgetriebe nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in einer möglichen erfindungsgemäßen Ausführung die Reibrollen (5) zylindrisch abgestuft sind,, wobei einer der elastischen Reibringe (6;7)"die größeren Durchmesser der Reibrollen (5) und der)andere die kleineren elastisch verformt derart umschließt, daß die Differenzen aus den äußeren Abrollbahnen der zylindrisch abgestuften Reib-r rollen (5) und der V/eglängen dei zugehörigen Innenbahnen der elastischen Reibringe (6;7) sich geringfügig voneinander unterscheiden.

3. Reibradgetriebe nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß die; Differenz der Differenzen aus den äußeren Abrollbahnen der Reibrollen (5) und den zugehörigen Weglängen der Innenbahnen der elastischen Reibringe (6;7) ausschlaggebend für die Größe der Übersetzung derart ist, daß mit kleiner werdender Differenz die Übersetzung ansteigt.

4· Reibradgetriebe nach Punkt 1 bis 3» gekennzeichnet dadurch, daß die von den elastischen Reibringen (6j7) auf die Reibrollen (5) ausgeübten Andrückkräfte, um möglichst große Drehmomente übertragen zu können, annähernd gleich sind.

5. Reibradgetriebe nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehrichtung der Abtriebswelle (3) mit der Antriebswelle (2) übereinstimmt, wenn der Innendurchmesser des elastischen Reibringes (7) größer ist als der des Reibringes (6) und entgegengerichtet, wenn der Innendurchmesser des elastischen Reibringes (7) kleiner ist als der des elastischen Reibringes (6).