DD143651B1

DD143651B1 - Umlaufreibradgetriebe fuer grosse uebersetzungen

Info

Publication number: DD143651B1
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: 1988-07-06
Also published as: DD143651A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das erf indungsgemaße Umlauf-Reibradgetriebe fur große Übersetzungen, ist besonders als Drehzahlreduziergetnebe zwischen schnellaufenden Motoren und langsam laufenden Maschinen und Aggregaten geeignet.

Spezielle Anwendungsbeispiele bieten sich in Verbindung mit einem Motor beispielsweise beim Antrieb von rotierenden Blasfolienwerkzeugen, rotierenden Kalibriereinnchtungen, Transportketten, Fordereinrichtungen, Kabeltrommeln, Industrierobotern, bei rotativen und linearen Positioniereinrichtungen u ν m im Maschinen-, Anlagen- und Geratebau

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Es sind bereits Umlauf-Reibradgetriebe bekannt Durch sie sollen die Nachteile herkömmlicher Reibradgetriebe behoben werden, welche darin bestehen, daß die Lager eine geringe Lebensdauer aufweisen, 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 Losungen von Umlauf-Reibradgetrieben bestehen im wesentlichen dann, daß symmetrisch um ein Zentralrad angeordnete Reibrader durch einen äußeren Ring an das Zentralrad angepreßt werden, wobei der Ring oder die Reibrader elastisch verformbar sind und aus hartelastischem Material bestehen

Bei einem aus der DE-OS 2160307 bekannten Umlauf-Reibradgetnebe mit relativ starren Reibradern und einem mit dem Gehäuse drehfest verbundenen, elastisch verformbaren äußeren Ring besteht der Nachteil dann, daß die größtmögliche Übersetzung durch die gewählte Bauform auf ca 1 14 und damit auch der Einsatz dieses Getriebesauf kleinere Übersetzungen begrenzt ist

Sehr große Übersetzungen sind nur durch mehrere hintereinandergeschaltete Stufen möglich, was wiederum ein relativ großes Bauvolumen erfordert Außerdem ist die Große des übertragbaren Momentes durch die mögliche Pressung zwischen den Reibradern einer Paarung beschrankt Eine Erweiterung auf mehrere Paarungen wurde den Bauaufwand durch die steigende Anzahl erforderlicher Übertragungsglieder erheblich steigern

Eine andere bekannte Losung gem DE-OS 1808254 mit elastisch verformbaren Reibradern, die mit Stutzradern und relativ starren Außenringen gepaart sind, hat den Nachteil, daß der Bau- und Fertigungsaufwand sowie das Bauvolumen durch die recht komplizierte zweistufige Hohlzylinder-Bauform der Reibrader 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 Reibrader wirkt sich die hohe Frequenz der Biegewechselbeanspruchung des federndes Randes nachteilig auf die Lebensdauer der Reibrader aus Elastische Reibraderweisen gegenüber der erfindungsgemaßen Losung, bezogen auf die Formanderungsarbeit, unter sonst gleichen Bedingungen durch die höhere Beanspruchung eine größere Verlustenergie· auf Sie ist um den Quotienten „Radius des Ringes zum Radius des Reibrades" großer Die Rollreibungsverluste sind, bedingt dureh die Durchmesserverhaltnisse, ebenfalls großer Damit sind auch der Übertragung größerer Drehmomente recht enge Grenzen gesetzt

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht dann, die Nachteile der bekannten technischen Losungen zu beseitigen und ein konstruktiv einfaches Reibradgetriebe fur sehr große Übersetzungen und mit kleinem Bauvolumen sowie guten Gebrauchseigenschaften bei geringem ökonomischem und Fertigungsaufwand 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 Fertigungsaufwand 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 vorzugsweise gewählten Lösung mit Reibrollen nicht abgestuften Durchmessers voneinander geringfügig unterscheiden und der eine elastische Reibring mit dem Getriebegehäuse, der andere elastische Reibring mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist.

Bei Betrieb wandern die elastischen Deformationen der elastischen Reibringe, d. h. die Kontaktstellen mit den Reibrollen, mit der Umfangsgeschwindigkeit der Reibrollen auf der äußeren ringförmigen Abrollbahn der Reibrollen, die gerinfügig 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 nahezu ausschließen, wobei zu beachten ist, daß die Pressung an den Kontaktflächen Reibrollen-Zentralrad bzw. Antriebsrad den zulässigen Wert nicht übersteigt.

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 ansteigt.

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 Lauf 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:

. _ U (ri + r₃)

ΙΊ (r₄ - r₃)

wobei die Differenz r₄ - r₃ Φ 0 entscheidenden Einfluß auf die Größe der Übersetzung hat. In der Beziehung bedeuten:

i — Größe der Übersetzung

r, — Radius des Zentral- bzw. Antriebsrades

r₃ — Radius des mit der Abtriebswelle drehfest verbundenen elastischen Reibringes r₄— Radius des mit dem Gehäuse drehfest verbundenen elastischen Reibringes.

Um möglichst große Momente übertragen zu können, sind die elastischen Reibringe so auszulegen, daß sie auf die Reibrollen 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 Fall r₄ - r₃ < 0 gleich und im Fall r₄ - r₃ > 0 entgegengesetzt der der Antriebswelle.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Dem Ausführungsbeispiel 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—8 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 gleichmäßigen Winkelabstand um die Antriebswelle. An ihrem Außenumfang werden die Reibrollen 5 durch zwei elastischen 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 bewegliche Zungen 9 mit einer Scheibe 10 drehfest verbunden ist. Die Scheibe 10 ist wiederum drehfest mit der Antriebswelle 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 gedrückt 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 durch die Reibrollen 5 eine Drehbewegung verliehen, die dieser über die Zungen 9 und die Scheibe 10 auf die Abtriebswelle 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 D₆ > D₇ wird der Drehsinn entgegengesetzt, bei D₆ < D₇ wird der Drehsinn gleichgerichtet.

Claims

1. Umiauf-Reibradgetriebe fur große Übersetzungen mit einem zentralen Antriebsrad und mehreren planetenartig um das Zentralrad in einem Käfig radial verschiebbar gelagerten zylindrischen Reibradern mit konstantem oder abgestuftem Durchmesser, die von elastisch verformten Reibringen umschlossen und gegen das Zentralrad gepreßt werden gekennzeichnet dadurch, daß ein Reibring (6) durch bekannte radial bewegliche Befestigungsmittel (8) mit dem Gehäuse (1) und der zweite Reibring (7) drehfest mit einer Scheibe (10) und diese wiederum mit der Abtriebswelle (3) verbunden ist, wobei sich die Differenzen aus den äußeren Abrollbahnen der Reibrader und den Weglangen der zugehörigen Innenbahnen der elastischen Reibringe geringfügig voneinander unterscheiden.

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