-
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Schubkette mit Kettengliedern, die durch Gelenke miteinander verbunden sind und Anschlagflächen aufweisen, wodurch beim Anschlag eine gerade Ausrichtung der Kettenglieder erfolgt, aber die Kettenglieder bei Wegbewegung von den Anschlagflächen zueinander verschwenkbar sind und wobei die Schubkette mittels des Antriebs in und entgegen einer Schubrichtung bewegbar ist, wobei der Antrieb aus mindestens einem angetriebenen Rad besteht, das auf mindestens einer Antriebsfläche der Kettenglieder läuft, wobei Radumfang und Antriebsfläche eine Reibung aufweisen und wobei eine Anordnung zur Aufbringung einer Gegenkraft zur Anpreßkraft des Rads vorgesehen ist.
-
Schubketten werden vielfach als Kraftübertragungsglieder eingesetzt, wobei diese insbesondere Bereiche überspannen müssen, in denen sie langgestreckt und in der Regel ungeführt verlaufen. Über einen Antrieb wird eine Kraft auf die Kette aufgebracht, die vorwiegend in einer Schubrichtung auf ein an die Kette angeschlossenes Element übertragen wird. Bekannte Antriebe sind meist Ritzelantriebe, bei denen mindestens ein Ritzel in eine Schubkette eingreifend diese antreibt, wobei im Eingriffsbereich des oder der Ritzel eine Gegenkraft, meist in Form einer Kulissenführung die Schubkette im Eingriffsbereich hält.
-
Ein häufiger Anwendungsbereich sind Hebebühnen, die beispielsweise von mehreren Schubketten getragen werden können, welche durch die Anzahl und eine sich gegenseitig stützende Anordnung der Schubketten in stabiler Weise die gewünschte Höhenposition einnehmen. Denkbar ist aber auch der Einsatz einer Schubkette und die Gewährleistung einer waagerechten Ausrichtung der Hebebühne in allen Positionen durch entsprechend ausgebildete Führungsvorrichtungen. Beispielsweise ist ein scherenartiges Hebelgestänge aus der
JP 2002-054 694 A bekannt.
-
Alle Antriebe mit Ritzeln haben den Nachteil, daß ein Zahnrad, das mit einer zahnstangenartigen Ausgestaltung der Schubkette zusammenwirkt, einen sich während des Eingriffs eines Zahns verändernden Wirkhebel zum Einsatz bringt, da der Kraftübertragungspunkt auf der Zahnflanke während eines Zahneingriffs in radialer Richtung wandert. Dadurch entsteht eine ungleichmäßige Bewegung, die als Polygoneffekt bezeichnet wird.
-
Es gibt Anwendungen von Schubketten, bei denen eine solche ungleichmäßige, etwas ruckelnde Bewegungen unerwünscht sind, beispielsweise höhenverstellbare Theaterbühnen.
-
Um dieses Problem zu lösen, wird von der
EP 2 520 827 A2 ein Antrieb der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem die Kettenglieder der Schubkette derart mit einem Außengewinde versehen sind, daß sie bei gerader Ausrichtung eine Spindel bilden, welche durch ein drehbares Element mit Innengewinde in ihrer Höhe verstellbar ist, ohne daß ein Polygoneffekt auftritt. Der Aufwand für die Herstellung der spindelartigen Schubkette ist hoch und teuer, insbesondere wegen der Präzision, mit der die Kettenglieder zur Erzielung des Spindelgewindes aus lauter aneinandergereihten Einzelgewinden mit exakt fluchtenden Gewindegängen aneinandergefügt werden müssen. Weitere Nachteile sind die Verschleißanfälligkeit der vorgenannten präzisen Aneinanderreihung der Kettenglieder, da das Fluchten der Gewindegänge durch Verschleiß der Gelenke der Kettenglieder verlorengeht. Ein unbeabsichtigter Rücklauf der Schubkette ist wegen des Spindelgewindes oder wegen des ebenfalls vorgesehenen Schneckengetriebes nicht möglich. Die begrenzte Hub- oder Absenkgeschwindigkeit bei einem solchen Spindel- oder Schneckenantrieb ist jedoch bei machen Anwendungen von Nachteil.
-
Aus der
CH 257 200 A ist ein Antrieb für eine Schubkette der eingangs genannten Art bekannt, bei der durch den Einsatz von Reibrädern, die mittels Reibung auf die Kettenglieder der Schubkette einwirken, ebenfalls ein Polygoneffekt vermieden wird, jedoch eine hohe Stellgeschwindigkeit möglich ist. Allerdings ist keine Vorrichtung zur Verhinderung eines unbeabsichtigten Rücklaufs vorgesehen.
-
-
Der Grundgedanke solcher Ausgestaltungen ohne Polygoneffekt besteht darin, statt der üblichen formschlüssigen Antriebe den Antrieb kraftschlüssig auszugestalten, wobei dies auch Profilierungen zur Erhöhung der Reibung zwischen dem mindestens einen Rad und der mit diesem zusammenwirkenden Antriebsfläche auf den Kettengliedern einschließt. Durch den Verzicht auf eine Formschlüssigkeit zwischen dem oder den Antriebsrädern und der oder den Antriebsflächen der Schubkette wird ein gleichmäßiges Abrollen ohne Polygoneffekt möglich und es sind auch hohe Stellgeschwindigkeiten erzielbar. Bei Schubketten besteht die Gefahr eines unbeabsichtigten Rücklaufs, was insbesondere bei Hebebühnen folgenschwer sein kann, vor allem, wenn keine größeren Übersetzungen den Rücklauf bremsen.
-
Diese Gefahr wird nach einem Vorschlag der
DE 103 52 130 A1 dadurch vermieden, daß die Antriebsräder über selbsthemmende Schneckengetriebe erfolgen. Dies beinhaltet jedoch eine sehr starke Übersetzung, so daß auch hier hohe Stellgeschwindigkeiten nicht möglich sind.
-
Im Stand der Technik sind auch andere Rücklaufsperren für linear angetriebene Elemente bekannt, wie beispielsweise eine Klinkensperre, die gemäß der
DE 25 40 547 A1 bei einer Achterbahn verhindert, daß Fahrzeuge rückwärts ins Tal rasen können. Dazu dienen sägezahnförmige Raster, in die eine Klinke eingreift, die sich über die gesamte Bergstrecke erstrecken müssen. Würde man dies auf eine Schubkette übertragen, müßte entlang der ganzen Schubkette ein solches sägezahnförmiges Raster vorgesehen sein, was ein relativ hoher Aufwand wäre.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine Schubkette der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß bei einfachem Aufbau und möglicher hoher Stellgeschwindigkeit eine Stellbewegung ohne unbeabsichtigten Rücklauf möglich ist.
-
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Rad, das auf der Schubkette läuft, mit einem Freilauf, der als ausschaltbare Rücklaufsperre dient, ausgestattet ist.
-
Es folgen zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung:
Die Anordnung zur Aufbringung der Gegenkraft ist zweckmäßigerweise ein zweites Rad, das auf einer der Antriebsfläche der Kettenglieder gegenüberliegenden Fläche läuft. Auf diese Weise wird auch bei hoher Anpreßkraft der Räder an die Schubkette ein sehr leichtgängiger Antrieb erzielt. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn das zweite Rad ebenfalls angetrieben ist und die Fläche für dieses zweite Rad ebenfalls als Antriebsfläche dient. Auf diese Weise wird auch eine gleichmäßige Kraftbeaufschlagung auf die Schubkette erzielt. Dabei wird vorzugsweise ein viereckiger Querschnitt der Kettenglieder vorgesehen, um gegenüberliegende Flächen für die beiden Räder verfügbar zu haben.
-
Vorzugsweise besteht der Radumfang des oder der antreibenden Räder und möglicherweise auch die mit diesen zusammenwirkenden Antriebsflächen aus einem elastischen Material, da dabei eine hohe Reibung erzielbar ist. Dabei können diese Räder auch bereift sein, beispielsweise könnte man bei entsprechend großen Schubketten auch bereifte Autoräder verwenden.
-
Bezüglich des Freilaufs kann vorgesehen sein, daß das erste und/oder das zweite Rad einen aus- oder umschaltbaren Freilauf aufweist. Dies reicht in der Regel aus, da bei der hohen Reibung und der Kraft und Gegenkraft durch die beiden Räder ein Hindurchgleiten der Schubkette zwischen den Rädern ausgeschlossen ist.
-
Es ist aber auch möglich, daß mindestens ein weiteres Rad mit der Schubkette durch Eingriff oder Reibung in Wirkverbindung steht und mit dem umschaltbaren Freilauf ausgestattet ist. Dazu könnten beispielsweise die beiden anderen gegenüberliegenden Flächen eines viereckigen Querschnitts der Kettenglieder genutzt werden. Will man sich bezüglich eines befürchteten Hindurchgleitens der Schubkette zwischen den Rädern absolut sicher sein, so kann auch vorgesehen sein, daß das zweite Rad oder das mindestens eine weitere Rad ein nicht angetriebenes Zahnrad ist und als Rücklaufsperre mit einem Freilauf ausgestattet ist, der selbstverständlich ebenfalls aus- oder umschaltbar sein muß. Da es sich dabei um ein nichtangetriebenes Zahnrad handelt, tritt auch kein Polygoneffekt auf.
-
Da der Antrieb kraft- und nicht formschlüssig ist, sollte zweckmäßigerweise eine Vorrichtung zur Vermeidung eines seitlichen Ausweichens der Schubkette im Bereich des Antriebs vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß die Antriebsfläche oder der Radumfang als Oberflächenstruktur mit komplementären Eingriffsprofilen als Vertiefungen und Erhöhungen ausgebildet sind. So können die Querschnitte in radialer Richtung als konkave und konvexe Querschnitte ausgebildet sein, beispielsweise als in eine Rinne eingreifende Rolle oder umgekehrt oder es kann an einer Fläche – dem Radumfang oder der Antriebsfläche – eine oder mehrere Randbegrenzungen vorgesehen sein. Möglich ist jedoch auch eine Profilierung von mindestens einer der beiden Flächen – Radumfang und Antriebsfläche – als fischgrät- oder bogenförmig ausgestaltete Profilierung, welche die Schubkette immer wieder auf dem mindestens einen Rad zentriert. Dabei sollte natürlich ein formschlüssiges Ineinandergreifen der Profilierungen, welches einen Polygoneffekt erzeugen könnte, vermieden werden. Eine andere Möglichkeit zur Vermeidung eines seitlichen Ausweichens der Schubkette würde darin bestehen, daß seitlich auf diese wirkende Führungen vorgesehen sind, beispielsweise seitlich zum Antrieb plazierte Rollen, die die Schubkette führen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie schematischer Einzeldarstellungen erläutert. Es zeigen
-
1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
2 komplementäre Eingriffsprofile von Antriebsflächen und Antriebsrädern und
-
3 einen Schnitt durch eine Ausführungsform mit viereckigem Querschnitt der Kettenglieder.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Antrieb 1 der Schubkette 2 sowohl durch ein als Antriebsrad dienendes erstes Rad 7 als auch durch ein ebenfalls als Antriebsrad dienendes zweites Rad 7' erfolgt. Dabei weist der Radumfang 8 sowohl des ersten Rades 7 als auch des zweiten Rades 7' eine hohe Reibung zu den Antriebsflächen 9 auf, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel auch die der Antriebsfläche 9 des ersten Rades 7 gegenüberliegende Fläche 10 als Antriebsfläche 9 dient. Auf diese Weise werden Anpreßkraft 11 und Gegenkraft 12 durch die beiden Räder 7, 7' erzeugt.
-
Die beiden Räder 7, 7' können je nach Drehrichtung 18 die Schubkette 2 in Schubrichtung 6 transportieren oder entgegen der Schubrichtung, wie dies der Pfeil 24 zeigt. Um ein unbeabsichtigtes Absenken der Schubkette 2 zu vermeiden, ist/sind eines oder beide Räder 7, 7' mit einem Freilauf ausgestattet, der für die Bewegung entgegen der Schubrichtung 24 ausschaltbar ist. Ein solcher Freilauf kann jedoch auch an weiteren Rädern 7'' vorgesehen sein. Diese können an der gezeichneten Vorderseite und an der Rückseite angeordnet sein, und dabei gleichzeitig als Führungsrollen 23 eine Vorrichtung 14 zur Vermeidung eines seitlichen Ausweichens der Schubkette 2 sein. Denkbar sind auch weitere Führungsrollen 23 sowie eine Kurvenführung 22 für die Schubkette 2, um diese beispielsweise aus einem Speicher zuzuführen oder als endloses Band zu betätigen.
-
Die Kettenglieder 3 der Schubkette 2 sind in üblicher Weise mit Gelenken 4 ausgestattet und weisen Anschlagflächen 5, 5' auf, die dafür sorgen, daß beim Anschlag dieser Anschlagsflächen 5, 5' eine gerade Ausrichtung der Kettenglieder 3 erfolgt, jedoch eine Schwenkung zur anderen Seite möglich ist, um die Schubkette 2 in einer Kurve zu führen. Die Kettenglieder 3 können auch noch mit Verriegelungen ausgestattet sein, damit eine gerade Ausrichtung der Kettenglieder garantiert ist und nur nach einer vorherigen Entriegelung eine Schwenkung zur Führung in einer Kurve möglich ist.
-
2 zeigt komplementäre Eingriffsprofile 16 an einem Radumfang 8 und einer Antriebsfläche 9. Dabei kann jede dieser Flächen konkav ausgebildet sein und die Gegenfläche in einer entsprechenden konvexen Form, so daß durch das Ineinandergreifen der Oberflächenstrukturen 15 eine Vorrichtung 14 zur Vermeidung eines seitlichen Ausweichens der Schubkette 2 im Antriebsbereich entsteht.
-
3 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform mit einem viereckigem Querschnitt 17 der Kettenglieder 3. Durch diesen viereckigen Querschnitt 17 liegen die Antriebsfläche 9 und die gegenüberliegende Fläche 10, die ebenfalls als Antriebsfläche 9 dienen kann, gegenüber und die Schubkette 2 wird durch die Anpreßkraft 11 des Rades 7 und die Gegenkraft 12 des Rades 7'' sicher geführt. Der viereckige Querschnitt 17 garantiert einerseits eine hohe Stabilität der einzelnen Kettenglieder 3, andererseits eine hohe Tragfähigkeit der Anschlagflächen 5, 5'. Wird eine Seite des Vierecks für die Unterbringung der Gelenke 4 (siehe 1) benötigt, so verbleibt der eine U-Form bildende größte Teil des Vierecks für die Anschlagflächen 5, 5'.
-
Als eine Vorrichtung 14 zur Vermeidung eines seitlichen Ausweichens der Schubkette 2 ist eine seitlich wirkende Führung 25 vorgesehen. Dies könnte auch eine Gleitführung sein. Vorzugsweise sind es jedoch – wie dargestellt – als Führungsrollen 23 dienende weitere Räder 7''. Diese seitliche Führung 25 ist zweckmäßigerweise auf einer Ebene mit den Antriebsrädern 7, 7' angeordnet, dies ist hier die Ebene des Schnitts durch ein Kettenglied 3, welcher schraffiert dargestellt ist.
-
Diese Ausführungsbeispiele sind selbstverständlich nur beispielhaft, es wäre beispielsweise auch möglich, eine Schubkette 2 mit zwei Paaren von Rädern 7, 7' – also an allen vier Seiten – anzutreiben. Die Kettenglieder 3 können auch auf andere Weise ausgebildet sein, wobei jedoch Anpreßkraft 11 und Gegenkraft 12 aufgebracht werden müssen und ein seitliches Ausweichen der Schubkette 2 im Bereich des Antriebs 1 vermieden werden muß. Wesentlich ist bei allen Ausgestaltungsmöglichkeiten lediglich, daß eine kraftschlüssige Wirkverbindung zwischen Antrieb 1 und Schubkette 2 besteht, wobei zwar Profilierungen der Antriebselemente vorgesehen werden können, jedoch ein Polygoneffekt vermieden werden muß.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Antrieb
- 2
- Schubkette
- 3
- Kettenglieder
- 4
- Gelenke
- 5, 5'
- Anschlagflächen
- 6
- Pfeil: Schubrichtung
- 7
- erstes Rad (Antriebsrad)
- 7'
- zweites Rad (mögliches Antriebsrad)
- 7''
- weitere Räder
- 8
- Radumfang
- 9
- Antriebsfläche
- 10
- gegenüberliegende Fläche
- 11
- Pfeil: Anpreßkraft des Rads
- 12
- Pfeil: Gegenkraft
- 14
- Vorrichtung zur Vermeidung eines seitlichen Ausweichens
- 15
- Oberflächenstruktur mit Vertiefungen und Erhöhungen
- 16
- komplementäres Eingriffsprofil
- 17
- viereckiger Querschnitt
- 18
- Doppelpfeil: Drehrichtungen der Antriebsräder
- 22
- Kurvenführung der Schubkette
- 23
- Führungsrollen
- 24
- Pfeil: Bewegung entgegen der Schubrichtung
- 25
- seitlich wirkende Führungen
