DE102016225070A1

DE102016225070A1 - Antriebsvorrichtung zum Übertragen von Linearkräften

Info

Publication number: DE102016225070A1
Application number: DE102016225070.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe Kusian; Jens Schischke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21

Abstract

Antriebsvorrichtung zum Übertragen von Linearkräften, vorzugsweise mittels einer Gliederkette (1), die eine Vielzahl von Kettengliedern (2) aufweist, deren zueinander benachbarte Kettenglieder (2) mittels Verbindungselementen, vorzugsweise Kettenbolzen (3) miteinander verbunden sind und mit einem die Gliederkette (1) antreibenden Element, wobei das die Gliederkette (1) antreibende Element als Schneckenrad (4) ausgebildet ist und wenigstens ein Kettenbolzen (3) der Gliederkette (1) zur Übertragung einer Drehbewegung des Schneckenrades (4) in eine Linearbewegung der Gliederkette (1) in die Nuten (5) des Schneckenrades (4) hineinragt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Übertragen von Längskräften, vorzugsweise von Schubkräften gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige zum Beispiel aus der Schrift DE 10 2006 002 922 A1 bekannte Kettenantriebe werden vorzugsweise als Antriebssysteme für Vertikal- oder Horizontalverfahrbewegungen in der Maschinenbau- oder Automobilindustrie verwendet.
Dazu weist der bekannte Schubkettentrieb eine als Schubkette wirkende Gliederkette auf, deren Kettenglieder durch Verbindungsbolzen miteinander verbunden sind. Der Antrieb der Gliederkette erfolgt mittels eines rotierenden Zahnrades (Kettenrad), welches mit seinen Zähnen in entsprechend geformte Ausnehmungen an den Kettengliedern eingreift und die Gliederkette so während der Drehbewegung des Zahnrades linear antreibt.
Dabei hat die bekannte Antriebsvorrichtung den Nachteil, dass es durch den periodisch einsetzenden Kontakt zwischen den Zähnen des Antriebszahnrades und den Kettengliedern und somit durch die periodisch eingeleiteten Kräfte am Zahneingriff zu sogenannten Polygoneffekten kommt, die insbesondere in bestimmten Frequenzen zu Schwingungen im gesamten Antriebssystem führen.
Diese Schwingungen sind jedoch bei dem Erfordernis einer sehr exakten Einstellbarkeit mittels der Antriebsvorrichtung, zum Beispiel beim Betätigen eines schubmastgetriebenen Scherenhubtisches störend, so dass der bekannte Antrieb hier nicht ausreichend geeignet ist.
Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Polygoneffektes ist ein erhöhter Verschleiß an den Kontaktflächen des Antriebs.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, bei der ein Polygoneffekt sicher vermieden werden kann.
Diese Aufgabe wird dabei mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dazu weist die Antriebsvorrichtung eine Gliederkette auf, deren Kettenglieder mittels Kettenbolzen miteinander verbunden sind, wobei diese Kettenbolzen zum Antrieb der Gliederkette in Längsrichtung, in die Nuten eines als Schneckenrad ausgebildeten Antriebsrades eingreifen. Um dabei Polygoneffekte sicher zu vermeiden sind ständig mindestens zwei Kettenbolzen im Eingriff mit dem Antriebs-Schneckenrad. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Krafteinleitung vom Schneckenrad auf die Gliederkette gewährleistet, wodurch Schwingungen im System sicher vermieden werden können. Dabei können sich auch mehr als zwei Kettenbolzen gleichzeitig im Eingriff mit dem Schneckenrad befinden, wodurch mit der Anzahl der gleichzeitig im Eingriff befindlichen Kettenbolzen die Laufruhe der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung gesteigert werden kann. Die Kettenbolzen ragen dabei mit ihren Enden aus der Ebene der Seitenwand der Gliederkette axial hervor und greifen mit diesen freien Enden in die Nuten des Schneckenrades ein. Dazu sind diese freien Enden der Kettenbolzen als Rolle ausgebildet, mittels derer die Kettenbolzen und somit die gesamte Gliederkette in einer Führung richtungsgeführt werden. Diese Führungen können im Bereich des Schneckenrades, diesem gegenüberliegend angeordnet sein, sind aber auch im Bereich von Richtungsänderungen der Gliederkette vorteilhaft. Zudem sind die Achsen des Schneckenrades und der Kettenbolzen senkrecht zueinander angeordnet. Um hier die Reibung der Bauteile möglichst gering zu halten und die Gliederkette flexibel zu führen, sind die Kettenbolzen relativ zu den Kettengliedern drehbar angeordnet.
Dabei ist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung für sämtliche Gliederketten-Antriebe und ähnliche Fördereinrichtungen geeignet. Aufgrund der reduzierten bzw. nicht vorhandenen Schwingungen eignet sich der erfindungsgemäße Antrieb besonders gut zum Antrieb eines Scheren-Hubtisches.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Zeichnung, der Beschreibung des Ausführungsbeispiels und den Patentansprüchen entnehmbar.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung dargestellt und näher erläutert.
Es zeigt die 1 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Gliederkettenantriebs in einer perspektivischen 3-D-Darstellung von oben.
Der Antrieb weist dabei eine Gliederkette 1 auf, deren benachbarte Kettenglieder 2 mittels drehbar gelagerter Kettenbolzen 3 derart miteinander verbunden sind, dass eine kraftübertragende Bewegung der Gliederkette 1 in Längsrichtung möglich ist. Zudem ist die Gliederkette 1 senkrecht zu den Achsen der Kettenbolzen 3 verformbar und in Längsrichtung steif ausgebildet.
Der Antrieb der Gliederkette 1 erfolgt über ein Schneckenrad 4, dessen Längsachse senkrecht zu den Achsen der Kettenbolzen 3 angeordnet ist. Dazu ragen im Ausführungsbeispiel vorzugsweise 4 Kettenbolzen 3 gleichzeitig in Nuten 5 des Schneckenrades 4. Die Kettenbolzen 3 weisen dazu an ihren axialen Enden im Durchmesser vergrößerte zylindrische Bereiche auf, mit denen sie Rollen 6 bilden, die eine sichere Führung in den Nuten 4 ermöglichen. Zudem ist die Gliederkette 1 über die Rollen 6 an den Kettenbolzen 3 in einer Führungsschiene 7 geführt, die dem Schneckenrad 4 gegenüberliegend angeordnet ist und eine sichere Längsführung gewährleistet.
Zusätzlich zu der, der Längsachse des Schneckenrades 4 parallel angeordneten Führungsschiene 7, ist im Ausführungsbeispiel eine Umlenkführung 8 vorgesehen, über die die Bewegungsrichtung der Gliederkette 1 um ca. 90 Grad in Bewegungsrichtung umgelenkt wird.
Je nach Bedarf können weitere Umlenkführungen gemäß 8 vorgesehen sein, die die Gliederkette, bzw. deren kraftübertragende Bewegungsrichtung um die Achsen der Kettenbolzen 3 umlenken. Dabei kann die Gliederkette 1 Schub- oder Zugkräfte übertragen und in beliebige mechanische Verstelleinrichtungen, zum Beispiel einen Antrieb eines Scheren-Hubtisches eingebaut sein.
Der Antrieb der Gliederkette erfolgt dabei durch die Drehbewegung des Schneckenrades 4, das seinerseits durch mechanische oder elektrische Mittel angetrieben sein kann. Durch die in den Nuten 5 des Schneckenrades 4 geführten Rollen 6 der Gliederkette 1 wird die Drehbewegung des Schneckenrades 4 in eine translatorische Schub- bzw. Zugbewegung der Gliederkette 1 umgewandelt und diese somit in Längsrichtung angetrieben. Dabei erfolgt diese Kraftübertragung vom Schneckenrad 4 auf die Gliederkette 1 und somit deren Antriebsbewegung schwingungsfrei, da im Ausführungsbeispiel vier Kettenbolzen 3 gleichzeitig in die Nuten 5 des Schneckenrades 4 eingreifen.
Auf diese Weise ist es in erfindungsgemäßer Weise möglich, mit einfachen konstruktiven Mitteln einen schwingungsfreien Gliederketten-Antrieb bereitzustellen, der eine stufenlose Frequenzregelung im gesamten Spektrum eines eingesetzten Frequenzumformers ermöglicht.
Bezugszeichenliste

1 -: Gliederkette
2 -: Kettenglieder
3 -: Kettenbolzen
4 -: Schneckenrad
5 -: Nuten am Schneckenrad
6 -: Rollen am Kettenbolzen
7 -: Führungsschiene
8 -: Umlenkführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006002922 A1 [0002]

Claims

Antriebsvorrichtung zum Übertragen von Linearkräften, vorzugsweise mittels einer Gliederkette (1), die eine Vielzahl von Kettengliedern (2) aufweist, deren zueinander benachbarte Kettenglieder (2) mittels Verbindungselementen, vorzugsweise Kettenbolzen (3) miteinander verbunden sind und mit einem die Gliederkette (1) antreibenden Element, dadurch gekennzeichnet, dass das die Gliederkette (1) antreibende Element als Schneckenrad (4) ausgebildet ist und dass wenigstens ein Kettenbolzen (3) der Gliederkette (1) zur Übertragung einer Drehbewegung des Schneckenrades (4) in eine Linearbewegung der Gliederkette (1) in Nuten (5) des Schneckenrades (4) hineinragt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Kettenbolzen (3) ständig im Eingriff mit den Nuten (5) des Schneckenrades (4) stehen.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse des Schneckenrades (4) senkrecht zu den Achsen der Kettenbolzen (3) angeordnet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenglieder (2) drehbar an den Kettenbolzen (3) gelagert sind.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenbolzen (3) an ihren axialen Stirnseiten im Durchmesser vergrößerte zylindrische Bereiche aufweisen, die Rollen (6) bilden, mit denen die Gliederkette (1) über die Kettenbolzen (3) in einer Führung (7,8) richtungsgeführt wird.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gliederkette (1) im Bereich des Schneckenrades (4) auf der dem Schneckenrad (4) abgewandten Seite in einer parallel zur Achse des Schneckenrades (4) ausgerichteten Führung (7) längsgeführt wird.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Verstellmechanik für die Hub- und Senkbewegung eines Scherenhubtisches verbunden ist.