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Druckelemente und Energiespeicher zur Erzeugung der Anpreßkräfte
für die Rollringe an Rolringgetrieben Die Erfindung betrifft Druckelemente und Energiespeicher
zur Erzeugung der Anpreßkräfte für die Rollringe an Rollringgetrieben, wobei das
einzelne Rollringgetriebe im wesentlichen aus einem Gehäuse besteht, in dem ein
oder mehrere Rolringe verstellbar gelagert sind, die kraftschlüssig mit einem Teil
ihrer Innenmantelfläche an einer durch die Rollringe hindurchgeführten rottierenden
Welle angreifen und bei Abweichung von der Parallelität der Wellenachse zur Achse
der Rollringe eine lineare Bewegung das Getriebegehäuses verursachen.
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Die Leistung derartiger Getriebe ist von der Geschwindigkeit im Wälzpunkt
and von der Kraft abhängig, die durch sie übertragen wird. Während die Geschwindigkeit
bei derartigen Getrieben leicht veränderlich gemacht und beherrscht werden kann,
liegen die Verhältnisse bei den Übertragungskräften wesentlich ungünstiger. Sie
zu beherrschen und auch der Last anzupassen ist in erhöhtem Maße erforderlich, da
die Größe der Übertragungkraft von den Anpreßdrücken zwischen den Wältkörpern abhängig
ist.
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Auch wenn es gelingt, durch geeigneze Werkstoffwahl für die Wälzkörper
(Rollringe und Welle) die Abnutzung auf den Wälzbahnen zu verringern, so ist es
trotzdem erwünscht, die Anpreßdrücke und somit denVerschleiß so gering wie möglich
zu halten. Außerdem wird der Wirkungsgrad bei zunehmenden Anpreßdrucken immer niedriger.
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Oft ist es auch erforderlich, das zu übertragende Drehmoment zu begrenzen,
um Maschinenteile vor Zestörung zu schützen, z.B. wenn an Maschinen unvorhergesehene
Widerstände auftreten.
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Für solche Zwecke werden im allgemeinen Rurtschkupplungen in das Antriebssystem
eingebaut, die auf ein maximales Drehmoment eingestellt sind. Mit bestimmten Kupplungen
(Schaltkupplungen) kann nach bedarf der eigentliche Antrieb von der Maschine oder
dergleichen rasch gelöst werden, wenn z.B. Verstellungen, Überprüfungen oder sonstige
Änderungen vorgenommen werden solen. Der dafür erforderliche Aufwand ist jedoch
recht erheblich.
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Bei den bekannten Rollringgetrieben ist die Verwendung derartiger
Kupplungen aus mehreren Gründen nicht zweckmäßig. So sind diese Getriebe keine der
üblichen Leistungsgetriebe, sondern in der Hauptsache Schubgetriebe für Linearbewegungen.
Die Schubgeschwindigkeit bei diesen Getrieben wird hauptsächlich durch Verstellung
der Rollringe erreicht, wobei der Verstellbereich von der Schubgeschwindigkeit Null
bis zu einem durch die mögliche Winkelverstellung der Rollringe und der vorgegebenen
Drehzahl der Welle bestimmten Maximalwert reicht. Es ist also in zweifacher Hinsicht
möglich, die Schubbewegung auf den Wert Null
zu. bringen, einmal
durch Stillsetzen der Welle oder durch Nullstelung der Rollringe.
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Es ist aber nicht zweckmäßig, die Welle längers Zeit bei Nulstellung
der Roliringe- laufen zu lassen, da dann durch den Kraftschluß zwischen Rollringen
und Welle leicht Be-Schädigungen an den Wälzhähnen auftreten.
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Andererseits ist es oft erforderlich, die Welle weiter laufen zu lassen
und die Schubbewegung des Getriebes trotzdem auszuschalten.
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Da der Kraftschluß zwischen Rollringen und Welle ueber an einzelnen
Rollringen über Druck elemente angreifende Energiespeicher, wie Schraubenfedern,
Tellerfedern, Blattfedern oder ähnliche Energiespeicher hergestellt wird, bleibt
die Anpreßkraft immer gleich groß, auch wenn die Schublast dies nicht verlangt.
Dieser Umstand ist nachteilig, da hierdurch ein vermeidbarer Verschleiß auftritt.
Andererseits besteht ein weiterer Nachteil der bekannten Rollringgetriebe darin,
daßim Bedarfsfall der Kraftschluß zwischen Rollringen und Welle nicht schnell aufgehoben
werden kann. -Zweck der Erfindung ist t es, die genannten Nachteile durch geeignete
Energiespeicher und Druckelemente zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Energiespeicher und
Druckelemente zu schaffen, die einerseits eine von der Schublast abhängige Anpreßkraft
aufbringen und anderergeite die schnelle Aufhebung des Kraftachlusses zwischen
Welle
und Rollringen ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß als Energiespeicher
zur Erzeugung der Anpreßkraft für die Rollringe vorgespannte Federpakete, Blattfedern,
Differentialfedern oder andere elastische, eine ähnliche Pedero-harakteristik aufweisende
Elemente, wie Gummipakete oder Pneumatikzylinder vorgesehen sind, denen zur Verstärkung
oder Verminderung der tiber Druckelemente an den Rollringen aqngreifende Druckkräfte
lastabhängige, auf die Energiespeicher in diesem Sinne einwirkende Hebel zugeordnet
sind, wobei zur schnellen Aufhebung des Kraftschlusses zwischen Rollringen und Welle
selbständige, an den Energiespeichern angreifende oder kombiniert mit den laetabhängigen
Hebeln gekoppelte Freigangsschalter vorgesehen sind.
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Weiterhin sicht die Erfindung vor, daß die Freigangschalter aus mit
Hebelarm versehenen Druckschrauben, Nocken oder Exzentern bestehen, wobei der Schwenkwinkel
der Hebelarms in der Regel nicht mehr als 900 betrugt.
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Die neue uabildung der Energiespeicher in Verbindung mit der lastabhängigen
Beaufschlagung derselben und die Anordnung von Freigangsschalern bringt eine erhebliche
Verbeeserung der Rollringgetriebe mit, sich und erweitert deren Anwendungsgebiet
erheblich. Durch die lassbhängige Erzeugung der Sohubkrait wird einmal der Wirkungsgrad
des Getreibes verbessert und zum anderen der Verschleiß vermindert. Die Freigangschaltung
ermöglicht ein schnelles
Stillsetzen des Schubvorganges, ohne Veränderung
der Winkelstellung der Rollringe unter Aufhebung des Kraftschlußsen zwischen Rollringen
und Welle. Besonders vorteilhaft ist dabei der Umstand, daß das Getriebe bei stillstehender
Welle axial auf dieser verschoben werden kann, was für das Aufwickeln von Kabeln
oder Seilen besonders wichtig ist.
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Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es
bedeuten: Fig. 1: den Längsschnitt durch ein Rollringfetriebe mit drei Rollrigen,
von denen einer der Rollringe durch einen Energiespeicher über ein Druckelement
radial beaufschlagt ist, Fig. 2: eine Einzelheit nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
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Fig. 3: die Sietenansicht eines Rollringgetriebes mit Freigangschaltung
und Winkelverstellung für die Rollringe, Fig. 4: die Stirnansicht nach Fig. 3 teilweise
im Schnitt, Fig. 5; die Stirnansicht eines Rollringgetriebes mit einer Blattfeder
als Energiespeicher und einem und einem als Nocken ausgebildeten Freigangschalter,
Fig. 6: einen Teil des Rollringgetriebegehäuse mit einem als Differentielfeder ausgebildeten
Energiespeicher in perspektivischer Darstellung,
Fig. 7: ein Rollringgetriebe
mit lastabhängigem Hebel-und Freigangschaltung kombiniert, Fig. 8: ein Rollringgetriebe,
bei dem ein Teil der Gehäusewandung als Energiespeicher ausgebildet ist.
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Nach Fig. 1 besteht das Rollringgetriebe aus dem Gehäuse 1, an dem
drei Rollringe 2; 3; 4 axial hinteeinander angeordnet sind. Die Rollringe 2; 3;
4 sind aus Wälzlagen gebildet und mittels an den Außenringen der Wälzlager befestigten
Zapfen 2'; 3'; 4' um eine senkrecht durch ihre Achsmitte gehende Achse drehbar im
Gehäuse 1 gelagert.
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Zentrisch durch das Gehäuse 1 und durch die Rollringe 2; 3; 4 ist
eine Welle 5 gefuhrt. Der mittlere Rollring 3 wird eine auf seinem Zapfen 3' als
Energiespeicher 6 angeordnete vorgespannte Druckfeder mit einem Teil seiner Innenmantelfläche
gegen die Welle 5 gedrückt. Die beiden anderen Rollringe 2; 4 sind in Richtung der
Achszapfen 2'; 4' unverschiebbar gelagert, so daß zwischen Welle 5 und den beiden
Rollringen 2; 4 ebenfalls ein Kraftschluß entsteht, wobei der mittlere Rollring
3 die Kraft und die beiden Rollringe 2; 4 die Reaktionkräfte aufbringen. Selbstverständlich
sind dabei die Achsmitten der Rollringe mit der Achsmitte der Welle 5 nicht deckungsgleich
sondern seitlich dazu verschoben. Die Rollringe 2; 3; 4 sind durch nicht dargestellte
Gestänge miteinander verbunden und können gemeinsam un die Achszapfen 2'; 3'; 4'
verdreht und der Steigungswinkel für die Verschubbewegzbg einge-Stellt werden.
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In der Fig. 2 ist ein Energiespeicher 6 in Form eines .in einem Federgehäuse
7 vorgespannten Federpaketes auf dem Zapfen 3' des Rollringes 3 angeordnet. Das
Federgehäuse 7 stützt sich dabei einerseits gegen den Rollring 3 und andererseits
gegen ein Axialdrucklager 8 ab, das-seineiseits in einer Aussparung des Getriebegehäuses
1 in Richtung auf die Welle 5 verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebung des Axialdrucklagers
8 erfolgt durch eine in eine Gehäuseausdrehung einschraubbare Druckschraube 9. Mit
dieser Druckschraube 9 wird über das Axialdrucklager 8 und das Federgehäuse 7 mit
dem Energiespeicher 6 der Rollring 3 mit einem Teil seiner Innenmantelfläche gegen
die Welle 5 gedriickt und ein Kraftschluß zwischen Rollring 3 und Weller hergestellt.
Durch die Druckschraube 9 kann die durch das Federgehäuse 7 hergestellte Vorspannung
des Energiespeischere 6 vergrößert werden. Die Druckschraube 9 kann, wie in Fig.
2 strichpunktiert angedeutet, mit einem als Freigang schalter 10 ausgebildeten Hebelarm
zum schnellen Einstellen oder Aufheben des Kraftschlusses zwischen Rollring 3 und
Welle 5 versehen sein. Infolge der Vorspannung des Energiespeichers 6 reicht dafür
ein Schwenkwinkel von ca.
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90° aus.
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Besonders vorteilhaft ist die Ausführung nach Fig. 3 und 4.
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Hier ist der mittlere Rollring 3 festgelegt, während der Rollring
2 mit Energiespeicher 6 versehen verschiebbar angeordnet ist. Am Rollring 2 greift
dabei eine Druckschraube 9 zum Einstellen der Vorspannung an, während am Axialdrucklager
8 des Rollringes 4 ein aus einem Hebelam mit kleinem lizonter ausgebildeter Freigangschalter
10 angreift, durch den der Kraftschluß zwischen den Rollringen
2g
3; 4 und der Welle 5 aufgehoben oder eingestellt wird. Der verlängerte Zapfen 3'
des Rollringes 5 ist mit einem sogenannten Sprungschalter 12 fUr die Winkelstellung
der Rollringe versehen.
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Gemäß Fig. 5 wird als Energiespeicher 6 eine r.B. gekrümmte Blattfeder
13 verwendet, die ebenfalls mit einem als Nockenhebel ausgebildeten Freigangschalter
10 gekoppelt ist. mit tels einer Druckschraube 9 kann auch hier die Vorspannung
verstellt werden.
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In Fig. 6 ist als Energiespeicher eine sogenannte Differentialfeder
14 verwendet, die verschiedene geometrische Formen aufweisen kann und wie die Blattfeder
13 als Beispiel außerhalb des Getriebegehäuses 1 angeordnet ist.
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Eine andere Art der Rollringbeaufschlagung besteht nach Fig. 7 darin,
daß am Getriebegehäuse 1 ein Winkelhebel 15 in einem Drehpunkt 16 schwenkbar gelagert
ist, dessen parallel zur Welle 5 verlaufender Hebelarm sich auf den Zapfen 3' des
Rollringes 3 abstützt und durch einen aus einem Druckfederpaket bestehenden Energiespeicher
6 beaufschlagt wird. Der senkrecht Zum Getriebegehäuse 1 stehende Hebelarm des Winkelhebels
15 wird von einer Last Q positiv oder negativ, bewogen auf die Anpreßkraft, beaufschlagt,
so daß in einem Falle die Wirkung des Energiespeichers 6 verstärkt oder vermindert
Wird.' Der Winkelhebel 15 kann durch einen am waagerechten Bfinkelarm angreifenden,
als Nockenhebel ausgebildeten Freigangschalter 10 entgegen der Fe derkraft des Energie
speichers 6 ausgelenkt Und so der
Kraftschluß zwischen Rollringen
2; 3; 4 und Welle 5 aufgehoben werden. Durch diese Anordnung der Energiespeicher
und der Druckelemente wird eine von der Verschiebelast abhängige Schubkraft des
Rollringgetriebes erzeugt.
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In Fig. 8 ist ein Teil der Wandung 11 des Getriebegehäuses 1 als Energiespeicher
ausgebildet, wobei die entsprechenden Druckelemente in bisher genannten Formen zum
Einsatz kommen können.