DE19618248C1

DE19618248C1 - Trommelmotor

Info

Publication number: DE19618248C1
Application number: DE1996118248
Authority: DE
Inventors: Hans-Erich Maul
Original assignee: MAUL HANS ERICH
Current assignee: MAUL HANS ERICH
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-10-16
Anticipated expiration: 2016-05-08

Description

Die Erfindung betrifft einen Trommelmotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus dem Stand der Technik sind bereit s Trommelmotore mit un terschiedlichen Antrieben bekannt. Aus der DE-PS 6 24 313 ist ein dreistufiges Reduziergetriebe für Förderrollen bekannt. Nachteilig an diesem Getriebe ist die große Bauform und ein verhältnismäßig großer Fertigungsaufwand.

Aus der DE 35 38 173 C1 ist ein Trommelmotor mit einem zweistu figen Planetengetriebe bekannt, der ebenfalls eine große Bau form hat und einen verhältnismäßig großen Fertigungsaufwand erfordert. Aus der DE-PS 11 18 096 ist schließlich ein Trom melmotor mit Umlaufrädergetriebe bekannt, das zwar eine sehr hohe Untersetzung in nur einer Stufe ermöglicht, jedoch eben falls in axialer Richtung breit baut und einen hohen Ferti gungsaufwand erfordert.

Aus der DE-PS 6 41 594 ist ein Trommelmotor mit einem Räder koppelgetriebe mit Zykloidenverzahnung bekannt (sogenanntes CYCLO-Getriebe). Eine hohe Untersetzung des CYCLO-Getriebes bedingt einen großen Durchmesser des Trommelmotors. Des wei teren ist eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit erforderlich.

Schließlich ist aus der DE-PS 4 99 227 eine Rollgangsrolle für Walzwerke bekannt, deren Antrieb durch einen in die Rolle eingebauten Motor erfolgt. Anstelle der für Rollgangsrollen üblichen Zahnradgetriebe kommt ein Räderkoppelgetriebe mit sehr großem Übersetzungsverhältnis zum Einsatz, das die Dreh bewegung des Motors auf den Rollenmantel entsprechend der Übersetzung überträgt. Auch hier findet ein CYCLO-Getriebe Einsatz, das bei hohen Übersetzungen groß baut.

Allgemeine Ausführungen zu Räderkoppelgetrieben, insbesondere einem Parallelkurbelgetriebe finden sich in (Vollmer Koppel getriebe, VEB Verlag Technik Berlin 1, Auflage 1979, Seite 337, Bild 6.3 sowie in Maschinenbautechnik 25 (1976) 2, Seite 51, Bild 4).

Sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Motoren haben den Nachteil einer aufwendigen und verhältnismäßig teuren Fertigung. Außerdem ist bei sämtlichen bekannten Trommelmoto ren eine aufwendige Montage erforderlich. Die spielbehafteten Verzahnungen verursachen einen relativ hohen Geräuschpegel. Außerdem neigen die bekannten Trommelmotoren ohne Räderkop pelgetriebe bei starker Erwärmung zum Blockieren der Verzah nungen. Schließlich weisen die bekannten Trommelmotoren eine große Breite oder einen großen Durchmesser auf.

Ausgehend von dem Stand der Technik nach der DE-PS 4 99 227 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Trommelmotor zu schaffen, der bei kompakterer Bauweise vergleichbare Leistung besitzt, einen geringeren Geräuschpegel verursacht und auch bei stärkerer Erwärmung nicht blockieren kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Trommelmotor der eingangs er wähnten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Beispielsweise bei einer Zähnezahl des Innenzahnrades von 60 Zähnen und einer Zähnezahl des Außenrades von 55 Zähnen er gibt sich mit Modul 1 eine Untersetzung von -11. Ein maxima les Untersetzungsverhältnis wird bei einer Zähnezahl des In nenzahnrades von 60 erreicht, wenn das Außenzahnrad 59 Zähne erhält. Dann ist die Untersetzung -59. Hierbei etwa auftre tende Eingriffsstörungen der Verzahnung (Interferenzen) kön nen durch Profilverschiebungen und Kopfkürzungen oder Verän derungen des Eingriffwinkels beseitigt werden (siehe Müller, H.W.; Schäfer, W.F, Forsch. Geb. Ingenieurwesen 36 (1970) S. 160-163 und Erney.G.: Antriebstechnik 14 (1975) S. 625-629).

Mit dem erfindungsgemäßen Trommelmotor läßt sich daher bei einer Motordrehzahl von beispielsweise 1380 min^-1 eine Band geschwindigkeit von sechs Meter pro Minute mit nur einer Ge triebestufe erreichen. Eine solch geringe Bandgeschwindigkeit läßt sich sonst nur mit mehrstufigen Getrieben, die wesent lich breiter bauen, erzielen. Außerdem tragen bei der Verzah nung ca. 1/4 aller Zähne, so daß besonders große Drehmomente übertragen werden können.

Da sowohl das Außen- als auch das Innenzahnrad aus mehreren übereinstimmenden Zahnradscheiben bestehen, die im Wege des Feinstanzens hergestellt sind, läßt sich sowohl das Innen als auch das Außenzahnrad besonders kostengünstig herstellen. Die Außenzahnräder lassen sich dabei besonders materialspa rend aus dem Stanzkern des Innenzahnrades herstellen.

Die schwimmende Lagerung des Außenzahnrads mit Hilfe elastischer Mittel bewirkt eine gleichmäßige Belastung der Verzahnung durch die Möglichkeit einer radialen Verschiebung und tangentialen Verdrehung des Außenzahnrades gegenüber dem Trommelrohr.

Wenn sowohl die Innenringe als auch das Lager zwischen Exzenter und Außenzahnrad in einem hoch elastischen Polyurethan eingelassen sind, läßt sich durch den Aufbau der Zahnräder aus mehreren Zahnscheiben jede einzelne Scheibe abfedern, wodurch eine völlig spielfreie, elastische Verzahnung möglich wird. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Verzahnung trägt die elastische Ver zahnung stets auf der gesamten Breite, auch bei geringen Un genauigkeiten in der Fertigung. Schließlich hat die elasti sche Verzahnung einen geringeren Geräuschpegel zur Folge und verhindert sicher das Festsetzen der Verzahnung.

Ebenfalls zur Reduktion des Spiels und der Geräusche der Ver zahnung trägt eine Profilverschiebung zwischen Außen- und In nenzahnrad bei. Infolge der Profilverschiebung erhält die Verzahnung eine Vorspannung, die in Drehrichtung von den in Polyurethan elastisch gelagerten Innenringen und in radial er Richtung von der schwimmenden Lagerung des Außenzahnrades aufgenommen wird.

Wenn der Trommelmotor aus Baugruppen mit verpreßten Bauteilen gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 aufgebaut ist, läßt er sich besonders kostengünstig fertigen und montieren.

Eine einfache Montage bzw. Demontage durch Stecken ermögli chen an den Stirnseiten des Trommelrohres angeordnete Trom meldeckel, die mit Hilfe von Mitteln zur Kraftumlenkung, ins besondere Spreizflanschen, kraftschlüssig mit dem Trommelrohr verbunden sind. Damit die Spreizflansche sich dehnen und im Trommelrohr festklemmen können, weisen sie mehrere radial verlaufende Schlitze auf.

Jeweils zwei gegeneinander sperrende Hülsenfreiläufe, die bei der Montage aufschiebbar sind, übertragen die Kraft von dem Motor und einer Bremse auf eine Antriebswelle für das Getrie be.

Eine hohe Laufruhe des Trommelmotors läßt sich erzielen, wenn der Exzenter als Exzenterklemmscheibe mit einem gegenläufig zur Bewegung des Außenzahnrades angeordneten Massenaus gleichsgewicht ausgebildet ist.

Ist der Trommelmotor als Gurtförderer eingesetzt, kann das Trommelrohr den Gurt direkt aufnehmen. Soll der Trommelmotor als Kettenförderer dienen, müssen Kettenräder au das Trom melrohr aufgebracht werden.

Es zeigen

Fig. 1 Einen Schnitt durch das Getriebe eines erfin dungsgemäßen Trommelmotors,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Exzenterklemmscheibe des Getriebes sowie

Fig. 3 einen vollständigen Längsschnitt durch den Trom melmotor.

Auf einer zentral liegenden Antriebswelle 31 ist eine Exen terklemmscheibe 17 mit einem Nadellager 18 angeordnet. In ei ner stillstehend angeordneten Stiftaufnahme 11 sind sechs Stifte 12 eingepreßt. Um jeden der sechs Stifte 12 ist je weils ein Innenring 14 angeordnet. Das Nadellager 18 und die Innenringe 14 sind in einem, aus drei übereinstimmenden ver zahnten Scheiben bestehenden Außenzahnrad 35 mit einem hoch elastischen Polyurethan eingesetzt. Im Trommelrohr 36 sind Innenzahnräder 13 eingepreßt.

In Fig. 2 ist die Exzenterklemmscheibe 17 mit Klemmschrauben 38 und einem Massenausgleichsgewicht sowie dem Nadellager 18 zu sehen.

In der Gesamtansicht des Trommelmotors in Fig. 3 ist in der linken Bildhälfte ein Achsenstumpf 1 zu sehen. Um den Achsen stumpf 1 ist ein Trommeldeckel 2 mit einer darin befindlichen Dichtung 3 angeordnet. Der Trommeldeckel 2 spreizt einen Spreizflansch 10, 30 und klemmt ihn im Trommelrohr 36 fest.

Ein im inneren des Spreizflansches 10 angeordnetes Kugellager 5 dient der radialen und axialen Justage des Trommelmotors. Am Achsenstumpf 1 sind vier Nadelhülsen 15 angeordnet, die den Achsenstumpf 1 an der Antriebswelle 31 abstützen. Auf den Achsenstumpf 1 ist die feststehende Stiftaufnahme 11 mit den Stiften 12 aufgepreßt.

Vor einem Zentrierstützring 20 ist ein Axialnadellager 34 und eine zum Längenausgleich dienende Tellerfeder 39 angeordnet. Der Zentrierstützring 20 stützt ein Motoraufnahmerohr 22 an der Antriebswelle 31 über eine Nadelhülse 19 ab. In dem Mo toraufnahmerohr 22 befindet sich ein Elektromotor 21 und eine elektromagnetische Bremse 24. Zwischen Motor 21 und Bremse 24 und der Antriebswelle 31 sind jeweils zwei gegeneinander sperrende Hülsenfreiläufe 23 angeordnet, die die Antriebs welle 31 mitnehmen. Der Motor 21 und die Bremse 24 sind durch ein Axiallager 16 getrennt. Die Bremse 24 ist an einem Auf nahmeflansch 25 befestigt, der in das Motoraufnahmerohr 22 eingepreßt ist. In dem Aufnahmeflansch 25 stützt sich die An triebswelle 31 über eine Nadelhülse 26 ab.

Darüber hinaus ist ein weiterer, im Bild rechts gezeigter Achsenstumpf 33 in den Aufnahmeflansch 25 eingepreßt. Außer dem ist durch den Aufnahmeflansch 25 seitlich ein Kabel 27 durch eine Kabelverschraubung 28 und durch den Achsenstumpf 33 nach außen geführt. Die weitere Axialbestimmung erfolgt durch ein Axiallager 29, das sich an einem Distanzring 41 ab stützt.

Der Spreizflansch 30 klemmt, wie der bereits erwähnte Spreiz flansch 10 im Trommelrohr 36. Wird der Trommelmotor als Steilförderer benutzt, ist in dem Spreizflansch 30 ein Hül senfreilauf mit einer Lagerung 32 als Rücklaufsperre angeord net. Andernfalls eine in der Figur nicht gezeigte Nadelhülse.

Außerdem befindet sich im Spreizflansch 30 zwischen Zug schrauben 4 eine Ölverschlußschraube 42. Um Ölverluste durch die Spalte des Trommelmotors zu vermeiden, sind O-Ringe 7, 6 und 40 vorgesehen.

Ein Mitdrehen der Achsenstümpfe 1, 33 sowie der damit verbun denen Teile verhindern in der Figur nicht näher gezeigte Schlüsselflächen am Achsenstumpf 33.

Eine Dichtung 43 ist an der Ölverschlußschraube 42 angeord net.

Bezugszeichenliste

1 Achsenstumpf
2 Trommeldeckel
3 Dichtung
4 Zylinderschrauben
5 Kugellager
6 O-Ring
7 O-Ring
8 Sicherungsring
9 Sicherungsring
10 Spreizflansch
11 Stiftaufnahme
12 Stifte
13 Innenzahnräder
14 Innenring
15 Nadelhülsen
16 Axialnadellager
17 Exzenterklemmscheibe
18 Nadellager
19 Nadelhülse
20 Zentrierstützring
21 Motor
22 Motoraufnahmerohr
23 Hülsenfreiläufe
24 Bremse
25 Aufnahmeflansch
26 Nadelhülse
27 Kabel
28 Kabelverschraubung
29 Axiallager
30 Spreizflansch
31 Antriebswelle
32 Hülsenfreilauf
33 Achsenstumpf
34 Axialnadellager
35 Außenzahnrad
36 Trommellager
37 Polyurethan
38 Zylinderschraube
39 Tellerfeder
40 O-Ring
41 Distanzring
42 Ölverschlußschraube
43 Dichtung

Claims

1. Trommelmotor, insbesondere für einen Gurt- oder Kettenförderer, mit beidseits der Trommel (Trommelrohr 36) fest gelagerten Achsstümpfen (1, 33), einem Räderkoppelgetriebe, das einen auf der Antriebswelle (31) des Motors (21) angeordneten Exzenter (17), ein auf dem Exzenter (17) angeordnetes Zahnrad mit Außenverzahnung (Außenzahnrad 35) und zumindest ein mit diesem kämmendes Zahnrad (Innenbahnrad 13) aufweist, das fest mit der Trommel (Trommelrohr 36) verbunden ist, wobei das Zahnrad mit der Außenverzahnung (Außenzahnrad 35) mindestens drei konzentrisch angeordnete kreisförmige Aussparungen (Innenring 14) aufweist, die sich bei der Drehung um je einen Stift (12) abwälzen, dadurch gekennzeichnet,
daß das Räderkoppelgetriebe als Parallelkurbelgetriebe ausgebildet ist, das mit Hilfe des Exzenters (17) das Zahnrad mit Außenverzahnung (Außenzahnrad 35) in eine kreisförmige Parallelschiebung um mindestens drei feststehende Stifte (12) versetzt, das das Zahnrad mit Außenverzahnung (Außenzahnrad 35) mit einem mit der Trommel (Trommelrohr 36) verbundenen Zahnrad mit Innenverzahnung (Innenzahnrad 13) kämmt und
daß beide Zahnräder (Außenzahnrad 35, Innenzahnrad 13) in der Breite aus mehreren gleichen Scheiben bestehen und daß zumindest das Zahnrad mit Außenverzahnung (Außenzahnrad 35) in elastischen Mitteln schwimmend gelagert ist.

2. Trommelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den kreisförmigen Aussparungen des Außenzahnrades (35) ein mit dem Stift (12) in Kontakt kommender Innenring (14) angeordnet ist und daß zwischen dem Innenring (14) und den kreisförmigen Aussparungen des Außenzahnrades (35) ein elastischer Ring (Polyurethan 37) angeordnet ist.

3. Trommelmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel aus Polyurethan (37) bestehen.

4. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben, aus denen sich die Zahnräder (Außenzahnrad 35, Innenzahnrad 13) aufbauen, durch Feinstanzen hergestellt sind.

5. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Massenausgleich des exzentrisch gelagerten Außenzahnrades (35) eine Exzenterklemmscheibe vorgesehen ist.

6. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilverschiebung des Außenzahnrades (35) größer ausgeführt ist, als rechnerisch ermittelt, so daß das Außenzahnrad (35) gegen das Innenzahnrad (13) verspannt ist.

7. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnseiten des Trommelrohres (36) Trommeldeckel (2) angeordnet sind, die mit Hilfe von Mitteln zur Kraftumlenkung, insbesondere Spreizflanschen (10, 30), kraftschlüssig mit dem Trommelrohr (36) verbunden sind.

8. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung zwischen Motor (21) sowie der Bremse (24) und der Antriebswelle (31) über jeweils zwei gegeneinander sperrende Freiläufe (Hülsenfreilauf 32) erfolgt.

9. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich von Längendehnung Tellerfedern (39) am Axialnadellager (34) vorgesehen sind.

10. Trommelmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmotor folgende Baugruppen aus verpreßten Bauteilen umfaßt:

- das Trommelrohr (36) mit dem Innenzahnrad (13)
- eine Aufnahme (11) für die Stifte (12) mit dem ersten Achsenstumpf (1)
- ein Aufnahmerohr (22) für den Motor (21) mit einem stirnseitig in dem Aufnahmerohr angeordneten Aufnah meflansch (25) und dem zweiten Achsenstumpf (33).