DE202006012374U1

DE202006012374U1 - Vorrichtung zum Führen eines endlos umlaufenden Zugmittels

Info

Publication number: DE202006012374U1
Application number: DE200620012374
Authority: DE
Original assignee: SSI Schaefer Noell GmbH Lager und Systemtechnik
Current assignee: SSI Schaefer Noell GmbH Lager und Systemtechnik
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2016-08-04

Abstract

Vorrichtung (10) zur Führung eines, insbesondere endlos umlaufenden, Zugmittels (28), insbesondere eines Zahnriemens, mit:
einem Antrieb (12, 13), der in axialer Richtung (18) eine Antriebswelle (16) aufweist, wobei die Antriebswelle (16) mit einer Antriebsscheibe (20) verbunden ist;
einem Antriebsgestell (14), an dem der Antrieb (12, 13) befestigt ist;
einem Zugmittel (28), das sich im Wesentlichen in einer radialen Ebene relativ zur Antriebswelle (16) erstreckt und mit der Antriebsscheibe (20) in Verbindung steht, um in radialer Richtung relativ zur Antriebswelle (16) angetrieben zu werden; und
mindestens einer Führungsrolle (30, 32; 40), die derart drehbar am Antriebsgestell (14) gelagert ist, dass Kräfte (42), die in axialer Richtung (18) auf das Zugmittel (28) wirken, von der Führungsrolle (30, 32; 40) aufgenommen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führung für ein insbesondere endlos umlaufendes Zugmittel, wie z.B. einen Zahnriemen.
Zahnriemen stellen Antriebselemente aus hochbeanspruchbaren Kunststoffen dar, die vorzugsweise Stahlcordzugträger (Stahllitze, Glasfaser, Kevlar, etc) integriert haben. Zugmittel, wie z.B. Gurte oder Zahnriemen, werden in endlicher Ausführung oder auch endlos verschweißt eingesetzt. In vielen Fällen übertragen sie Drehbewegungen winkelgenau und gleichförmig. Zahnriemen ermöglichen wirtschaftliche Antriebslösungen, auch unter schwierigen Bedingungen. Zahnriemen werden mit verschiedenen Zahnprofilen und mehreren Standardbreiten gefertigt. Somit können weite Einsatzgebiete mit unterschiedlichsten Belastungen und Bedingungen abgedeckt werden.
Beispielhafte Anwendungen sind Antriebe mit großen Achsabständen, synchrone Fördersysteme und Transportvorrichtungen mit Gleitschienen und Positionier- und Reversierantriebe in der Linear- und Steuertechnik. Moderne Fertigungsverfahren und Qualitätsprüfungen in allen Verarbeitungsstufen gewährleisten Produkte größter Zuverlässigkeit mit gleichbleibend hohem Qualitätsstandard.
Sehr häufig werden endlos umlaufende Zugmittel verwendet. An einem der Umlenkpunkte befindet sich üblicherweise eine Antriebselement, dessen Abtriebswelle vorzugsweise koaxial zur Umlenkachse orientiert ist. Die andere Umlenkachse kann mit einem Leerlaufrad bzw. -rädern verbunden sein.
Insbesondere in der Fördertechnik sind die Zugmittel hohen Kräften ausgesetzt, die insbesondere dann auftreten, wenn beispielsweise Staurollenbahnen aus dem Ruhezustand beschleunigt werden, um auf der Staurollenbahn befindliche Fördergüter zu transportieren. Um zu verhindern, dass das Zugmittel in axialer Richtung relativ zur Antriebsachse bzw. der damit drehfest verbundenen Drehscheibe verschoben wird, werden so genannte Bordscheiben vorgesehen. Es gibt Ausführungen mit einer oder zwei Bordscheiben, die einseitig oder zweiseitig an die Antriebsscheibe axial anschließen. Die Bordscheiben weisen üblicherweise einen größeren Durchmesser als die Antriebsscheibe auf und dienen deshalb als seitliche Begrenzungseinrichtungen, die ein seitliches Abrutschen des Zugmittels von der Antriebsscheibe verhindern. Obwohl solche Antriebssysteme in der Regel so ausgelegt sind, dass keine Kräfte auf das Zugmittel wirken, die parallel zur Richtung der Antriebsachse orientiert sind, treten in der Praxis dennoch solche axialen Kräfte auf. Im Falle einer Staurollenbahn könnte das zu transportierende Fördergut beispielsweise nicht exakt mittig bezüglich der Längsrichtung der Motorrollen ausgerichtet sein, die die Staurollenbahn bilden.
Um zu verhindern, dass das Zugmittel in axialer Richtung, d.h. seitlich, von der Antriebsscheibe abrutscht, sind zwar die bezüglich des Durchmessers größeren Bordscheiben vorgesehen, deren Durchmesser sich in axialer Richtung hin zur Antriebsscheibe vorzugsweise verjüngt. Jedoch wird das Zugmittel dadurch stark verschlissen. Außerdem muss die Antriebswelle hohe Axialkräfte aufnehmen, die sich auch auf die mit der Welle verbundenen Wälzlager, Wellen-Nabenverbindungen etc. negativ auswirken, was die Beanspruchung und deren Lebensdauer betrifft.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Führung für Zugmittel vorzusehen, so dass sich der Verschleiß der Zugmittel reduziert und gleichzeitig die Axialkräfte auf die Antriebswelle verringert bzw. eliminiert werden. Insbesondere soll ein Abrutschen des Zugmittels von der Antriebsscheibe verhindert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung zur Führung eines, insbesondere endlos umlaufenden, Zugmittels, insbesondere eines Zahnriemens, vorgesehen, mit:
einem Antrieb, der in axialer Richtung eine Antriebswelle aufweist, wobei die Antriebswelle mit einer Antriebsscheibe verbunden ist; einem Antriebsgestell, an dem der Antrieb befestigt ist; einem Zugmittel, das sich im Wesentlichen in einer radialen Ebene relativ zur Antriebsachse erstreckt und mit der Antriebsscheibe in Verbindung steht, um in radialer Richtung relativ zur Antriebswelle angetrieben zu werden; und mindestens einer Führungsrolle, die derart drehbar am Antriebsgestell gelagert ist, dass Kräfte, die in axialer Richtung auf das Zugmittel wirken, von der Führungsrolle aufgenommen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden also die Axialkräfte von der Führungsrolle aufgenommen. Somit kommt es zu keiner Kraftübertragung auf die Welle, Wälzlager, Wellen-Nabenverbindungen und Ähnliches. Der Verschleiß des Zugmittels wird stark reduziert, da sich die Führungsrollen mit dem Zugmittel mitdrehen. Die Wälzlager des Antriebs werden entlastet, was in einer höheren Lebensdauer resultiert. Wenn Bordscheiben vorgesehen sind, reiben die Zugmittel nicht daran. Ähnliches gilt für die Verbindung zwischen Welle und Nabe.
Ein weiterer Vorteil ist in der einfachen Konstruktion und dem daraus resultierenden geringen Preis zu sehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform berührt die Führungsrolle eine Flanke des Zugmittels und ist insbesondere frei drehbar gelagert.
Da die Rolle frei drehbar ist, lassen sich Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Zugmittel und Antriebswelle, sollten diese vorliegen, einfacher kompensieren. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn kein Zahnriemen mit innenliegender Verzahnung, sondern lediglich ein "glatter" Antriebsgurt verwendet wird.
Ferner ist es von Vorteil, wenn das Zugmittel um die Antriebsscheibe herum geführt ist, wobei die Antriebsscheibe zur Aufnahme und zum Antreiben des Zugmittels angepasst ist.
Durch eine Anpassung der Antriebsscheibe an das Zugmittel, wie z.B. bei der Kombination Zahnriemen mit Zahnscheibe, kann ein Schlupf nahezu vollständig eliminiert werden. Die Führungsrollen verhindern, dass der Zahnriemen abrutscht und/oder seitlich verschlissen wird. Bestenfalls können die Bordscheiben ganz weggelassen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist jeder Führungsrolle eine weitere Führungsrolle zugeordnet, die gegenüberliegend zur jeweiligen Führungsrolle angeordnet ist, wobei diese zusammen ein Führungsrollenpaar bilden, so dass Kräfte in beiden axialen Richtungen von dem Führungsrollenpaar aufgenommen werden.
Auf diese Weise kann das Zugmittel in beiden axialen Richtungen geführt werden. Es kommt zu einer Fixierung des Zugmittels in axialer Richtung.
Vorzugsweise ist die Führungsrolle im Bereich der Antriebswelle oder der Umlenkung angeordnet.
In diesen Bereichen treten die höchsten axialen Kräfte auf, da dort die Umlenkung stattfindet. Hier ist auch die Gefahr am größten, dass das Zugmittel seitlich von der Antriebsscheibe abrutscht. Je näher die Führungsrollen am Antrieb angeordnet sind, desto größer ist die Entlastung der Antriebswelle sowie der Wälzlager, der Verbindung zwischen Naben und Welle und Ähnlichem.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung ist die Antriebswelle ferner drehfest mit einer Bordscheibe verbunden, die sich in axialer Richtung an die Antriebsscheibe anschließt.
Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass bei einem Ausfall, wie z.B. durch Bruch, der Führungsrolle das Zugmittel nicht doch seitlich von der Antriebsscheibe rutschen kann.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
1 eine Seitenansicht einer teilweise dargestellten Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 1 ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Die Vorrichtung 10 zum Führen von insbesondere angetriebenen Zugmitteln umfasst eine Antriebseinheit 12 mit einem Motor 13. Die Antriebseinheit 12 ist an einem Antriebs- bzw. Maschinengestell befestigt. Eine Antriebsachse bzw. -welle ist mit 16 bezeichnet. Die Antriebsachse 16 erstreckt sich in axialer Richtung 18 und lässt sich in beiden Richtungen drehen, wie es durch einen Pfeil 19 dargestellt ist.
Im Bereich der axialen Enden der Antriebswelle 16 kann eine Antriebsscheibe, wie z.B. eine Zahnscheibe, oder können zwei Antriebsscheiben gegenüberliegend angeordnet sein, wie es beim Beispiel der 1 gezeigt ist. Die beiden Antriebsscheiben 20 liegen sich diametral gegenüber und dienen hier zum Antreiben von zwei separaten Zugmitteln 28, die in 1 lediglich teilweise dargestellt sind und sich in dieser Figur nach unten fortsetzen. Insofern ist in 1 ein Umlenkpunkt bzw. ein Umlenkbereich dargestellt, in dem die Antriebseinheit 12 am Gestell festgelegt ist.
In 1 grenzen seitlich jeweils Bordscheiben 22, 24 an die Antriebsscheibe 20 an. Es kann jeweils auch nur eine Bordscheibe oder gar keine Bordscheibe vorgesehen sein. Zwischen den Bordscheiben und dem Zugmittel 28 kann ein Spiel S vorgesehen sein, d.h. die Breite des Zugmittels 28 in axialer Richtung 18 ist vorzugsweise geringfügig kleiner als die Breite der Antriebsscheibe 20.
An den distalen Enden der Antriebsachse 16 können Sicherungsmittel 26, wie z.B. Flansche, oder Naben vorgesehen sein, die mit dem Maschinengestell 14 verbunden sind, um den Motor 13 bzw. dessen Antriebswelle 16 drehbar zu lagern.
Im Nachfolgenden wird die linke Hälfte der 1 näher betrachtet werden. Eine Flanke 29 des Zugmittels 28, die der Antriebseinheit 12 gegenüberliegt, kann eine Führungsrolleneinheit 30 berühren. Die Führungsrolleneinheit 30 umfasst eine drehbare Führungsrolle 32, die in einem Lager 34 gelagert ist, welches wiederum mit dem Maschinengestell 14 verbunden ist.
In der rechten Hälfte der 1 ist neben einer weiteren optionalen Führungsrolleneinheit 30 eine weitere Führungsrolleneinheit durch eine gestrichelte Linie dargestellt, die als Gegenführungsrolleneinheit 40 bezeichnet wird.
Die Führungsrolleneinheiten 30 verhindern, dass sich das Zugmittel 28 über eine vorbestimmte Grenze hinaus in Richtung eines Pfeils 42 bewegt, d.h. zur Bordscheibe wird ein vorbestimmter Abstand eingehalten. Der Pfeil 42 ist parallel zur Achse 16 orientiert. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Flanke 29 (in der linken Hälfte der 1) gegen die Bordscheibe 24 stößt. Axiale Kräfte in Richtung des Pfeils 42 werden durch die Führungsrolleneinheit 30 aufgenommen. Ähnliches gilt für die Führungsrolleneinheit 30, die in der 1 auf der rechten Hälfte dargestellt ist. Die Führungsrolleneinheiten 30 bewirken also Gegenkräfte, die schematisch mit einem Pfeil 44 verdeutlicht sind.
Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung auf Ausführungsformen anwendbar ist, die lediglich einen Zahnriemen aufweisen, und nicht zwei Zahnriemen, wie es in der 1 gezeigt ist. Außerdem kann die Antriebseinheit 12 auch an einem anderen Ort relativ zum Zugmittel 28 vorgesehen sein. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Antriebseinheit 12 im Bereich der Umlenkpunkte des Zugmittels 28 liegt, wie es exemplarisch in 1 angedeutet ist. Die Antriebseinheit 12 könnte auch in der Mitte des Weges zwischen den zwei Umlenkachsen angeordnet sein. Die Antriebseinheit 12 könnte auch außerhalb, jedoch parallel zu, der Ebene liegen, um die das Zugmittel 28 gelenkt wird.

Claims

Vorrichtung (10) zur Führung eines, insbesondere endlos umlaufenden, Zugmittels (28), insbesondere eines Zahnriemens, mit: einem Antrieb (12, 13), der in axialer Richtung (18) eine Antriebswelle (16) aufweist, wobei die Antriebswelle (16) mit einer Antriebsscheibe (20) verbunden ist; einem Antriebsgestell (14), an dem der Antrieb (12, 13) befestigt ist; einem Zugmittel (28), das sich im Wesentlichen in einer radialen Ebene relativ zur Antriebswelle (16) erstreckt und mit der Antriebsscheibe (20) in Verbindung steht, um in radialer Richtung relativ zur Antriebswelle (16) angetrieben zu werden; und mindestens einer Führungsrolle (30, 32; 40), die derart drehbar am Antriebsgestell (14) gelagert ist, dass Kräfte (42), die in axialer Richtung (18) auf das Zugmittel (28) wirken, von der Führungsrolle (30, 32; 40) aufgenommen werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Führungsrolle (30, 32) eine Flanke (29) des Zugmittels (28) berührt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Führungsrolle (30, 32) frei drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Zugmittel (28) um die Antriebsscheibe (20) herum geführt ist, wobei die Antriebsscheibe (20) zur Aufnahme und zum Antreiben des Zugmittels (28) angepasst ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Führungsrolle (30, 32) eine weitere Führungsrolle (40) zugeordnet ist, die gegenüberliegend zur jeweiligen Führungsrolle (40) angeordnet ist und die zusammen ein Führungsrollenpaar (30, 40) bilden, so dass Kräfte (42, 44) in beiden axialen Richtungen von dem Führungsrollenpaar (30, 40) aufgenommen werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungsrolle (30, 32) im Bereich der Antriebswelle (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungsrolle (30, 32) im Bereich einer Umlenkung angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Antriebswelle (16) ferner drehfest mit einer Bordscheibe (22, 24) verbunden ist, die sich in axialer Richtung (18) an die Antriebsscheibe (20) anschließt.