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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einem Rotationselement mit einer Rotationsachse, die radial zu einer Antriebswelle angeordnet ist, das sowohl um die eigene Rotationsachse als auch auf einer Kreisbahn um die Antriebswelle mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehbar ist.
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Bei Schleif- und Poliermaschinen mit sich um eine Antriebswelle drehenden und selbstständig rotierenden Rotationselementen mit Schleif- oder Bürstenelementen ist es erforderlich, zum einen die Anordnung als solches zum Kreisen zu bringen und darüber hinaus auch die einzelnen Rotationselemente sich um ihre eigenen Rotationsachsen drehen zu lassen. Dies vergrößert die Bauweise erheblich und macht die Einrichtung mit vielen Rädern und Riemen gerade beispielsweise wegen des Schleifstaubes anfällig. Daher sind oft für die Drehbewegung der Vorrichtung um die Antriebswelle und für die schnellere Rotation der Rotationselemente Einzelantriebe mit separaten Motoren im Einsatz. Auch die Zufuhr der elektrischen Energie zum Beispiel über Schleifringe für die Motoren der Rotationselemente ist kompliziert und anfällig.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die einen kompakten, unempfindlichen Antrieb und keine Einzelantriebe mehr aufweist.
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Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den rückbezogenen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Danach sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zwei mit ihrer Verzahnung einander zugewandten Antriebskegelzahnräder vorgesehen, wovon ein Antriebskegelzahnrad drehfest mit der Antriebswelle verbunden und das andere Antriebskegelzahnrad mit Spiel zu der Antriebswelle freilaufend angeordnet ist. In die Antriebskegelzahnräder greift ein in der Rotationsachse des mindestens einen Rotationselements angeordnetes Kegelzahnrad ein, welches axial drehfest mit einem Planetengetriebe verbunden ist, dessen zentrale Rotationsachse die Rotationsachse des mindestens einen Rotationselements ist. Damit wird trotz des Bedarfs an verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten nur ein einziger die Antriebswelle antreibender Antriebsmotor benötigt. Sofern mehrere Rotationselemente verwendet werden, sind über den Umfang verteilt, für jedes Rotationselement entsprechende Kegelzahnräder mit Planetengetriebe vorzusehen. Auf der Antriebswelle sind zwei Kegelzahnräder mit ihren Verzahnungen vis-a-vis montiert und zwar genau mit dem Abstand, dass ein oder mehrere Kegelzahnräder gleichen Typs voll eingreifend dazwischen platziert werden können. Die beiden Kegelzahnräder unterscheidet ein wichtiges Detail. Das eine hat Freilauf zur Antriebswelle, ist jedoch durch Verschraubung am Antriebsmotor auf Verdrehung gesichert, während das gegenüber angeordnete Kegelzahnrad fest verbunden mit der Antriebswelle ist. Setzt man nun beispielsweise drei Kegelzahnräder triangelartig verbunden zwischen die auf der Antriebswelle sitzenden Kegelzahnräder ein, werden diese drei Kegelzahnräder von dem auf der Antriebswelle festsitzenden Kegelzahnrad angetrieben und wälzen sich mit einer Laufbewegung am gegenüberliegenden feststehenden Kegelzahnrad ab. Durch Veränderung der Durchmesser dieser Kegelzahnräder kann die Geschwindigkeit der kreisenden Rotationselemente auf ihrer Kreisbahn eingestellt werden. Haben sie z.B. alle drei den gleichen Durchmesser dann rotieren die Rotationselemente mit der halben Umdrehungszahl des antreibenden Motors auf ihrer Kreisbahn.
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Alle drei Rotationselemente werden so über ihre stirnseitigen Kegelzahnräder gleichmäßig in Rotation versetzt. Im Inneren jedes kreisenden Rotationselements sind Planetengetriebe eingesetzt, die für die eigenständige Rotation zusätzlich zu der kreisenden Bewegung auf einer Kreisbahn um die Antriebswelle des jeweiligen Rotationselementes sorgen.
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Vorteilhafter Weise weist das Rotationselement in der Rotationsachse angeordnet von der Antriebswelle aus in radialer Richtung einen Planetenradträger und eine zentrale Welle sowie eine mit dem Kegelzahnrad verbundene und mit dem Kegelzahnrad sich drehende umgebende Hülse auf. Dabei ist die Welle über Kugellager in der Hülse gelagert, auf der Welle ein Bereich mit einer Verzahnung als Sonnenrad und in der Hülse ein Bereich mit einer Innenverzahnung als Hohlrad vorgesehen. Diese sind im Eingriff mit mindestens zwei zwischen der Welle und der Hülse auf jeweils einer Achse drehbar am Planetenradträger angeordneten Planetenrädern. Außerdem ist die zentrale Welle an ihrem äußeren Ende mit dem Rotationselement verbunden. Bei einer Kreiselbewegung des Rotationselements werden die um die Planetenradträger befindlichen Kegelzahnräder gedreht und übertragen die Rotation über die Verzahnung der Hülse (Hohlrad des Planetengetriebes) im Innern der Kegelzahnräder über die Planetenräder auf die zentrierten Sonnenräder, die Teile der gelagerten Wellen sind. Über das Verhältnis vom Durchmesser des Hohlrades zum Durchmesser des Sonnenrades ist die Übersetzung der Umdrehungen zueinander veränderbar und somit entsprechend einstellbar. Das Rotationselement ist mit der zentralen Welle stirnseitig verbunden, so dass es entsprechend der zentralen Welle rotiert.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Rotationselement topfförmig ausgebildet und mit seinen äußeren Enden der Seitenwände mittels eines Kugellagers auf einem hohlzylindrischen sich radial von der Antriebswelle weg erstreckenden Kegelzahnradabschnitt gelagert. Dieser dient vorteilhafterweise dazu, die Hülse in seinem Inneren aufzunehmen. Auf das Rotationselement können dann, beispielsweise Bürstenwalzen aufgeschoben und fixiert werden.
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Grundsätzlich kann der Bereich mit der Verzahnung auf der zentralen Welle des Planetengetriebes in axialer Richtung an unterschiedlichen Stellen sein. Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung befindet sich der Bereich mit Verzahnung auf der Welle an dem der Antriebswelle zugeordneten Ende und wird zentral als Sonnenrad direkt in das Planetengetriebe integriert. Der Planetenradträger ist direkt daran anschließend angeordnet und weist gemäß einer vorteilhaften Ausbildung eine Platte auf, auf der auf der einen Seite die Achsen zur Aufnahme der Planetenräder angeordnet sind und auf der anderen Seite zentrisch in der Rotationsachse befindlich eine Haltestange angeordnet ist, die mit ihrem freien Ende in einem auf der Antriebswelle freilaufend gelagerten Verbindungselement fixiert ist. Damit wird das Rotationselement an der Antriebswelle gehalten. Das Fixierelement kann aus zwei Verbinderplatten bestehen, zwischen denen die Haltestange eingeklemmt wird, oder auch einfach eine Öffnung zum Einstecken mit entsprechender Fixierschraube aufweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist das freilaufende Antriebskegelzahnrad zwischen einem Antriebsmotor und dem mit der Antriebswelle fest verbundenen Antriebskegelzahnrad angeordnet. Damit wird die Montage und Demontage der gesamten Anordnung aufgrund dessen, dass kein Antriebsmotor im Wege ist, vereinfacht.
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Durch diesen Aufbau wird somit ermöglicht, dass die Rotationselemente mit nur einem Antrieb schneller rotieren können als die Bewegung, die auf der Kreisbahn der gesamten Rotationselemente stattfindet.
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Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale oder Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar. Zur Ausführung der Erfindung müssen nicht alle Merkmale des Anspruchs 1 verwirklicht sein. Auch können einzelne Merkmale der unabhängigen oder nebengeordneten Ansprüche durch andere offenbarte Merkmale oder Merkmalskombinationen ersetzt werden.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumliche Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. In den Figuren werden gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
- 1 eine schematische Schnittansicht durch die Vorrichtung und
- 2 eine schematische Schnittdraufsicht auf eine Vorrichtung mit drei Rotationselementen.
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1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Antriebswelle 5, die von einem oberhalb nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben wird. Auf der Antriebswelle 5 befindet sich ein oberes erstes von dem Antriebsmotor in seiner Lage gehaltenes auf der Antriebswelle 5 freilaufend angeordnetes Antriebskegelzahnrad 1 und ein unteres fest mit der Antriebswelle 5 mittels Klemmschrauben 13 verbundenes unteres Antriebskegelzahnrad 2, die mit ihren Verzahnungen 17 einander zugewandt sind. In die Verzahnung 17 greift die Verzahnung 18 eines abwälzenden Kegelzahnrades 3 ein, das mit seiner Rotationsachse in radialer Richtung zu der Antriebswelle 5 angeordnet ist. Diese Rotationsachse ist auch die Rotationsachse eines Rotationselements 10, welches topfförmig ausgebildet ist und in dessen Inneres das Kegelzahnrad 3 mit einem hohlzylindrischen Kegelzahnradabschnitt 3' eingreift. Das Rotationselement 10 ist über Kugellager 15 auf dem Kegelzahnradabschnitt 3' gelagert. In dem Kegelzahnradabschnitt 3' ist eine das Hohlrad eines Planetengetriebes bildende Hülse 8 fest angeordnet die sich somit mit dessen Rotationsgeschwindigkeit dreht. Im Inneren der Hülse 8 befindet sich eine zentrale Welle 9, die über Kugellager 11 zentrisch in der Hülse 8 gelagert ist. Am freien Ende der zentralen Welle 9 ist das Rotationselement 10 mittels einer Schraube 12 mit der Welle 9 verbunden. An dem der Antriebswelle 5 zugewandten Ende befindet sich ein Bereich 19 mit einer in der Figur angedeuteten Außenverzahnung, die das Sonnenrad bildet. Entsprechend gegenüber befindet sich in der Hülse 8 eine Innenverzahnung 20. In die Außenverzahnung der Welle 9 und die Innenverzahnung 20 der Hülse 8 greifen in dem Ausführungsbeispiel zwei Planetenräder 7 mit ihren Verzahnungen ein. Diese sind jeweils auf einer festen Welle 21 angeordnet, die auf einer Seite der Platte des Planetenradträgers 6 befestigt sind. Der Planetenradträger 6 weist außerdem eine Haltestange 6' auf, die in der Rotationsachse befindlich durch das Kegelzahnrad 3 hindurch in einem auf der Antriebswelle 5 freilaufenden Verbindungselement 4 mittels einer Schraube 14 fixiert ist. Damit wird die gesamte Vorrichtung zusammengehalten und das Rotationselement 10 indirekt über die Kegelzahnräder 1, 2 und 3 mit dem nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden.
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2 zeigt in schematischer Ansicht die Vorrichtung mit drei Rotationselementen 10 mit drei Dreharmen 16. Alle Rotationselemente 10 sind gleich aufgebaut.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- feststehendes Kegelzahnrad
- 2
- angetriebenes Kegelzahnrad
- 3, 3'
- abwälzendes Kegelzahnrad, Kegelzahradabschnitt
- 4
- Verbindungselement
- 5
- Antriebswelle
- 6, 6'
- Planetenradträger, Haltestange
- 7
- Planetenräder
- 8
- Hülse (Hohlrad)
- 9
- Welle (mit Sonnenrad)
- 10
- Rotationselement
- 11
- Kugellager
- 12
- Schraube
- 13
- Klemmschrauben
- 14
- Fixierschraube
- 15
- Stützkugellager
- 16
- Dreharm
- 17
- Verzahnung von 1, 2
- 18
- Verzahnung von 3
- 19
- Bereich für Außenverzahnung auf 9 (Sonnenrad)
- 20
- Innenverzahnung auf 8
- 21
- Welle für 7
