DE2040855A1 - Bandgetriebe - Google Patents

Description

• Bandgetriebe Die Erfindung betrifft ein Bandgetriebe mit einer antreibenden und einer abtreibenden Bandtrommel, die durch endlose Bänder miteinander gekuppelt sind.
• Der Bandantrieb hat gegenüber dem Zahntrieb bei hohen Drehzahlen den Vorteil geringerer Geräuschbelästigung, sowie der gleichmßigen sçhwingungafrelen Kraftübertragung. Bei herkömmlichen Riementrieben wird jedoch häuig.die räumliche Versetzung der an- und abtreibenden Wellen als nachteilig empfunden, umsomehr, als eine der beiden Wellen verschiebbar angeordnet werden muß, um ein Nachspannen der Riemen zu ermöglichen. Die Riemen werden hierbei, um die Nachspannwege klein zu halten, mit Vorspannung montiert, wodurch eine entsprechende Querbelastung der Wellen bedingt ist, die beispielsweise bei Elektromotoren zu Schwierigkeiten hinsichtlich der Wälzlager führen kann.
• Insbesondere bei größeren Ubersetzungsverhältnissen ist der.
• normale offene Riementrieb wegen seines Platzbedarfes und des großen Wellenabstandes häufig kaum einsetzbar. Es kommt hinzu, daß der offene Riementrieb gegen kurzzeitige Uberrastungen verhältnismäßig empfindlich ist, weil beim Auftreten einer solchen Uberlastungsspitze die Leertrumspannung nahe an Null herankommt, was ein Durchrutschen des Riemens zur Folge hat.
• Ziel der Erfindung ist es, ein Bandgetriebe zu schaffen, das diesen Nachteilen des offenen Band- oder Riementriebes abhilft und sich dadurch auszeichnet, daß es bei kleinem Platzbedarf koaxiale Antriebs- und Abtriebswellen aufweist, also als sog. koaxiales Getriebe ausgebildet ist, und das außerdem auch für große Ubersetzungen geeignet ist, wobei es gegen kurzzeitige Uberlastungen im wesentlichen unempfindlich ist.
• Zu diesem Zwecke ist das Bandgetriebe gemäß der Erfindung -dadurch gekennzeichnet, daß die antreibende Bandtrommel in einer ersten Getriebestufe mit zumindest einer in unmittelbarer Nähe angeordneten ersten Bandtrommel über einen ersten Bandtrieb gekuppelt ist, dessen Zugtrum um ein Mehrfaches kürzer als das Leertrum ist und eine mit der ersten Bandtrommel gekuppelte zweite Bandtrommel in einer zweiten Getriebestufe mit der in seiner unmittelbaren Nähe koaxial zur antreibenden Bandtrommel angeordneten abtreibenden Bandtrommel über einen zweiten Bandtrieb gekuppelt ist, dessen Zugtrum ebenfalls um ein Mehrfaches kürzer als das Leertrum ist.
• Unter "Band" ist hierbei grundsätzlich ein flexibles bandartiges Kraftübertragungsorgan verstanden. Demgemäß fallen unter diesen Begriff die verschiedenartigen Riemen, wie Flachriemen, Keilriemen etc., Schnüre, Seile, aber auch Zahnriemen und dgl..
• Die Erfindung geht aus von der Uberlegung, daß bei einem offenen Riementrieb, bei dem das Zugtrum und das Leertrum etwa gleich lang sind, bei einer Zunahme der Zugkraft im Zugtrum -der gleichen Kraftabnahme im Leertrum entspricht, so daß die Veränderung der Bandstreckung im Zugtrum eine gleiche Dehnungsänderung im Leertrum zur Folge hat. Die große Kraftabnahme im Leertrum bei einer Kraftzunahme ln Zugtrum ergibt aber die Empfindlichkeit des offenen Riemen antriebs gegenüber Belastungsschwankungen. Sowie nämlich, die Kraft im Leertrum zu Null wird, rutscht der Riemen durch.
• Bei dem neuen Bandgetriebe ist im Gegensatz zum offenen Riementrieb die Anordnung derart getroffen, daß das Zugtrum jeweils um ein Vielfaches kürzer als dasleertrum ist.
• Dadurch wird erreicht, daß eine Dehnung des Zugtrumes, die sich bei einer Änderung der übertragenen Kraft einstellt und die das Leertrum aufnehmen muß, in diesem prozentual sich kaum auswirkt. Da eine Dehnungsänderung einer entsprechenden Kraftänderung proportional ist, bedeutet dies, daß die Leertrumsspannung im wesentlichen unbeeinflußt bleibt, d. h. die Spannung des von der antreibenden Bandtrommel ablaufenden Bandes verändert sich kaum, was zur Folge hat, daß ein Durchrutschen des Bandes nicht auftreten kann.
• Damit können die Bänder wesentlich höher belastet werden, als dies bei herkömmlichen Bandantrieben der Fall gewesen ist. Außerdem gestattet es das neue Bandgetriebe im Gegensatz zu-den bekannten offenen Bandantrieben, mit einer kleineren Riemenbreite, insbesondere bei größeren Übersetzungen, auszukommen.
• Das neue Bandgetriebe gestattet einen sehr kleinen platzsparenden gedrängten Aufbau, bei dem mit Vorteil das Leertrum des ersten und zweiten Bandtriebes über leerlaufende Bandtrommeln geführt ist. Die Bandtrommeln können hierbei symmetrisch zur gemeinsamen Drehachse der koaxialen antreibenden und abtreibenden Bandtrommel angeordnet sein, wobei in einer vorteilhaften Ausführungsform die Wellen der einzelnen Bandtrommeln in Lagerplatten eines Scheibenkäfigs gelagert sind.
• Weitere vorteilhafte Merkmale und Eigenschaften des neuen Bandgetriebes folgen aus der nachstehenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein Bandgetriebe gemäß der Erfindung, in einer ersten Ausführungsform, in perspektivischer, teilweise schematischer Darstellung unter Weglassung des Scheibenkäfigs, Fig. 2 das Bandgetriebe nach Fig. 1 in einer Vorderansicht, Fig. 3 ein Bandgetriebe gemäß der Erfindung in einer anderen Ausführunqsform, in einer schematischen Darstellung entsprechend jener nach Fig. 1, Fig. 4 das Bandgetriebe nach Fig. 1 in der Draufsicht auf den Scheibenkäfig, Fig. 5 ein Bandgetriebe gemäß der Erfindung in einer weiteren Ausführungsform, in perspektivischer, teilweise schematischer Darstellung unter Weglassung des Scheibenkäfigs, Fig. 6 das Bandgetriebe nach Fig. 5 in einer Seitenansicht, entsprechend der Linie VI-VI der Fig. 5, Fig. 7 das Bandgetriebe nach Fig. 5 in einer Seitenansicht, entsprechend der Linie VIZ-VII der Fig. 5 und Fig. 8 eine diagrammatische Darstellung der Charakteristik einer Stufe eines Bandgetriebes gemäß der Erfindung.
• Bei dem in den Fig. 1, 2 dargestellten Bandgetriebe ist die antreibende Welle bei 1 und die abtreibende Welle bei 2 veranschaulicht. Die beiden Wellen 1, 2 sind koaxial zu einander angeordnet; ihre gemeinsame Drehachse ist bei 3 angedeutet. Auf der antreibenden Welle 1 ist eine antreibende Bandtrommel 4 aufgekeilt, während auf der abtreibenden Welle 2 eine abtreibende Bandtrommel 5 drehfest angeordnet ist, die somit koaxial zu der antreibenden Bandtrommel 4 ist.
• Die antreibende Bandtrommel 4 ist in einer ersten Getriebestufe I mit einer in ihrer unmittelbaren Nähe angedeuteten ersten Bandtrommel 6 über einen ersten Bandtrieb mit einem endlosen Band 7 gekuppelt, dessen bei 8 gestrichelt angedeutetes Zugtrum um ein Mehrfaches kürzer ist als das zwischen den Trommelradien 6a und 4a sich erstreckende Leertrum.
• Das Leertrum des Bandes 7 ist über leerlaufende Bandtrommeln 10, 11 geführt, die auf Wellen 12, 13 sitzen, welche zusammen mit der antreibenden Welle 1 über endseitige, in Fig. 1 schematisch angedeutete Lager in einer nicht dargestellten Lagerplatte drehbar gelagert sind.
• Mit der ersten Bandtrommel 6 ist über eine durchgehende Welle 14,die ebenfalls endseitig in der erwähnten Lagerplatte gelagert ist, eine zweite Bandtrommel 15 direkt gekuppelt, die in einer zweiten Getriebestufe II in unmittelbarer Nähe der abtreibenden Bandtrommel 5 angeordnet ist. Die zweite Bandtrommel 1 ist mit der abtreibenden Bandtrommel 5 über einen zweiten Bandtrieb in Gestalt eines endlosen Bandes 16 gekuppelt, welches derart angeordnet ist, daß das in Fig. 2 bei 17 sichtbare Zugtrum um ein Mehrfaches kürzer ist als das Leertrum 18, welches sich etwa zwischen den Radien 15a, 5a der zweiten Bandtrommel 15 und der abtreibenden Bandtrommel 5 erstreckt. Das Leertrum des endlosen Bandes 16 ist ebenfalls über zwei leerlaufende Bandtrommeh 18, 19 geführt, welche auf den Wellen 13, 12 sitzen, die zusammen mit der abtreibenden Welle 3 endseitig in einer zweiten, nicht weiter dargestellten Lagerplatte drehbar gelagert sind.
• Alle Bandtrommeln 4, 5, 6, 10, 11, 15, 19, 18 sind ersichtlich symmetrisch zur gemeinsamen Drehachse 3 der antreibenden und abtreibenden Bandtrommel 4 bzw. 12 angeordnet.
• Die Ubersetzung zwischen der antreibenden Welle 1 und der abtreibenden Welle 3 ergibt sich aus den Durchmessern der Bandtrommeln 4, 6, 15 und 5; sie kann in bekannter Weise einfach errechnet werden.
• Das in den Fig. 1, 2 veranschaulichte Bandgetriebe kann ebenso wie die anderen noch zu besprechenden Ausführungsbeispiele mit einer Selbstspannvorrichtung für die Bänder ausgerüstet werden. Dies ist für das Bandgetriebe nach den Fig. 1, 2 in Fig. 4 veranschaulicht: Die Wellen 12, 13, 14 sind in einer Lagerplatte 20 eines Scheibenkäfigs gelagert, der in Fig. 4 im Querschnitt längs einer Ebene zwischen den beiden Getriebestufen I, II der Fig. 1 dargestellt ist und der über eine zweite nicht veranschaulichte Lagerplatte verfügt, welche über bei 21 angedeutete Abstandsbolzen mit der Lagerplatte 20 verbunden ist.
• Der Scheibenkäfig ist bezüglich der gemeinsamen Drehachse 3 der antreibenden und abtreibenden Wellen drehbar gelagert, wobei die Drehbewegung durch einen mit der Lagerplatte 20 verbundenen Anschlagnocken 22 begrenzt ist, der mit einem getriebefesten Anschlag 23 zusammenwirkt. Die von dem endlosen Band 16 umschlungenen Bandtrommeln 15, 19, 18, die exzentrisch zu der gemeinsamen Drehachse 3 der antreibenden und abtreibenden Wellen liegen, sind radial verstellbar an dem Scheibenkäfig gelagert, was beispielsweise derart geschehen kann, daß die Wellen 14, 12, 13 jeweils mit einem Hebelgestänge 24 gekuppelt sind, das es gestattet, die Wellen um mit der Lagerplatte 20 verbundene Drehpunkte nach außen zu schwenken.
• Zur Riemenspannung wird hierbei das auftreibende Rückstelmoment des Abtriebsmomentes verwendet, das eine Drehbewegung des Scheibenkäfigs hervorruft, welche über die Hebelgestänge 24 in eine Radialbewegung der Wellen 14, 12, 13 umgesetzt wird. Anstelle der Hebelgestänge 24 könnten auch Nockenmechanismen verwendet werden, welche die Drehbewegung des Scheibenkäfigs in eine entsprechende Radialbewegung der erwähnten.Bandtrommelwellen umsetzen. An dem Scheibenkäfig greift eine Rückholfeder 26 an, die im Stillstand die Bänder entlastet.
• Eine entsprechende Anordnung, wie sie in Fig. 4 für die Stufe 2 des Bandgetriebes nach Fig. 1 veranschaulicht ist, ist auch für die Stufe 1 des Bandgetriebes nach Fig. 1 vorhanden. Da sie identisch ausgeführt ist, erübrigt sich eine nochmalige Darstellung.
• Eine Abwandlung des Bandgetriebes nach den Fig. 1, 2 ist in Fig. 3 veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist das Band 7 ebenso wie das Band 16 der Getriebestufen 1, 2 jeweils in drei parallellaufende Bänder 7a, 7b, 7c bzw.
• 16a, 16b, 16c aufgeteilt, denen in entsprechender Weise antreibende Bandtrommeln 4 und abtreibende Bandtrommeln 5 zugeordnet sind.
• In der ersten Getriebestufe I wirken die beiden Bänder 7a, 7c in der gleichen Weise wie das Band 7 der Fig. 1 mit entsprechenden ersten Bandtrommeln 6 und leerlaufenden Bandtrommeln 10, 11 zusammen. Das zwischen diesen beiden Bändern 7a, 7c liegende Band 7b umschlingt die zugeordnete antreibende Bandtrommel 4 auf der gegenüberliegenden Seite der Umschlingung durch die Bänder 7a, 7c, wodurch eine gleichmäßigere Lagerbelastung der antreibenden Welle 1 erzielt wird. Das Zugtrum des Bandes 7b liegt bei 70; demgemäß ist die zugeordnete erste Bandtrommel 100 mit der die beiden benachbarten leerlaufenden Bandtrommeln 10 tragenden Welle 12 drehfest gekuppelt, während in der zweiten Getriebestufe die entsprechende zweite Bandtrommel 190 über die Welle 12 mit der ersten Bandtrommel 100 direkt gekuppelt ist. Das über die zweite Bandtrommel 190 laufende Hand 16c der zweiten Getriebestufe II umschlingt die abtreibende Bandtrommel 5 ebenfalls von einer anderen Seite her wie die Bänder 16a, 16b, wobei in dieser Stufe die Umschlingungsbereiche um 1200 gegeneinander versetzt sind.
• Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7 ist die Anordnung derart getroffen, daß die antreibenden und ab: treibenden Wellen 1, 3 mit den Wellen 30, 40, über die die beiden Getriebestufen miteinander gekuppelt sind, in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die antreibende Bandtrommel 4 ist wieder über zwei parallellaufenden Bänder 7a, 7b, welche die antreibende Bandtrommel 4 jedoch von gegenüberliegenden Seiten aus umschlingen, mit einer ersten Bandtrommel 6 bzw.
• 6' gekuppelt, wobei das bei 8 bzw. 8' angedeutete Zugtrum um ein Mehrfaches kürzer als das Leertrum ist. Die erste Bandtrommel 6 ist drehfest mit der Welle 30 verkeilt, welche mit der zweiten Bandtrommel 15 der zweiten Stufe II drehfest verbunden ist. Andererseits ist die andere erste Bandtrommel 6' mit der Welle 40 drehfest gekuppelt, die die zweite Bandtrommel 15' der zweiten Stufe antreibt (Fig. 7).
• Die Anordnung ist derart getroffen, daß auf jeder der Wellen 30, 40 jeweils eine antreibende bzw. angetriebene Bandtro;wmel 6bzw. 15; 6' bzw. 15' drehfest angeordnet und eine leerlaufende Bandtrommel 10 bzw. 19; 10', 19' gelagert ist.
• Das Leertrum der Bänder 16a, 16b ist durch leerlauf ende Bandtrommeln 180, 180' gespannt.
• Selbstverständlich wäre es auch denkbar, bei der nusfhrungsform nach Fig. 5, was im übrigen auch für die Ausführungsform nach Fig. 3 gilt, für beide Getriebestufen die gleiche Trommelanordnung vorzusehen.
• Das den beschriebenen Bandgetrieben zugrundeliegende Prinzip ist anhand des Diagramms nach Fig. 8 leicht zu verstehen: Dadurch, daß das Zugtrum bei den Bandtrieben jeweils um ein Mehrfaches kleiner als das Leertrum ist, ergibt sich für das Leertrum eine sehr flache Charakteristik F2, die nur wenig von dem durch die Linie Fo angedeuteten Idealzustand abweicht, bei dem die im Leertrum auftretende Kraft unabhängig vom Durchzugsgrad des Bandtriebes ist. Aus dem Diagramm ist abzulesen, daß bei einer Änderung der Zugkraft im Zugtrum entsprechend der dem Zugtrum zugeordneten Linie F1 die Zugkraft F2 im Leertrum lediglich eine geringe Veränderung erfährt. Ein Zahlenbeispiel kann dies verdeutlichen: Zugtrumlänge 11 = 100 mm Leertrumlänge 12 = 1000 mm Dehnung des Zugtrums infolge Kraftänderung = A 11 = 10 mm Daraus folgt 1/l1 = 10 %; l1/l2 ~ 1 %.
• Bei einer um 10 z gestiegenen Zugspannung im Zugtrum ist die Leertrumspannung somit lediglich um 1 % gesunken Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen nur einige Möglichkeiten für die Anordnung der Bandtrommeln zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Prinzipes.
• Daneben sind auch andere Anordnungen in großer Anzahl möglich, wobei es insbesondere auch denkbar ist, mehr als zwei Getriebestufen in der erläuterten Weise zusammenzuschalten.

Claims (13)

Patentansprüche

1. Bandgetriebe mit einer antreibenden und einer abtreibenden Bandtrommel, die durch endlose Bänder miteinander gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die antreibende Bandtrommel (4) in einer ersten Getriebestufe (I) mit zumindest einer in unmittelbarer Nähe angeordneten ersten Bandtronmel(6) über einen ersten Bandtrieb (7) gekuppelt ist, dessen Zugtrum (8) um ein Mehrfaches kürzer als das Leertrum ist und eine mit der ersten Bandtromniel (6) gekuppelte zweite Bandtrommel (15) in einer zweiten Getriebestufe (II) mit der in seiner unmittelbaren Nähe koaxial zur antreibenden Bandtrommel (4) angeordneten abtreibenden Bandtrommel (V) über einen zweiten Bandtrieb (16) gekuppelt ist, dessen Zugtrum 7)ebenfalls um ein Mehrfaches kürzer als das Leertrum ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leertrum des ersten und zweiten Bandtriebes (7, 16) über leerlaufende Bandtrommeln (10, 11; 19, 18) geführt ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest einem Baszdtrieb das endlose Band in eine Anzahl parallellaufender endloser Bänder (7a bis 7c;) aufgeteilt ist.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die antreibende und/oder die abtreihende Bandtronunel (4 bzw.

5) von den zugeordneten endlosen Bändern auf verschiedenen Bereichen des Umfan3es um3ckl1ungen ist.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Bandtrommeln (6; 15) jeweils über eine gemeinsame Welle (14) direkt miteinander gekuppelt sind.

6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandtrommeln (6, 10, 11; 15, 19, 18; 4, 5) symmetrisch zur gemeinsamen Drehachse (3) der antreibenden und abtreibenden Bandtrommel (4, 5) angeordnet sind.

7. Getriebe nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die leerlaufenden Bandtrommeln (10, 19) jeweils koaxial zu ersten und zweiten Bandtrommeln (100, 190) angeordnet sind.

8. Gotriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (14, 12, 13 der einzelnen Bandtrommeln endseitig in Lagerplatten (20) eines Scheibenkäfigs gelagert sind.

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkäfig bei festgehaltener abtreibender Bandtrommel (5) als Abtriebsorgan verwendet ist.

10. Getriebe nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenkäfig bezüglich der gemeinsamen Drehachse (3) der antreibenden und abtreibenden Welle (1, 2) begrenzt drehbar gelagert und zumindest eine der von dem ersten oder zweiten Band (7, 16) umschlungenen exzentrisch bezüglich der gemeinsamen Drehachse liegenden Bandtrommeln, (15, 19, 18) radial verstellbar an dem Scheibenkäfig gelagert und mit einem Hebel-oder Nockenmechanismus (24) gekuppelt ist, durch den sie in Abhängigkeit von einer durch das auftretende Rückstellmoment bedingten Verdrehung des Scheibenkäfiga unter Spannung des zugeordneten Bandes radial nach außen drückbar ist.

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenhebel unter der Wirkung einer Rückholfeder (26) steht.

12. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachsen aller die Getriebestufen kuppelnder Wellen (30, 40) in einer gemeinsamen Ebene liegen.

13. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mehr als zwei Stufen aufweist, in denen jeweils eine antreibende Bandtrommel in unmittelbarer Nähe der von ihr angetriebenen ersten Bandtrommel liegt und mit dieser durch einen Bandtrieb gekuppelt ist, dessen Zugtrum um ein Mehrfaches kleiner als das Leertrum ist.