DE29609847U1

DE29609847U1 - Zahnriemen-Antriebsanordnung

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Publication number: DE29609847U1
Application number: DE29609847U
Authority: DE
Original assignee: Expert Maschinenbau GmbH
Current assignee: Expert Maschinenbau GmbH
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2006-06-05

Description

ZENZ · HELBER · HOSBACH & PARTNER

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Zahnriemen-Antriebsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Zahnriemen-Antriebsanordnung insbesondere für Drehtische, wobei ein mittels eines entsprechenden Motors drehantreibbares Antriebsritzel mit einem anzutreibenden Abtriebszahnrad über einen endlosen Zahnriemen gekoppelt ist.

Solche Zahnriemen-Antriebsanordnungen sind bekannt und finden z.B. im Fahrzeugmotorenbau bei der Kopplung von Kurbelwelle und Nockenwelle(n) Anwendung. Aufgrund der Vorteile von Zahnriemenantrieben {geringe Masse, geräuscharmer und schmiermittelfreier Lauf) werden solche Zahnriemenantriebe in letzter Zeit verstärkt auch zur Übertragung von Antriebskräften in anderen technischen Bereichen genutzt, z.B. beim Antrieb von Drehtischen. Dabei sind die bekannten Antriebsanordnungen stets so getroffen, daß der Zahnriemen um Antriebsritzel und Abtriebszahnrad wie bei einem üblichen Kettenantrieb herumgelegt wird, wobei sich die Verzah-

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nung auf der dem Ritzel bzw. dem Zahnrad zugewandten Innenseite des Zahnriemens befindet. Diese Anordnung bedingt aber, daß insbesondere dann, wenn - was gerade bei Drehtischen häufig der Fall ist - das Abtriebszahnrad einen sehr großen Durchmesser aufweist, ein sehr langer und damit entsprechend teurer Zahnriemen verwendet werden muß. Hinzu kommt, daß sich insbesondere dann, wenn das Abtriebszahnrad ohne Zwischenschaltung weitere Zahnräder oder sonstige Kraftübertragungsglieder direkt an dem zur Erzeugung einer Rotationsbewegung anzutreibenden Teil einer Maschine, z.B. einem Drehtisch befestigt ist, so daß also die Drehachse des Abtriebszahnrades mit der Drehachse der gewünschten Rotationsbewegung des Maschinenteils zusammenfällt, ein Wechsel des Zahnriemens in aller Regel äußerst schwierig gestaltet.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Zahnriemen-Antriebsanordnung anzugeben, welche es ermöglicht, Antriebsritzel und Abtriebszahnrad mittels eines Zahnriemens zu koppeln, dessen Länge auch bei im Vergleich zum Antriebsritzel sehr großen Abtriebszahnrädern geringer sein kann, als der Umfang des Abtriebszahnrades, und welche es ferner ermöglicht, den Zahnriemen derart anzuordnen, daß er für Wartungs- und insbesondere Austauscharbeiten leicht zugänglich bleibt.

Die Aufgabe wird gelöst von einer Zahnriemen-Antriebsanordnung der eingangs genannten Art, bei welcher wenigstens zwei von jeweils einem Abschnitt einer Seite (Innenseite) des Zahnriemens partiell umschlungene Umlenkrollen vorgesehen sind, um welche der Zahnriemen derart geführt ist, daß jede Umlenkrolle im Betrieb stets die der Laufrichtung des Zahnriemens entsprechende Drehrichtung aufweist, wobei die Verzahnung des Zahnriemens auf der den Umlenkrollen abgewandten Seite (Außenseite) des Zahnriemens vorgesehen ist und Antriebsritzel und Abtriebszahnrad derart angeordnet sind, daß sie von jeweils einem Abschnitt der Außenseite

des Zahnriemens partiell umschlungen werden, so daß stets ein Teil ihrer Zähne mit einem Teil der Zähne des Zahnriemens in Eingriff steht und Antriebsritzel und Abtriebszahnrad im Betrieb die zur Laufrichtung des Zahnriemens umgekehrte Drehrichtung aufweisen.

Auf diese Weise wird es möglich, den Zahnriemen - in Richtung der Drehachsen von Antriebsritzel oder Abtriebszahnrad gesehen - quasi zwischen Antriebsritzel und Abtriebszahnrad anzuordnen, so daß die Drehachsen dieser beiden Zahnräder außerhalb des durch den Zahnriemen umgrenzten Gebietes liegt, bei einem Wechsel also nicht von den beiden Zahnrädern abgezogen werden muß. Zudem kann jetzt ein Zahnriemen verwendet werden, dessen Länge nicht mehr vom Umfang von Antriebsritzel und Abtriebszahnrad dem dem Abstand deren beider Mittelachsen voneinander bestimmt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei mit jeweils einem Abschnitt der Innenseite des Zahnriemens in Kontakt stehende Umlenkrollen vorgesehen, wobei der Umschlingungswinkel des Zahnriemens mit jeder dieser Umlenkrollen wenigstens 180° beträgt. Dies erlaubt es, einen besonders kurzen Zahnriemen zur Kopplung von Antriebsritzel und Abtriebszahnrad zu verwenden, wobei die Umlenkrollen, das Antriebsritzel und das Abtriebszahnrad vorzugsweise derart angeordnet sind, daß im Betrieb ein und derselbe Abschnitt des Zahnriemens nacheinander über eine Umlenkrolle, das Antriebsritzel, die andere Umlenkrolle und das Abtriebszahnrad läuft. Prinzipiell ist es jedoch auch möglich, die Umlenkrollen, das Antriebsritzel und das Abtriebszahnrad derart anzuordnen, daß im Betrieb ein und derselbe Abschnitt des Zahnriemens nacheinander erst über die beiden Umlenkrollen und dann das Antriebsritzel und das Abtriebszahnrad oder das Abtriebszahnrad und das Antriebs-5 ritzel läuft. Der Fachmann kann also vorteilhaft die für den jeweiligen Anwendungsfall in Abhängigkeit von den räum-

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lichen und maschinenbaulichen Gegebenheiten günstigste Zahnriemen-Antriebsanordnung auswählen.

Um den Umschlingungswinkel des Zahnriemens auf dem Antriebsritzel und/oder dem Abtriebszahnrad zu erhöhen, ist es möglich, drei oder vier mit jeweils einem Abschnitt der Innenseite des Zahnriemens in Kontakt stehende Umlenkrollen vorzusehen. Dabei muß bei Verwendung von drei oder mehr Umlenkrollen zwar auch ein entsprechend längerer Zahnriemen verwendet werden, da es die Umlenkrollen jedoch ermöglichen, den Zahnriemen so zu führen, daß die Umschlingungswinkel mit dem Antriebsritzel bzw. Abtriebszahnrad erhöht werden, also jeweils mehr Zähne des Zahnriemens mit den Zähnen der jeweiligen Zahnräder zur Übertragung der Antriebskräfte in Eingriff stehen, ist die Beanspruchung der einzelnen Zähne des Zahnriemens und damit der Verschleiß des Zahnriemens geringer.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den rein beispielhaft und nicht beschränkend drei mögliche Ausführungsformen erfindungsgemäßer Zahnriemen-Antriebsanordnungen zeigenden Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen mit einer Zahnriemen-Antriebs

anordnung mit zwei Umlenkrollen versehenen Drehtisch in Seitenansicht;

Fig. 2 den Drehtisch nach Fig. 1 in Draufsicht, wobei jedoch die Arbeitsplatte 0 des Drehtisches abgehoben ist;

Fig. 3 eine Prinzipskizze einer Zahnriemen-Antriebsanordnung mit zwei Umlenkrollen;

Fig. 4 eine Prinzipskizze einer Zahnriemen-Antriebsanordnung mit drei Umlenkrollen und

Fig. 5 eine Prinzipskizze einer Zahnriemen-Antriebsanordnung mit vier Umlenk

rollen.

In der Fig. 1 ist in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneter Drehtisch in Seitenansicht gezeigt, bei welchem ein elektronisch gesteuerter Elektromotor 12 ein Antriebsritzel 14 in an sich bekannter Weise antreibt. Zur Erzeugung einer Rotationsbewegung der Arbeitsplatte 16 des Drehtisches 10 ist das Antriebsritzel 14 mit einem in dieser Figur nicht sichtbaren, am Sockel 18 des Drehtisches 16 vorgesehenen Abtriebszahnrad unter Zwischenschaltung eines über zwei hier ebenfalls nicht gezeigte Umlenkrollen geführten Zahnriemens 2 0 gekoppelt.

In der Fig. 2 ist der Drehtisch gemäß Fig. 1 in Draufsicht gezeigt, wobei jedoch die Arbeitsplatte des Drehtisches von dem Sockel 18 abgehoben wurde, so daß der Blick auf das Abtriebszahnrad 22 freigegeben ist. Wie in dieser Figur deutlich zu erkennen, ist der Zahnriemen 20 - anders als bei herkömmlichen Zahnriemen-Anordnungen - nicht um das Antriebsritzel 14 und das Abtriebszahnrad 22 herumgeführt, sondern vielmehr zwischen beiden angeordnet und um zwei Umlenkrollen 24 und 26 gelegt. Die Achsen der beiden Umlenkrollen 24 und 26 befinden sich also innerhalb, die Achsen des Antriebsritzels 14 und des Abtriebszahnrades 22 außerhalb des von dem Zahnriemen 2 0 umschlossenen Gebietes, so 0 daß die Umlenkrollen 24 und 26 im Betrieb stets die der Laufrichtung des Zahnriemens 20 entsprechende Drehrichtung besitzen, während Antriebsritzel 14 und Abtriebszahnrad 22 gerade den dazu entgegengesetzten Drehsinn haben. Läuft also der Zahnriemen 2 0 im Uhrzeigersinn, so drehen sich An-

triebsritzel 14 und Abtriebszahnrad 22 gegen den Uhrzeigersinn.

In den Fig. 3 bis 5 sind verschiedene erfindungsgemäße Zahnriemen-Antriebsanordnungen gezeigt, wobei der Zahnriemen 2 0 durch Verwendung von zwei, drei bzw. vier Umlenkrollen auf verschiedenen Bahnen geführt wird, so daß sich jeweils unterschiedliche Umschlingungswinkel von Zahnriemen und Abtriebszahnrad bzw. Antriebsritzel ergeben.

In der Fig. 3 ist die Bahn des Zahnriemens 2 0 durch zwei Umlenkrollen 24 und 26 bestimmt. Dementsprechend ist es nicht möglich, den Zahnriemen um einen großen Winkel um das Abtriebszahnrad 22 oder das Antriebsritzel 14 herum zu führen, so daß der Umschlingungswinkel &agr;, innerhalb dessen jeweils ein Abschnitt des Zahnriemens 20 das Abtriebszahnrad 22 umschlingt, ebenso wie der Umschlingungswinkel ß, innerhalb dessen der Zahnriemen 20 das Antriebsritzel 14 umschlingt, relativ klein sind und jeweils nur wenige Zähne 0 von Antriebsritzel und Zahnriemen bzw. von Abtriebszahnrad und Zahnriemen miteinander in Eingriff kommen, die dementsprechend stärker belastet werden. Allerdings kann bei dieser Anordnung ein besonders kurzer Zahnriemen verwendet werden, der zudem leicht austauschbar ist. Sollen größere Kräfte übertragen werden, so kann es sinnvoll sein, die Umschlingungswinkel &agr; und &bgr; wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt durch Verwendung von drei (Fig. 4) bzw. vier (Fig. 5) Umlenkrollen zu vergrößern.

0 In der Fig. 4 ist die Bahn des Zahnriemens 2 0 durch drei Umlenkrollen 24, 26 und 28 bestimmt. Der Zahnriemen umschlingt Abtriebszahnrad 22 und Antriebsritzel 14 jeweils in einem Winkelbereich von etwa 90°, so daß jeweils etwa ein Viertel der Zähne von Abtriebszahnrad 22 bzw. Antriebsritzel 14 mit der entsprechenden Zahl von Zähnen des Zahnriemens 2 0 in Eingriff stehen. Durch Verwendung einer zusätzlichen Umlenkrolle 30 ist es - wie in Fig. 5 gezeigt -

leicht möglich, die ümschlingungswinkel &agr; und &bgr; noch weiter zu erhöhen, wobei entsprechend längere Zahnriemen 20 verwendet werden müssen.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich z.B. auf die Anzahl, Anordnung und Durchmesser der Umlenkrollen beziehen. Erfindungswesentlich ist jedenfalls, daß der Zahnriemen nicht mehr um Antriebsritzel und Abtriebszahnrad herum gelegt wird, sondern daß die Achsen von Antriebsritzel und Abtriebszahnrad außerhalb des von dem geschlossenen Zahnriemen umschlossenen Gebietes liegen, wodurch ein leichter Wechsel des Zahnriemens und die Verwendung sehr kurzer Zahnriemen möglich wird. Grundsätzlich kann die nach außen weisende Verzahnung des Zahnriemens auch zum synchronen Antrieb weiterer drehanzutreibender Funktions-Baugruppen - z.B. Steuer-, Werkzeug-Spann-, -Halte- oder -Übergabe-Einrichtungen - dienen.

Claims

's* Schutzansprüche

1. Zahnriemen-Antriebsanordnung insbesondere für Drehtische (10), wobei ein mittels eines entsprechenden Motors (12) drehantreibbares Antriebsritzel (14) mit einem anzutreibenden Abtriebszahnrad (22) über einen endlosen Zahnriemen (20) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens zwei von jeweils einem Abschnitt einer Seite (Innenseite) des Zahnriemens (20) partiell umschlungene Umlenkrollen (24, 26, 28, 30) vorgesehen sind, um welche der Zahnriemen (20) derart geführt ist, daß jede Umlenkrolle (24, 26, 28, 30) im Betrieb stets die der Laufrichtung des Zahnriemens (2 0) entsprechende Drehrichtung aufweist,

daß die Verzahnung des Zahnriemens (20) auf der den Umlenkrollen (24, 26, 28, 30) abgewandten Seite 0 (Außenseite) des Zahnriemens (20) vorgesehen ist und

daß Antriebsritzel (14) und Abtriebszahnrad (22) derart angeordnet sind, daß sie von jeweils einem Abschnitt der Außenseite des Zahnriemens (20) partiell umschlungen werden, so daß stets ein Teil ihrer Zähne mit einem Teil 5 der Zähne des Zahnriemens (2 0) in Eingriff steht und Antriebsritzel (14) und Abtriebszahnrad (22) im Betrieb die zur Laufrichtung des Zahnriemens (2 0) umgekehrte Drehrichtung aufweisen.

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2. Zahnriemen-Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit jeweils einem Abschnitt der Innenseite des Zahnriemens (20) in Kontakt stehende Umlenkrollen (24, 26) vorgesehen sind, wobei der Umschlingungswinkel des Zahnriemens (20) mit jeder dieser Umlenkrollen (24, 26) jeweils wenigstens 180° beträgt.

3. Zahnriemen-Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (24, 26), das Antriebsritzel (14) und das Abtriebszahnrad (22) derart angeordnet sind, daß im Betrieb ein und derselbe Abschnitt des Zahnriemens (20) nacheinander über eine Umlenkrolle (26), das Antriebsritzel (14), die andere Umlenkrolle (24) und das Abtriebszahnrad (22) läuft.

4. Zahnriemen-Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen, das Antriebsritzel und das Abtriebszahnrad derart angeordnet sind, daß im Betrieb ein und derselbe Abschnitt des Zahnriemens nacheinander über die beiden Umlenkrollen und dann das Antriebsritzel und das Abtriebszahnrad oder das Abtriebszahnrad und das Antriebsritzel läuft.

5. Zahnriemen-Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei mit jeweils einem Abschnitt der Innenseite des Zahnriemens (20) in Kontakt stehende Umlenkrollen (24, 26, 28) vorgesehen sind.

6. Zahnriemen-Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier mit jeweils einem Abschnitt der Innenseite des Zahnriemens (20) in Kontakt stehende Umlenkrollen (24, 26, 28, 30) vorgesehen sind.

7. Zahnriemen-Antriebsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschiingungswinkel des Zahnriemens (20) mit dem Antriebsritzel und/oder mit dem Abtriebszahnrad (22) mehr als 90° beträgt.

8. Zahnriemen-Antriebsanordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der das Antriebsritzel (14) drehantreibende Motor (12) ein elektronisch gesteuerter Elektromotor ist.