DE3744581C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Leistungsübertragungsvorrichtung, die in der Lage ist, eine Antriebskraft über einen Riemen, eine Kette und dgl. zu übertragen, wobei die exzentrische Bewegung und dgl. der Antriebsscheibe oder der Riemenscheibe absorbiert wird.

Im Falle von Schleifmaschinen und Werkzeugmaschinen für die mittenlose Bearbeitung und bei Maschinen zum Transport von Gütern, beispielsweise bei Leistungsgetrieben für den Drehantrieb von Rollen, wird üblicherweise ein Band- oder Riemenantriebssystem verwendet.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines Getriebes mit dem Übersetzungswellenteil der mittenlosen Schleifmaschine. Die Leistungsübertragung erfolgt von einem Antriebsmotor 1 aus auf eine Übersetzungs- oder Vorgelegewelle 2 mittels Riemenscheiben 5 und 6, die an einer Abtriebswelle 3 des Antriebs­ motors 1 bzw. einer Drehwelle 4 der Übersetzungswelle 2 befestigt sind, wobei sich Band- oder Riemenglieder, wie beispielsweise V-Riemen 7, zwischen den Riemenscheiben 5 und 6 erstrecken. Die Übersetzungswelle 2 weist einen U-förmigen Rahmen 8 auf und eine durch den Rahmen 8 mittels einer Drehwelle 4 getragene Rolle (Drehkörper) 9, wobei ferner ein mit Öl gefülltes Gehäuse vorgesehen ist, um die glatte störungsfreie Drehung der vom Rahmen 8 getragenen Drehwelle 4 zu ermöglichen.

Fig. 2 zeigt im einzelnen, wie die Riemenscheibe 6 an der Drehwelle 4 im Falle der bekannten Übersetzungswelle 2 befestigt ist. Die Welle 4 ist ferner mit einem Gewindeteil 4b am vordersten Ende ihres verjüngten Teils 4a ausgestattet. Die Welle 4 weist ferner einen Schulterteil 4c mit größerem Durchmesser an der Basis ihres verjüngten Teils 4a auf, sie erstreckt sich ferner zum Drehkörper 9 hin (oder nach links in Fig. 2). Die Riemenscheibe 6 besitzt eine verjüngte Öffnung, die auf den verjüngten Teil 4a der Welle 4 paßt, und die Riemenscheibe 6 ist ferner mit einer Ausnehmung 14 an ihrem vordersten Ende ausgestattet, wobei in der Ausnehmung ein Befestigungsglied 11 untergebracht ist, um die Riemenscheibe 6 an der Welle 4 zu befestigen. Keilnuten 12 sind am Außenumfang des verjüngten Teils 4a der Welle 4 sich jeweils in Längsrichtung erstreckend, vorgesehen, und ferner auch am Innenumfang der verjüngten Öffnung der Riemenscheibe 6. Die Riemenscheibe 6 wird mit der Welle 4 drehfest verbunden, daß ein Keil 13 in die Keilnuten 12 eingesetzt wird, und die als Befestigungsglied dienende Mutter 11 wird auf den Gewindeteil 4b der Welle 4 aufgeschraubt. Die Riemenscheibe 6 ist auf diese Weise festgelegt, und dauerhaft an der Welle 4 in der Weise befestigt, daß die Basis- Stirnfläche der Riemenscheibe nicht gegen den Schulterteil 4c der Welle 4 gedrückt ist, sondern benachbart dazu angeordnet ist.

Im Falle dieses konventionellen Leistungsgetriebesystems wird die Befestigung der Riemenscheibe 6 an der angetriebenen Welle 4 dadurch erreicht, daß man die verjüngte Öffnung 6a der Riemenscheibe 6 engpassend auf den verjüngten Teil 4a der Welle 4 aufschiebt. Es wird daher ein gewisser Einfluß auf die Riemenscheibe 6 zu dem Zeitpunkt ausgeübt, wo Leistungsübertragung auf die Welle 4 erfolgt, was die Bewegung der Vorlegewelle 2 nachteilig beeinflussen kann. Die Welle 4 und die Riemenscheibe 6 sind Drehglieder in der Vorgelegewelle 2. Es ist daher am besten, wenn deren Drehmittelachsen miteinander konsistent oder übereinstimmend sind, wie dies durch das Bezugszeichen O in Fig. 2 gezeigt ist.

In der Praxis sind jedoch ihre Drehachsen zueinander verschoben, und zwar wegen eines Fertigungsfehlers oder wegen Krafteinwirkungen (Schlägen) nach der Fertigstellung der Vorrichtung, wodurch eine Exzentrizität hervorgerufen wird, wie dies durch die "Zwei-Punkt- und Strich"-Linie O1 in Fig. 2 angedeutet ist. Selbst dann, wenn ihre Drehmittelachsen miteinander übereinstimmen, kann die Umfangsfläche der Riemenscheibe 6, die mit dem Riemen in Kontakt steht, nicht als wahrer Kreis angesehen werden, da eine Kraft auf die Riemenscheibe 6 ausgeübt wird, die die Welle 4 zu einer Seite hin zwingt. Die Vorrichtung wird auf diese Weise allmählich locker.

Wenn die konventionellen Kupplungen in einer Getriebebetriebsart verwendet werden, so ist es nahezu unmöglich, daß die antreibenden und angetriebenen Kupplungen auf der gleichen Linie liegen.

Die vorliegende Erfindung sieht ein Getriebe vor, das in der Lage ist, stets eine konstante Leistung auf einen an­ getriebenen Drehkörper selbst dann zu übertragen, wenn der Drehkörper etwas exzentrisch ist.

Das Ziel der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist das Leistungseingabeglied der Leistungs­ getriebevorrichtung drehbar im Rahmen gelagert und das Leistungsübertragungsglied ist zwischen dem Leistungs­ eingabeglied und der Drehwelle angeordnet. Dadurch kann die Verschiebung, die durch Herstellungsfehler eines jeden der Teile der Vorrichtung hervorgerufen wird, absorbiert werden, um so nur die Drehkraft gleichmäßig auf die Drehwelle zu übertragen. Zudem können die Riemen Ketten oder dgl. fest angezogen (gespannt) werden und man erreicht somit eine glatte, ungestörte Leistungsübertragung, selbst dann, wenn ein Abbremsvorgang auftritt.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine mittenlose Bearbeitungs-Vorgelegewelle mit einer Leistungsgetriebevorrichtung, bei der die Erfindung anzuwenden ist;

Fig. 2 zeigt ein Beispiel des konventionellen Getriebes;

Fig. 3 einen Schnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungs­ gemäßen Leistungsgetriebevorrichtung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten der Vorrichtung gemäß Fig. 3 in positionsmäßiger Bezie­ hung.

Im folgenden sei das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Leistungsübertragungsvorrichtung oder Getriebes.

Das Getriebe wird in einer mittenlosen Werkzeugmaschine oder dgl. verwendet und sie weist einen Flansch 22 auf, der von der Seite oder dgl. eines Rahmens 21 wegragt, wobei eine Riemenscheibe 23 drehbar auf dem Flansch 22 gelagert ist, und zwar mittels eines Kugellagers 32, um so als Leistungseingabeglied zu dienen; außerdem ist ein erstes Kupplungsglied 24 am vorderen Ende der Riemenscheibe 23 mittels Bolzen 33 befestigt und ein Leistungsübertragungsglied 26 steht mit dem ersten Kupplungsglied 24 an dessen vorderen Ende in Verbindung, während ein zweites Kupplungsglied 25 mit dem anderen Ende, bzw. dem Basisteil des Leistungsübertragungsglieds 26, in Eingriff steht, und schließlich die Drehwelle 30 mit dem zweiten Kupplungsglied 25 sich in Eingriff befindet.

Die Drehwelle 30 ist drehbar am Rahmen 21 gelagert und ein Öldichtungsgehäuse 31 ist am Wellentragteil des Rahmens 21 befestigt. Die Drehwelle 30 ist verjüngt, d. h. ihr Durchmesser wird, ausgehend vom vorderen Ende der Welle 30 größer in Richtung auf die Basis hin, wobei das vordere Ende in Fig. 3 als rechtsliegend angesehen werden kann; ferner ist die Drehwelle 30 mit einem Gewindeteil 30b am vorderen Ende ausgestattet. Die Drehwelle 30 bildet an der Basis des sich verjüngenden Teils 30a einen sich zum Rahmen 21 hin erstreckenden Schulterteil 30c aus.

Die Riemenscheibe 23 ist auf die Außenhülsen der Lager 32 fest aufgepaßt und sie ist mit Keilriemennuten 34 an ihrem Außenumfang ausgestattet. Die Riemenscheibe 23 ist ebenfalls mit mehreren Schraubenlöchern 35 an ihrer vorderen Stirnfläche ausgestattet, die mit gleichem Winkelabstand zwischen benachbarten Löchern in Umfangsrichtung versehen sind. Die Lager 32 (im Fall der Fig. 3 zwei Lager) besitzen Zwischenscheiben 29 zwischen einander und sind an dem zylindrischen Flansch 22 befestigt, der von der Seite des Rahmens 21 wegragt; wenn eine Mutter auf den Gewindeteil 36 am vordersten Ende des Flanschs 22 aufgeschraubt ist, so werden die Innenringe der Lager 32 festgelegt, wohingegen die Außenringe durch das erste Kupplungsglied 24 über einen Distanzring 53 und einen Innenbund in der Riemenscheibe festgelegt werden. Die Riemen­ scheibe 23 ist auf diese Weise drehbar und axial unverschiebbar auf dem Flansch 22 gelagert.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Bauteile und der Positionsbeziehung des ersten Kupplungsglieds 24, des Leistungs­ übertragungsglieds 26, des zweiten Kupplungsglieds 25 und einer Befestigungsmutter 27 für die Befestigung und Festlegung des zweiten Kupplungsglieds 25 an der Drehwelle 30.

Aus Fig. 4 ergibt sich, daß das erste Kupplungsglied 24 eine Scheibe ist, die in ihrer Mitte eine durchgehende Öffnung 36 aufweist. Glied 24 ist ferner mit einer Vielzahl von durchgehenden seitlichen Bohrungen 37 in der Nähe des Umfangsrandes ausgestattet, wobei die Bohrungen 37 derart angeordnet sind, daß ein gleicher Winkelabstand zwischen benachbarten hindurchgehenden Bohrungen 37 vorgesehen ist, um so den bereits erwähnten Schraublöchern 35 zu entsprechen. Ferner ist das Glied 24 mit einer Vielzahl von Zähnen 38 versehen, die sich radial zur Mittelachse O hin erstrecken und am Innenumfang des Gliedes vorgesehen sind, wobei ebenfalls ein gleicher Winkelabstand zwischen benachbarten Zähnen 38 in Umfangsrichtung vorgesehen ist.

Das Leistungsübertragungsglied 26 ist ein an beiden Enden offenes Rohr mit einem solchen Außendurchmesser, daß es in die durchgehende Öffnung 36 des ersten Kupplungsglieds 24 formschlüssig eingesetzt werden kann. Es ist auch in den hohlen Teil des Flansches 22 mit einem hinreichenden radialen Abstand 45 dazu angeordnet. Das Leistungsübertragungsglied 26 ist mit einer ersrten Vielzahl von Zähnen 40 ausgestattet, die von der vorderen Stirnfläche des Glieds 26 in Längsrichtung wegragen und einen gleichen Winkelabstand zwischen benachbarten Zähnen 40 vorsehen, um so mit den Zähnen 38 in Eingriff kommen zu können. Das Leistungsübertragungsglied 26 ist ferner mit einer zweiten Vielzahl von Zähnen 41 ähnlich den Zähnen 40 ausgestattet, wobei sich die Zähne 41 von der Basisstirnfläche des Glieds 26 aus in Längsrichtung erstrecken, und zwar ebenfalls mit einem gleichen Winkelabstand zwischen den benachbarten Zähnen 41.

Das zweite Kupplungsglied 25 ist ein an beiden Enden offener Zylinder mit einem solchen Außendurchmesser, daß es in dem hohlen Teil 39 des Leistungsübertragungsglieds 26 untergebracht werden kann, und zwar derart, daß ein hinreichender radialer Abstand zwischen diesen beiden Teilen verbleibt. Das zweite Kupplungsglied 25 besitzt eine verjüngte Öffnung 25a, die auf den verjüngten Teil 30a der Drehwelle 30 paßt. Das zweite Kupplungsglied 25 ist an seinem Basisteil mit einem an den Innendurchmesser 39 des Leistungsübertragungsgliedes angepaßten Verbindungsteil 25b ausgestattet, ferner erstreckt sich eine Vielzahl von Zähnen 46 in Radialrichtung nach außen vom Außenumfang des Verbindungsteils 25b, wobei zwischen benachbarten Zähnen ein gleicher Winkelabstand in Umfangsrichtung des Verbindungsteils 25b vorgesehen ist. Diese Zähne 46 stehen in Eingriff mit den zweiten Zähnen 41des Leistungsüber­ tragungsglieds 26. Ferner sind sich in Längsrichtung erstreckende und einander entsprechende Keilnuten 42 am Außenumfang des verjüngten Teils 30a der Drehwelle 30 und auch am Innenumfang der verjüngten Öffnung 25a des zweiten Kupplungsglieds 25 ausgebildet. Die Anbringung des zweiten Kupplungsglieds 25 auf der Drehwelle 30 wird in der Weise ausgeführt, daß das zweite Kupplungsglied 25 auf die Drehwelle 30 von der Vorderseite der Drehwelle 30 jeder Basisseite hin aufgeschoben wird, wobei ein Keil 43 in die Keilnuten 42 eingesetzt wird, und daß die Befestigungsmutter 27 sodann auf den Gewindeteil 30b der Drehwelle 30 aufgeschraubt wird. Wenn die verjüngten Teile 25a und 30a in dieser Weise zusammengepaßt sind, ist das zweite Kupplungsglied 25 drehfest und axial unverschiebbar mit der Drehwelle 30 verbunden.

Wenn das erste Kupplungsglied 24, das Leistungsübertragungsglied 26 und das zweite Kupplungsglied 25 miteinander zusammengebaut sind, wird das Leistungsübertragungsglied 26 vom Verbindungsteil 25a des zweiten Kupplungsglieds 25 am Basisteil desselben getragen und steht in Eingriff damit und steht ferner an seinem vorderen Ende in Eingriff mit dem ersten Kupplungs­ glied 24. Das Bezugszeichen 44 in Fig. 3 bezieht sich auf den oben erwähnten radialen Abstand, der zwischen dem Leistungsübertragungsglied 26 und dem zweiten Kupplungsglied 25 vorgesehen ist.

Wenn das Leistungsübertragungsglied 26 das erste und zweite Kupplungsglied 24 und 25 miteinander zusammengebaut sind, so ist auch hinreichend Abstand in Axialrichtung zwischen dem Boden 52a jeder der Ausnehmungen 52 gelassen, die jeweils ausgebildet sind zwischen benachbarten ersten Zähnen 40 des Leistungsübertragungsglieds 26 und der hinteren Stirnfläche 38b jedes der inneren Zähne 38 des ersten Kupllungs­ glieds 26. In ähnlicher Weise wird ein hinreichender axialer Abstand zwischen dem Boden 47a jeder der Ausnehmungen 47 gelassen, jeweils ausgebildet zwischen benachbarten zweiten Zähnen 41 am Leistungsübertragungsglied 26 und der vorderen Stirnfläche 46b jedes der äußeren Zähne 46 an der Basis des zweiten Kupplungsglieds 25. Um auftretende Stöße zu vermindern, die dann hervorgerufen werden, wenn die Böden 52a und die hinteren Stirnflächen 38b oder die Böden 47a und die vorderen Stirnflächen 46 gegeneinander stoßen, ist es vorzuziehen, elastisches Material, wie beispielsweise Gummi, auf mindestens eine der gepaarten Stirnflächen 52a und 38b aufzubringen und auf mindestens eine der gepaarten Oberflächen 47a und 46b, und zwar erfolgt die Aufbringung des elastischen Materials entweder durch Ankleben oder durch einen Überzug. Oder aber es ist möglich, Hohlräume 50 an den Böden 52a der Ausnehmungen 52 an der vorderen Seite des Leistungsübertragungsglieds 26 vorzusehen in denen die Druckfedern 51 untergebracht sein können, die mit ihrem Kopf aus dem jeweiligen Hohlraum 50 herausragen, um an der hinteren Stirnfläche 38b des entsprechenden inneren Zahns 38 des ersten Kupplungsglieds 24 anzuliegen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Alternativ ist es möglich, Hohlräume 48 an den Böden 47a der Ausnehmungen 47 an der Basisseite des Leistungsübertragungsglieds 26 auszubilden, in denen die Druckfedern 49 untergebracht sein können, um mit dem Kopf der Federn aus dem Hohlraum 48 zu ragen und an der vorderen Stirnfläche 46b des entsprechenden Außenzahns 46 des zweiten Kupplungsglieds 25 anzuliegen.

Wenn die Anordnung in dieser Weise erfolgt, so ist die Riemenscheibe 23 mit der Drehwelle 30 verbunden und wenn die V-Riemen 7 sodann zwischen der Riemenscheibe 23 und der Riemenscheibe 5, angeordnet an der Seite des Antriebsmotors 1 gestreckt sind, so ist das Leistungsübertragungssystem zur Drehwelle 3 vervollständigt.

Wenn Leistung vom Antriebsmotor 1 über die Leistungsgetriebevorrichtung mit der oben beschriebenen Anordnung übertragen wird, so wird die Riemenscheibe 23 vom Flansch 22 und dem Rahmen 21 selbst dann getragen, wenn Kräfte mit Ausnahme der Drehkraft oder nach oben oder unten gerichteten Kräfte, hervorgerufen beispielsweise durch die Exzentrizität, an die Riemenscheibe 23 übertragen werden. Die Drehkraft wird von der Riemenscheibe 23 zum vorderen Ende des Leistungsübertragungsglieds 26 über das erste Kupplungsglied 24 übertragen und ferner zum zweiten Kupplungsglieds 25, welches im Eingriff steht mit der Basis des Leistungsübertragungsglieds 26, wodurch die beiden Glieder 25 und 26 gedreht werden. Die Drehkraft wird auf diese Weise zur Drehwelle 30 übertragen. Da das Leistungsübertragungsglied 26 mit dem zweiten Kupplungsglied 25 am Basisteil desselben verbunden ist, aber ansonsten nicht mit dem zweiten Kupplungsglied 25 (und der Drehwelle 30) in Berührung steht, überträgt es Leistung von der Riemenscheibe 23 zur Drehwelle 30, der Torionskraft unterworfen. Selbst wenn die durch Exzentrizität u. dgl. in radialer oder anderer Richtung hervorgerufene Verschiebung von der Drehwelle 30 auf die Riemenscheibe oder von der Riemenscheibe auf die Drehwelle 30 im Laufe des Betriebs übertragen werden soll, so wird die Verschiebung durch die Flexibilität des Leistungsübertragungsglieds 26 absorbiert, und zwar ebenso wie die relative Verschiebung am Verbindungsteil davon, um so eine glatte Leistungsübertragung zu erreichen.

Wenn Dämpfungsmaterial, wie beispielsweise Gummi, an den Kontaktstirnflächen zwischen den Zähnen 38 und den ersten Zähnen 40 oder zwischen den äußeren Zähnen 46 und den zweiten Zähnen 41 am Verbindungsteil zwischen den Leistungsübertragungsglied 26 und dem ersten Kupplungsglied 24 oder zwischen dem Leistungsübertragungsglied 26 und dem zweiten Kupplungsglied 25 angeordnet wird, so kann das durch den Eingriff verursachte Geräusch vermindert werden, um eine ruhige Betriebsart zu ermöglichen.

Wie in Fig. 4 gezeigt, können Hohlräume ähnlich den Hohlräumen 48 und 50 in den kontaktierten Stirnflächen 38a oder 46a der inneren oder äußeren Zähne 38 oder 46 ausgebildet sein, um Federn ähnlich den Federn 49 und 51 unterzubringen.

Die erfindungsgemäße Leistungsübertragungsvorrichtung kann aus Stahl oder leichtem Material, wie beispielsweise Kunststoff hergestellt sein.

Das Leistungsübertragungsglied 26 kann mit einer Vielzahl von schwachen, sich längs des Zylinderteils erstreckenden Schlitzen ausgestattet sein. Wenn dies der Fall ist, so wird das Leistungsübertragungsglied 26 flexibler in Torionsrichtung und selbst dann, wenn eine plötzliche Leistungsübertragung von der Antriebsseite (oder der Riemenscheibe 23) her zur angetriebenen Seite (oder der Drehwelle 30) hin erfolgt, so kann das Leistungsübertragungsglied 26 den Stoß abdämpfen und so den Bruch der Glieder verhindern.

Obwohl die Leistungsübertragung von der Riemenscheibe zu dem Leistungsübertragungsglied 26 durch das Getriebe erreicht wurde, so kann dies doch auch durch Schnecken- und Schneckenradsysteme erfolgen.

Claims (6)

1. Getriebe mit einem Rahmen (21) zur drehbaren Lagerung eines angetriebenen Drehkörpers (9), einer sich entlang der Achse des angetriebenen Drehkörpers erstreckenden Drehwelle (30), einem Leistungseingabeglied (23), z. B. einer Riemenscheibe, zur Aufnahme eines Drehmoments, einem Flansch (22), mit einem hohlen zylindrischen Teil der von einer Seite des Rahmens (21) wegragt, und auf dem das Leistungseingabeglied (23) drehbar gelagert ist, einem zylindrischen Leistungsübertragungsglied (26), z. B. einer Kupplungshohlwelle, das konzentrisch zwischen dem Leistungseingabeglied (23) und der Drehwelle (30) angeordnet ist, und sich längs der Drehwelle derart erstreckt, daß das Leistungsübertragungsglied (26) die Drehwelle (30) in sich aufnimmt und ihrerseits in dem zylindrischen Teil des Flansches aufgenommen ist, wobei das Leistungsübertragungsglied (26) mit dem Leistungseingabeglied (23) an einem Ende in dessen Längsrichtung durch ineinander eingreifende Zahnmittel (38 und 40) mit ausreichendem Spiel in Eingriff steht, und an dem anderen Ende der Drehwelle (30) ebenfalls durch Zahnmittel (41 und 46) mit ausreichendem Spiel in Eingriff steht.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes, eine mittige Bohrung aufweisendes Kupplungsglied (24) am Leistungseingabeglied befestigt ist und eine erste Vielzahl von Innenzähnen am Innenumfang trägt, daß eine zweite Vielzahl von Zähnen in Längsrichtung sich erstreckend von einer Stirnfläche des Leistungsübertragungsglieds (26) wegragt und mit der ersten Vielzahl von Zähnen in Eingriff steht.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine dritte Vielzahl von Zähnen in Längsrichtung von der anderen Stirnfläche des Leistungsübertragungsgliedes (26) aus erstreckt, und daß eine vierte Vielzahl von Außenzähnen am Außenumfang eines zweiten Kupplungsgliedes (25) vorgesehen ist, welches auf der Drehwelle (30) befestigt ist.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Glieder zwischen mindestens einem der benachbarten Zahnmittel (38, 40; 41, 46) vorgesehen sind.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied ein Gummiteil ist.

6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme elastischer Glieder Hohlräume in zwischen den Zähnen gebildeten Böden vorgesehen sind.