DE700404C - Reibungsgetriebe mit einem endlosen elastischen Bande - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Reibungsgetriebe mit einem endlosen elastischen Bande, das von einem treibenden Rad, einem das Band umlenkenden Rade und einem vorzugsweise ebenfalls als Rad ausgebildeten getriebenen Teil berührt wird, gegen welchen das Band federnd angepreßt wird.

Bei bereits bekannten Reibungsgetriebe!! dieser Art, wie sie beispielsweise für den Antrieb der Lichtmaschinen an Fahrrädern verwendet werden, ist zwischen zwei festgelagerten Scheiben oder Zahnrädern ein Band bzw. eine Kette gespannt, deren eines Trum durch eine auf den Träger der Scheiben bzw. Zahnräder einwirkende äußere Kraft gegen den Umfang eines Antriebsrades, im genannten Beispiel gegen die Radfelge oder Bereifung des Vorderrades eines Fahrrades, federnd angedrückt wird. Diese Reibungsgetriebe entsprechen im wesentlichen den aus zwei Reibungsrädern bestehenden Getrieben und unterscheiden sich von diesen eigentlich nur dadurch, daß das eine Reibungsrad zwecks Vergrößerung der Reibungsfläche zu einem Band- oder Kettentrieb vervollständigt ist. Durch eine solche Ausbildung jedoch wird die Anwendbarkeit der Reibungsgetriebe eingeschränkt und ihre Wirksamkeit teilweise sogar verschlechtert. Denn einerseits können Reibungsgetriebe der in Rede stehenden Art in der Regel nur mit konvexen Gegenfiächen erfolgreich zusammenwirken, wogegen ihre Anwendung bei ebenen oder konkaven Gegenfiächen schwierig und umständlich ist. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, einen Kettentrieb als Zwischengelege zwischen ein Zahnrad und einen das Zahnrad umgebenden Zahnkranz mit Innenverzahnung einzuschalten. Damit wird aber keine andere Wirkung erreicht, als wenn ein einfaches Zwischenrad

angewendet worden wäre. Andererseits muß das Band bzw. die Kette ausreichend stramm gespannt sein, wenn eine schlupflose Bewegungsübertragung stattfinden soll. Infolge der notwendigen Spannung des Hüllelementes treten an den Scheiben bzw. Zahnrädern erhöhte Lagerreibungsverluste auf. Ist das Hüllelement nicht ausreichend stramm angespannt, so findet entweder überhaupt keine ίο Bewegungsübertragung mehr statt, oder die das Hüllelement führenden Drehkörper wirken unmittelbar mit dem antreibenden Rade zusammen, was dann aber gegenüber dem aus zwei Reibungsrädern bestehenden einfachen •5 Reibungsgetriebe gleichfalls keine Verbesserung, sondern im Gegenteil wegen der umständlicheren und kostspieligeren Bauart sogar eine Verschlechterung darstellt.

Mit der Erfindung wird nun bezweckt, ein «ο Reibungsgetriebe zu schaffen, welches in sich federnd ist. Dieses Ziel ist ernndungsgemäß erreicht durch eine derartige Anordnung eines endlosen Stahlbandes, daß es innen nur an einem Drehkörper umgelenkt wird, wogegen der frei ausschwingende Teil des Stahlbandes als Feder auf die beiden anderen beweglichen Teile einwirkt. Ein in dieser Weise ausgebildetes Reibungsgetriebe bietet, da das Hüllelement selbst eine Feder ist, den Vorteil, daß es außerordentlich anpassungsfähig ist und mit gutem Wirkungsgrade die Kraft- und Bewegungsenergien vollkommen stoßfrei und geschmeidig überträgt. Auch ist es möglich, das endlose Stahlband zur gegenseitigen Abfederung des treibenden und des getriebenen Teiles zu benutzen, ohne daß hierfür noch eine besondere Feder angeordnet werden muß. Daraus und aus der Tatsache, daß das neue Reibungsgetriebe nur eine Umlenkrolle benötigt, ergibt sich der weitere Vorteil einer erheblichen Vereinfachung und Verbilligung·. Außerdem ist ein erfindungsgemäß ausgebildetes Reibungsgetriebe auch für konkave und konvexe Gegenflächen genau so gut anwendbar wie für das Zusammenarbeiten mit den konvexen Außenmantelflächen von Rädern oder Scheiben.

So kann das endlose Stahlband ohne weiteres zur Mitnahme eines Bandes dienen und beispielsweise in einer Auf- oder Abwickelvorrichtung nutzbar gemacht werden, oder es können zwei endlose Bandfedern mit ihren Arbeitsflächen gegeneinanderdrücken und gemeinsam die Fortbewegung eines zwischen sie eingeschobenen Bandstreifens, z, B, eines Filmstreifens, bewirken. Überhaupt bietet das neue Reibungsgetriebe eine große Anzahl von Verwendungsmöglichkeiten, wobei je nach Bedarf und Zweckfio bestimmung Reibungs- oder Zahnantrieb bzw:, eine Kombination gewählt werden kann.

Die zweckmäßigste Anordnung und Ausbildung des endlosen Stahlbandes ergibt sich dabei aus den jeweils zu stellenden Anforderungen von selbst. Zwecks Erhöhung der Wirksamkeit des federnden Stahlbandes könnten in einer Antriebsvorrichtung auch mehrere Bandfedern nebeneinander, hintereinander oder ineinander angeordnet werden.

Das endlose Stahlband besteht in seiner einfachsten Ausführungsform aus einem in sich geschlossenen, elastisch federnden Bandstreifen. Bei stärkerer Beanspruchung kann es aus mehreren übereinanderliegenden Schichten zusammengefügt oder aus elastisch federndem Werkstoff, beispielsweise Stahldraht, geflochten werden. Auch kann das Stahlband an seiner Arbeitsfläche einen die Reibung vergrößernden Belag aus Gummi o. dgl. erhalten.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungs- und Anwendungsbeispielen veranschaulicht.

Das neue Reibungsgetriebe kann beispielsweise als Mittel zur geschmeidigen und nach- giebigen Kraftübertragung auf eine Wellenscheibe oder ein Zahnrad angewendet werden. Ein solcher Fall ist in Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt. In Fig. 1 bezeichnet 1 eine auf einer Achse 2 frei drehbar gelagertet kreisrunde Scheibe, die durch ein auf der Welle 4 festgekeiltes Zahnrad 3 angetrieben werden soll. Zwischen dem Treibrad 3 und der anzutreibenden Scheibe 1 ist erfindungsgemäß ein endloses Band 5 aus elastisch federndem Werkstoff, beispielsweise ein Stahlband, so angeordnet, daß das Band, welches eine der Zahnung des Treibrades 3 entsprechende Lochung 6 aufweist, einerseits durch mehrere Löcher mit den Zähnen des Treibrades in ständigem Eingriff steht und ' andererseits sich auf einer Reibungsstrecke a-b gegen den Umfang der Scheibe 1 elastisch anschmiegt. Innerhalb des endlosen Bandes 5 ist eine Führungsrolle 7 ortsfest gelagert, welche das Band in seiner ordnungsmäßigen Lage zwischen dem treibenden Rade 3 und der angetriebenen Scheibe 1 festhält, \venn beim Umlauf des Zahnrades das Band 5 von den Zähnen des Rades 3 zwangsläufig mitgenommen wird und dabei durch Reibungswirkung seinerseits die Scheibe 1 in Umdrehung versetzt. Das Band schwingt nach der der Umlenkrolle 7 abgekehrten Seite frei aus, wird aber gleichwohl zwischen dem Zahnrade 3 und dem Scheibenrade 1 in einer so starken Biegespannung gehalten, daß der Anpreßdruck gegen den Umfang der Scheibe groß genug ist, damit das Band durch Reibung die Energie des Treibrades auf die Scheibe übertragen kann. -..-. ..- —- -'· ■' -. -- ^

Innerhalb des Stahlbandes 5 ist eine zweite Umlenkrolle 7 für den Fall angebracht, daß der Umlauf· des Getriebes in umgekehrter Richtung erfolgen soll. Diese zweite Rolle 7 S bleibt bei der in Fig. 1 eingezeichneten Umlauf sbewegung frei von jeglicher Berührung durch das Band 5. Sie übernimmt bei um gekehrter Umlaufsbewegung die Aufgabe der erstgenannten Rolle 7, während dann letztere gänzlich unbenutzt bleibt.

^; Statt daß das Stahlband 5 eine Zahnlochung 6 erhält, könnte es auch mit Zähnen versehen und dadurch mit dem antreibenden Zahnrade 3 gekuppelt sein. Das vorbeschriebene Getriebe hat die gleiche Wirksamkeit, wenn nicht das Zahnrad 3, sondern die Scheibe 1 das treibende Element ist.

Eine für den letztgenannten Fall besonders geeignete Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt, wobei das Zahnrad 3 im Zwischenraum des endlosen Stahlbandes 5 gelagert ist. Die Energie der antreibenden Scheibe 1 wird hier über das Stahlband 5 auf das Zahnrad 3 übertragen. Das Anpressen des Stahlbandes gegen den Umfang der Treibscheibe 1 bewirkt eine an der Bandaußenseite ortsfest gelagerte Führungsrolle 7.

Fig. 3 zeigt ein Ausführung-sbeispiel, bei welchem ein Rad bzw. eine Ringscheibe oder Trommel von innen angetrieben wird. Im übrigen ist die Anordnung und Wirkungsweise sinngemäß die gleiche wie bei dem äußeren Antrieb. Das endlose Stahlband S wird hier gegen die Innenfläche eines Radreifens oder einer Trommel 1 gepreßt und setzt diese bei Antrieb des Zahnrades kraftschlüssig in Bewegung. Die Umkehreinrichtung läßt sich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ausführen.

^; In Fig. 4 ist die Anordnung die gleiche wie in Fig. 3 mit dem einzigen Unterschied, daß die Ringscheibe bzw. Trommel 1 mit einer Innenzahnung 8 versehen und dadurch genau wie das Zahnrad 3 mit dem Stahlband 5 durch Zahneingriff gekuppelt ist. Es wird hiermit gezeigt, daß das neue Reibungsgetriebe auch für einen zwangsläufigen Antrieb verwendet werden kann.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und 4 sowie die in den nachfolgenden Fig. 5 bis 8 noch beschriebenen Anordnungen- eignen sich für elastisch anzutreibende und federnd gelagerte Walzen ader Hohlwellen, wie sie beispielsweise bei Druckmaschinen benötigt werden.

Eine verbesserte Kraftübertragung durch Reibungswirkung läßt sich dadurch erreichen, daß an Stelle eines Stahlbandes mehrere angeordnet werden. Diese Möglichkeit läßt sich atieh mit -einem Zahneingriff des Stahlbandes verbinden. --""-■' ---- -- -

Aus der Verschiedenheit der Anzahl und Einordnung der Stahlbänder ergibt sich eine größere Anzahl von Ausführungsformen des neuen Reibungsgetriebes, von denen im nachfolgenden einige Beispiele beschrieben werden. Fig. S zeigt die gleiche Einrichtung und Arbeitsweise wie Fig. 3, jedoch sind hier statt eines zwei endlose Stahlbänder 5 vorgesehen. Der Vollständigkeit halber sind in diesem Beispiel auch die Führungswalzen 7 für die Umkehrbewegung eingezeichnet. Dieses Getriebe kann daher nach jeder Richtung angetrieben werden.

Fig. 6 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel ein Reibungsgetriebe mit drei Stahlbändern 5, die innerhalb eines achsenlosen Radreifens 1 angeordnet sind. Diese Anordnung weist den Vorzug vergrößerter Reibungsflächen auf mit gleichmäßigerer Abfederung nach allen Richtungen. Dadurch wird ein ganz besonders wirksamer und ruhiger Gang des Getriebes erreicht. Bei dieser Anordnung läßt sich die stärkere Belastung des unteren Stahlbandes durch eine entsprechend stärkere Ausbildung dieses Bandes ausgleichen.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem ein kleines endloses Stahlband 5 in ein größeres endloses Stahlband 5 eingeordnet ist. Der Antrieb des äußeren Stahlbandes 5 erfolgt entweder, wie gezeichnet, durch eine Zahnwalze' 3, deren Zähne entsprechend verlängert werden, oder durch Zahnvorsprünge, die am inneren Stahlband 5 angebracht sind und in eine Lochung des äußeren Stahlbandes 5 eingreifen.

Fig. 8 stellt ein Ausführungsbeispiel von gleicher Wirkungsweise dar mit dem Unterschied, daß die Gewichtsbelastung des Stahlbandes 5 nicht unmittelbar durch die Antriebswalze 3 erfolgt, sondern durch eine Zwischenwalze 9, die an einem nicht gezeichneten Träger oder Rahmen ortsfest gelagert ist. Es wird dadurch erreicht, daß das fordernde Zahnrad 3 nicht gewichtsbelastet arbeitet. Außerdem läßt dieses Ausführungsbeispiel eine Tieferverlegung der Antriebsachse 4 zu. Weiter zeigt dieses Ausführungsbeispiel, wie das untere, den Lastdruck auf- nehmende Stahlband 5 durch mehrere Stahlbandschichten verstärkt werden kann. Durch dieses Ineinanderlegen mehrerer endloser Stahlbänder kann unter Wahrung der Elastizität des neuen Kraftübertragungsmittels dessen Tragkraft beliebig vergrößert werden. Weiter veranschaulicht dieses Ausführungsbeispiel, wie ein zusätzliches zweites, oberhalb der Zwischenwalze 9 angeordnetes Stahlband 5 durch eine Innenverzahnung 8 des Radreifens 1 mitgenommen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt also die Kraftübertragung

ausschließlich durch Zahneingriit. Die Arbeitsweise ist folgende:

Das Zahnrad 3 bewegt das untere Stahlband 5 und damit auch das Radi, welches seinerseits durch Zahneingriit das obere Stahlband 5 in L'mlauf versetzt. Das obere endlose Band 5 dient in diesem Falle nicht mehr dem Antrieb, sondern nur der Abfederung in der Richtung nach oben.

Das neue Reibungsgetriebe läßt sich, wie ersichtlich, in den mannigfaltigsten Ausführungsformen verwenden. Jn der Proiilierung und Breitenbemessung des Stahlbandes hat dabei der Konstrukteur weitesten Spielraum. Es können natürlich in einer Antriebsvorrichtung auch mehrere Stahlbänder nebeneinander und diese wiederum in verschiedener Größe oder Stellung zwecks Herbeiführung der günstigsten Arbeitsweise angeordnet werden. In Fig. 9 und 10 ist gezeigt, wie von der Reibung zwischen dem Stahlband und einer beweglichen Ebene zusätzlich ein Band 10, z. B. ein Filmstreifen, mitgenommen wird.

Bei Fig. 9 wird der Filmstreifen 10 auf eine Walze oder Trommel 1 außen aufgewickelt. Bei dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Aufwicklung im Inneren der Trommel 1. in beiden Beispielen läßt sich bei zusätzlicher Anordnung der hierfür erforijo derlichen zweiten L'mlenkrollen die Bewegung auch umkehren; der Antrieb kann dabei entweder von dem Zahnrad 3 oder aber auch von der beweglichen Scheibe, Trommel, Walze oder dem Radreifen 1 aus erfolgen. Der Vorteil der hierdurch geschaffenen Auf- oder Abwicklungsvorrichtung gegenüber den hierfür bereits bekannten Einrichtungen liegt darin, daß durch die Anschmiegsamkeit des Stahlbandes 5 eine große Reibungs- und Anpreßfläche vorhanden ist, wodurch nicht nur eine größere Wirksamkeit der Bewegungsübertragung und Wickelungsarbeit erzielt, sondern auch die Aufwickelung ständig fest zusammengehalten wird.

Die Fig. 11 und 12 stellen als weiteres Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zur schrittweisen Fortbewegung von Filmstreifen 10 dar. Diese Vorrichtung ist besonders geeignet, die mit der Randlochung des Filmstreifens zusammenwirkenden Greifer, Zahnrollen oder Alitnehmer zu ersetzen und die diesen bekannten Einrichtungen anhaftenden Mängel der Vibration und des öfteren Einreißens des Filmstreifens zu beseitigen. Der Film 10 wird deshalb nicht durch die vorerwähnten Organe unmittelbar bewegt, sondern durch die beiderseitige Reibung von elastischen endlosen Stahlbändern 5, die an ihren Rändern Durchbrechungen 6 aufweisen, mit der bisher üblicherweise die Filme versehen waren. Die Stahlbänder 5 werden von den an ihren Außenseiten angeordneten Zahn walzen 3 angetrieben und durch die Umlenkrollen 7 in ihren ordnungsmäßigen Arbeitslagen gehalten.

Die gelochten Ränder 6 der Stahlbänder 5 fi.s springen, wie Fig. 12 der Zeichnung erkennen läßt, gegenüber dem mittleren Stahlbandabschnitt ein wenig vor, so daß die Filmbildfläche von den Stahlbändern 5 nicht berührt wird. Im Bedarfsfalle, z. B. bei Schmalfilmen, können die Stahlbänder 5 auch auf die Breite des Lochstreifens 6 beschränkt werden. Die gezahnten Antriebswalzen 3, die miteinander gekuppelt sind und mittels einer bekannten, in der Zeichnung nicht mit dargestellten Malteserkreuz- oder ähnlichen Einrichtung schrittweise in der eingezeichneten Pfeilrichtung bewegt werden, sind in einem solchen gegenseitigen Abstande angeordnet, daß die Stahlbänder 5, 5 mit leichter Pressung einander berühren bzw. gemeinsam auf den zwischen sie eingeschobenen Filmstreifen 10 einwirken und diesen jeweils um eine der Größe eines Bildes entsprechende Strecke weiterschieben. Da hierbei der Film 10 nur durch die Reibung der endlosen Stahlbänder 5 mitgenommen wird, erfolgt eine weiche, stoßfreie Weiterbewegung des Filmstreifens. Die Vorteile dieser Arbeitsweise und Vorrichtung kommen insbesondere dann zur Geltung, wenn der Bildwechsel beschleunigt wird.

Bemerkt sei noch, daß die Stahlbänder 5 an ihren Arbeitsflächen einen Belag von Gummi oder anderem geeigneten Werkstoff erhalten können, durch den die Reibungswirkung noch verbessert wird. Die Lochung am Filmstreifen ist bei der neuen Fortbewegungseinrichtung entbehrlich und kann gänzlich fehlen, so daß jetzt auch nicht mehr die Gefahr des Einreißens des Filmstreifens besteht.

Selbstverständlich sind auch hier Abänderungen in der Anordnung der Förder- und Führungsrollen 3, 7 möglich, indem beispielsweise die gezahnten Antriebswalzen innerhalb der Stahlbänder und die Führungswalzen an den Außenseiten der Stahlbänder so angeordnet werden, daß sie den erforderlichen Reibungsdruck erzeugen. Ferner können auch die Stahlbänder eine andere Gestalt erhalten. L^Tm beispielsweise den dünner ausgeführten, der Bildfläche des Filmstreifens entsprechend breiten Mittelstreifen der Bandfedern in Fortfall zu bringen, können an Stelle eines der Filmbreite entsprechenden einzigen Stahlbandes auch zwei schmalere Stahlbänder verwendet werden, deren Breite ausreicht, die Ränder des Filmstreifens durch Reibung mitzunehmen. Bei Schmalfilmen reicht dann auch ein einzelnes schmales Stahlband aus. Es wird hierbei in jedem Falle eine sichere und vollständige Schonung der Filmbildfläche und eine Vereinfachung des Films wie auch

Claims (7)

der Fortbewegungseinrichtung erreicht. Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen kann das Bildfenster sowohl zwischen zwei Fördergruppen als auch im Innern einer Gruppe zwischen den Stahlbändern angeordnet werden. Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen, ohne die vielseitige Anwendbarkeit des neuen Reibungsgetriebes auch nur annähernd zu erschöpfen, das endlose elastische Band in seiner grundsätzlichen Eigenschaft als federndes und zugleich antreibendes Maschinenelement. ή Patentanspküciie :

1. Reibungsgetriebe mit einem endlosen elastischen Bande, welches von einem treibenden Rade, einem das Band umlenken-

ao den Rade und einem vorzugsweise ebenfalls als Rad ausgebildeten getriebenen Teil, auf welchen das Band federnd angepreßt wird, berührt wird, gekennzeichnet durch eine 'derartige Anordnung des endlosen Stahlbandes (5), daß es innen nur an einem Drehkörper (7) umgelenkt wird, während der frei ausschwingende Teil des Stahlbandes als Feder auf die beiden anderen beweglichen Teile (3,1,11) einwirkt.

2. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß in einer Antriebsvorrichtung mehrere endlose Stahlbänder (5) nebeneinander, hintereinander oder ineinander angeordnet sind. 3S

3. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem endlosen Stahlband (5) und der beweglichen Ebene (1) ein Band (10) mitgenommen und auf diese Weise auf- oder abgewickelt wird.

4. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei endlose Stahlbänder (5, 5) mit ihren Reibungsflächen gegeneinanderdrücken und gemeinsam die Fortbewegung eines zwischen sie eingeschobenen Bandstreifens (10) bewirken.

S- Reibungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Stahlband an seiner Reibungsfläche einen die Reibungswirkung erhöhenden Belag besitzt.

6. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Stahlband aus mehreren übereinanderliegenden Schichten zusammengefügt ist.

7. Reibungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Stahlband aus elastisch federndem Stahldraht geflochten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen