DE19944973C2 - Steuerkurven-Zahnkettentrieb - Google Patents
Steuerkurven-ZahnkettentriebInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zahnkettentrieb, bestehend aus einem antriebsseitigen Zahn
kettenrad und mindestens einem abtriebsseitigen Zahnkettenrad sowie einer damit
kämmenden Zahnkette gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßer Zahnkettentrieb ist aus dem Prospekt "Wissenswertes über
Zahnkettentriebe" der Firma Mannesmann Rexroth Pneumatik GmbH, Hannover (Druck-Nr.
G 080DA200/0996) bekannt. Zentraler Bestandteil aller Zahnkettentriebe ist eine Zahnkette.
Die Zahnkette besteht aus einzelnen auf zumindest einer Seite mit einer Verzahnung
versehenen Zahnlaschen, die aus Stahlblech gefertigt sind. Jede Zahnlasche besitzt zwei
LK:
endseitige Durchbrüche. Die Durchbrüche nehmen Verbindungselemente - wie Bolzen oder Wiegegelenke - auf, über welche die einzelnen Zahnlaschen aneinandergereiht sind. Die Breite der Zahnkette bestimmt die Länge der Verbindungselemente, die endseitig vernietet sind oder anderweitig zusammengehalten werden.
endseitige Durchbrüche. Die Durchbrüche nehmen Verbindungselemente - wie Bolzen oder Wiegegelenke - auf, über welche die einzelnen Zahnlaschen aneinandergereiht sind. Die Breite der Zahnkette bestimmt die Länge der Verbindungselemente, die endseitig vernietet sind oder anderweitig zusammengehalten werden.
Bei einem offenbarten Beispiel im oben erwähnen Prospekt ist die Zahnkette über ein
antriebsseitiges Zahnkettenrad sowie über ein abtriebsseitiges Zahnkettenrad zur Bildung
eines Zugmittelgetriebes geführt. Zusätzlich können Zahnkettenräder vorgesehen werden, um
beispielsweise die Funktion einer Umlenkung zu erfüllen. Somit bildet diese Anordnung
einen Zahnkettentrieb bei Maschinenantrieben.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit eines gattungsgemäßen Zahnkettentriebes ist die
Ausführung einer Transportfunktion. So werden Zahnkettentriebe zur Bildung von
Förderstrecken - beispielsweise bei der Glasherstellung und Glasverarbeitung - eingesetzt.
Wegen der hier herrschenden heißen Umgebungsbedingungen sind metallische Zahnketten als
Transportmittel gegenüber beispielsweise Transportbändern besonders gut geeignet.
Neben den vorstehend beschriebenen bekannten Einsatzgebieten einer Zahnkette zum Zweck
der Kraftübertragung und des Transportes erschließt die vorliegende Erfindung dem
Zahnkettentrieb das neue Einsatzgebiet der mechanischen Steuerung, welches jedoch auch in
Kombination mit einem vorstehend beschriebenen bekannten Einsatzgebiet angewendet
werden kann.
Aus dem Gebiet der mechanischen Steuerung ist aus Dubbel-Taschenbuch für den
Maschinenbau (16. Auflage 1987, S 137) eine Kurvensteuerung bekannt. Die
Kurvensteuerung leitet die Bewegung eines Maschinenteils mit Hilfe mechanischer
Übertragungselemente von einem anderen ab; auch die zur Bewegung erforderliche Energie
wird über die Steuerung aufgebracht. Der Zusammenhang zwischen der zu steuernden
Bewegung und der Bewegung, von der diese abgeleitet wird, kann bei Verwendung von
Steuerkurven vielfältig gestaltet werden. Beispielsweise wird eine Kurvensteuerung bei
Drehautomaten angewendet. Ausgehend von einer Steuerwelle, die mit konstanter
Winkelgeschwindigkeit umläuft und während eines Umlaufes die Fertigung eines Werkstücks
bewirkt, erfolgt der Bewegungsablauf der einzelnen Maschinenteile, beispielsweise des
Langdrehsupportes, des Revolversupportes oder des Stangenvorschubes mit unterschiedlicher
Winkelgeschwindigkeit.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zahnkettentrieb der gattungsgemäßen
Art dahingehend weiterzubilden, daß dieser zur Ausführung einer Steuerkurvenfunktion
geeignet ist.
Die Aufgabe wird, ausgehend von einem Zahnkettentrieb gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die
nachfolgenden Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, daß zur Ausführung mindestens einer
Steuerkurvenfunktion in die Zahnkette auf der Rückseite zwischen den Zahnlaschen
verschiedenartige Kurvenelemente angeordnet sind, die bei Drehung des Zahnkettentriebs
einen einem Steuerprogramm entsprechenden und über eine ortsfeste Tastrolle abgreifbaren
Kurvenverlauf ergeben.
Der Vorteil der Erfindung ist, daß eine Kurvensteuerung für eine Maschine möglich ist, bei
der eine verschleißfreie Zahnkette über eine extrem lange Betriebszeit die Genauigkeit der
Kurvensteuerung aufrechterhält. Gleichzeitig kann in vorteilhafter Weise auch die Übertra
gung einer hohen Kraft über die Zahnkette erfolgen. Durch die variable Aneinanderreihung
verschiedenartiger Kurvenelemente sind mit der Zahnkette unterschiedliche Steuerprogramme
flexibel darstellbar.
Vorzugsweise ist jedes Kurvenelement mit einer Ausnehmung versehen, über die eine
Befestigung des Kurvenelementes an der Zahnkette mittels einer Schnappverbindung erfolgt.
Eine andere denkbare Befestigungsalternative besteht darin, daß jedes Kurvenelement mit
einer Ausnehmung versehen ist, über die eine Befestigung des Kurvenelementes mit der
Zahnkette mittels einer Verriegelung über einen Trägerbolzen erfolgt. Die Verriegelung
gewährleistet hierbei eine besonders stabile Befestigung zwischen dem Kurvenelement und
der Zahnkette. Optimalerweise ist der Trägerbolzen an der Zahnkette in einer mittig zwischen
den endseitigen Durchbrüchen jeder Zahnlasche gelegenen Trägerbohrung gehalten. Die
Ausnehmung ist vorzugsweise nach Art eines geschlitzten Kreises ausgebildet und der
Trägerbolzen weist im Bereich der Ausnehmung zumindest eine die Breite des Schlitzes
entsprechende Abflachung auf, so daß das Kurvenelement über eine Drehung des
Trägerbolzens montierbar oder demontierbar ist. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die
Ausnehmung zur Befestigung mittig auf der Unterseite des Kurvenelementes angeordnet ist
und die beidseitigen Endbereiche der Unterseite des Kurvenelementes als Auflage dienen, die
auf benachbarten gelenkigen Verbindungselementen der Zahnkette zur Auflage kommen, und
daß die Oberseite des Kurvenelementes als Kurvensegment ausgebildet ist. Diese
geometrische Anordnung der Befestigungs- und Abstützpunkte zwischen Kurvenelement und
Zahnkette gewährleistet eine sichere, spielarme Befestigung und beeinträchtigt nicht die
Flexibilität der Zahnkette.
Einen stufenfreien Kurvenverlauf stellt die folgende, die Erfindung verbessernde Maßnahme
sicher, wonach der Kurvenverlauf aus einer Anzahl von verschiedenen Kurvenelementen
nachbildbar ist, von denen ein erstes Kurvenelement als Bergelement, ein zweites
Kurvenelement als Talelement und ein drittes Kurvenelement als beidseitig des Bergelements
zum Talelement hin angeordnetes Übergangselement ausgebildet ist. Ebenso ist es auch
denkbar, weniger oder mehr als diese drei verschiedenen Kurvenelemente zu verwenden, um
einen dem Einsatzfall entsprechenden Kurvenverlauf darzustellen.
Als gelenkbildende Verbindungselemente für die Zahnkette kommen im einfachsten Falle
beidseitig genietete Rundbolzen zur Bildung eines Bolzengelenkes zur Anwendung.
Besonders gute Laufeigenschaften sind jedoch mit einem Wiegegelenk zu erzielen. Das
Wiegegelenk besteht aus zwei Profilzapfen, die - abhängig vom Kettentyp - auch
unterschiedlich profiliert sein können. Beide Profilzapfen sind in den Zahnlaschen fixiert. Bei
einer Gelenkbewegung, d. h. einem Ein- oder Auslauf der Zahnkette am Zahnkettenrad rollen
beide Profilzapfen aufeinander ab. Hierbei findet keine Gleitreibung im Gelenk statt, so daß
das Wiegegelenk hervorragende verlustarme Reib- und somit Verschleißeigenschaften besitzt.
Um eine Führung zwischen der Zahnkette und den Zahnkettenrädern sicherzustellen, kann
diese zusätzlich zu den mit den Zahnkettenrädern im Eingriff stehenden metallischen
Zahnlaschen mit metallischen Führungslaschen bestückt werden. Diese Führungslaschen
korrespondieren mit entsprechenden nutförmigen Ausnehmungen am Zahnkettenrad, wobei
die Zahnkette während des Betriebes in ihrer Funktionslage gehalten wird.
Durch Ausbildung mehrerer verschiedenartiger Kurvenverläufe auf der Breite der Zahnkette
können gleichzeitig mehrere Steuerprogramme ausgeführt werden oder ein Steuerprogramm
hieraus ausgewählt werden. Ersterenfalls ist eine der gewünschten Anzahl der
Steuerprogramme entsprechende Anzahl an schmalen Tastrollen nebeneinander vorzusehen.
Anderenfalls ist eine einzige Tastrolle durch Wechsel auf einen anderen Kurvenverlauf einem
neuen Steuerprogramm anpaßbar. Ebenso kann durch Austausch der Kurvenelemente das
Steuerprogramm in jeder Steuerspur verändert werden.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren
näher dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine Frontansicht z. T. Längsschnitt eines Ausschnittes eines Zahnkettentriebes
mit Steuerkurvenfunktion im Bereich eines Zahnkettenrades,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Zahnkette nach Fig. 1 im Schnitt A-A sowie B-B,
Fig. 3a eine Seitenansicht eines Kurvenelementes als Bergelement,
Fig. 3b eine Seitenansicht eines Kurvenelementes als Übergangselement und
Fig. 3c eine Seitenansicht eines Kurvenelementes als Talelement.
Der Zahnkettentrieb nach Fig. 1 zeigt ausschnittsweise eine Zahnkette 1, deren nach Innen
gerichtete Verzahnung mit der außenradialen Verzahnung eines korrespondierenden
Zahnkettenrades 2 zusammenwirkt. Dabei besitzt die Zahnkette 1 eine gegenüber der des
Zahnkettenrades 2 verdoppelte Teilung. Die Zahnkette 1 besteht zur Kraftübertragung aus
einzelnen Zahnlaschen 3. Die Zahnlaschen 3 besitzen am unteren, dem Zahnkettenrad 2
zugewandten Bereich, eine Verzahnung zur Kraftübertragung. Weiterhin sind zwei endseitige
Durchbrüche 4, 4' je Zahnlasche 3 vorgesehen, die der Verbindung mit den benachbarten
Zahnlaschen dienen. Als Verbindungselemente, die eine Gelenkfunktion besitzen, kommen
zwei Profilzapfen zur Verwendung, die ein Wiegegelenk 5 bilden.
Zum Ausführen einer Steuerkurvenfunktion sind auf der Rückseite 6 der Zahnkette 1
verschiedenartige Kurvenelemente 7a, 7b und 7c angebracht. Dabei läßt sich das
Kurvenelement 7a als Bergelement bezeichnen, da es den Abstand zur Umlauflinie des
Kettentriebes maximiert. Das Kurvenelement 7b wird hier als Talelement bezeichnet, da es
den Abstand zur Umlauflinie des Kettentriebes minimiert. Zwei symmetrisch gespiegelte
Kurvenelemente 7c gewährleisten als beidseitige Übergangselemente den allmählichen
Übergang zwischen je einem Kurvenelement 7a als Bergelement und 7b als Talelement.
Hierdurch entsteht bei Umlauf der Zahnkette 1 von einem ortfesten Betrachtungspunkt aus
gesehen ein Kurvenverlauf auf der Rückseite 6 der Zahnkette 1. Dieser Kurvenverlauf ist
mittels einer federbelasteten Tastrolle 6 abgreifbar und über ein nicht weiter dargestelltes
Hebelsystem zur Steuerung von Maschinenfunktionen vorgesehen.
Jedes Kurvenelement 7a, 7b und 7c besitzt auf seiner der Zahnkette 1 zugewandten Seite eine
Ausnehmung 9. Damit erfolgt die Befestigung der Kurvenelemente 7a, 7b und 7c an der
Zahnkette 1. Die Verbindung wird über einen Trägerbolzen 10 hergestellt, der zu diesem
Zwecke auch mit einem in der Mitte jeder Zahnlasche 3 gelegenen Aufnahmedurchbruch 11
in undrehbarer, verriegelbarer Verbindung steht. Der Aufnahmedurchbruch 11 ist derartig
angeordnet, daß das ihn umgebende Material der Zahnlasche 3 in die nicht zur
Kraftübertragung genutzten Verzahnungslücken des Zahnkettenrades 2 eintaucht. Das
»Befestigen oder Lösen des Kurvenelementes 7a, 7b oder 7c an der Zahnkette 1 erfolgt über
eine Verdrehung des Trägerbolzens 10 um 90°, wobei die gegenüberliegenden beidseitigen
Abflachungen den Weg durch den Schlitzbereich der Ausnehmung 9 zum Lösen des
Kurvenelementes 7a, 7b und 7c freigeben oder zur Verriegelung sperren. Um ein selbsttätiges
Lösen zu vermeiden, kann hierfür ein entsprechendes Werkzeug eingesetzt werden.
Die Breite der Zahnkette 1 ist gemäß Fig. 2 mit verschieden langen Profilzapfen des Gelenks
5 frei variierbar. Damit erfolgt zum einen eine Dimensionierung der Zahnkette 1 nach der
erforderlichen Leistung; zum anderen bietet die Breite der Zahnkette 1 den Platz, um mehrere
verschiedenartige Kurvenverläufe 12a, 12b nebeneinander überlappend hierauf anzuordnen.
Korrespondierende Tastrollen 8, 8' - gemäß Schnitt B-B - dienen zum Abgreifen dieser
Kurvenverläufe, um gleichzeitig mehrere Steuerprogramme auszuführen. Wie der Schnitt A-
A zeigt, sind benachbarte Kurvenelemente 7a und 7c derart nebeneinander angeordnet, daß
sie bei Einlauf in den rotatorischen Bewegungsabschnitt im Bereich des Zahnkettenrades 2
und aus diesem heraus in den translatorischen Bewegungsabschnitt sich gegenseitig nicht
durch die dabei auszuführende Relativbewegung behindern. Der Kurvenverlauf ergibt sich
während des rotatorischen Bewegungsabschnittes durch die spezielle Formgebung der
Kurvenelemente 7a, 7b und 7c.
Das Bergelement ist nach Fig. 3a mit einem den Abstand zur Umlauflinie der Zahnkette
maximierenden Bergbereich 12 versehen. Beidseitig neben der Ausnehmung 9 besitzen die
Kurvenelemente 7a, 7b und 7c im Endbereich eine als Auflage 15, 15' ausgebildete
Unterseite, die jeweils auf den benachbarten Verbindungselementen der Zahnkette 1 zur
Auflage kommt.
Das Kurvenelement 7c ist als Übergangselement nach Fig. 3b im Unterschied zu dem
vorstehend beschriebenen Kurvenelement 7a mit einem Übergangsbereich 13 versehen. Das
Kurvenelement 7b besitzt gemäß Fig. 3c einen Talbereich 14.
Aus diesen drei vorstehend beschriebenen Kurvenelementen 7a, 7b und 7c kann der
Kurvenverlauf auf der Zahnkette für eine Kurvensteuerung einer Maschine realisiert werden.
Claims (11)
1. Zahnkettentrieb, bestehend aus einem antriebsseitigen Zahnkettenrad und mindestens
einem abtriebsseitigen Zahnkettenrad sowie einer damit kämmenden Zahnkette, die aus
einzelnen mit den Zahnkettenrädern im Eingriff stehenden< metallischen Zahnlaschen
mit endseitigen Durchbrüchen besteht, welche gelenkbildende Verbindungselemente
aufnehmen, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ausführung mindestens einer Steuerkurvenfunktion in die Zahnkette (1) auf der
Rückseite (6) zwischen den Zahnlaschen (3) verschiedenartige Kurvenelemente (7a, 7b,
7c) angeordnet sind, die bei Drehung des Zahnkettentriebs einen einem Steuerpro
gramm entsprechenden und über eine ortsfeste Tastrolle (8) abgreifbaren Kurvenverlauf
ergeben.
2. Zahnkettentrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Kurvenelement (7a, 7b, 7c) mit einer Ausnehmung (9) versehen ist, über die
eine lösbare Befestigung des Kurvenelements (7a, 7b, 7c) an der Zahnkette (1) mittels
einer Schnappverbindung erfolgt.
3. Zahnkettentrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Kurvenelement (7a, 7b, 7c) mit einer Ausnehmung (9) versehen ist, über die
eine Befestigung des Kurvenelements (7a, 7b, 7c) an der Zahnkette (1) mittels einer
lösbaren Verriegelung über einen Trägerbolzen (10) erfolgt.
4. Zahnkettentrieb nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Trägerbolzen (10) an der Zahnkette (1) in einer mittig zwischen den endseitigen
Durchbrüchen (4, 4') jeder Zahnlasche (3) gelegenen Trägerbohrung (11) gehalten ist.
5. Zahnkettentrieb nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (9) als geschlitzter Kreis ausgebildet ist und der Trägerbolzen (10)
im Bereich der Ausnehmung (9) eine der Breite des Schlitzes entsprechende beidseitige
Abflachung aufweist, so daß das Kurvenelement (7a, 7b, 7c) über eine Drehung des
Trägerbolzens (10) formschlüssig montierbar oder demontierbar ist.
6. Zahnkettentrieb nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmung (9) zur Befestigung mittig auf der Unterseite des Kurvenelements
(7a, 7b, 7c) angeordnet ist und die beidseitigen Endbereiche der Unterseite des
Kurvenelements (7a, 7b, 7c) als Auflage (15, 15') ausgebildet sind, die auf benachbarten
gelenkigen Verbindungselementen der Zahnkette (1) aufliegen.
7. Zahnkettentrieb nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Kurvenverlauf aus einer Anzahl von verschiedenen Kurvenelementen (7a, 7b,
7c) nachbildbar ist, von denen ein Kurvenelement (7a) als Bergelement, ein
Kurvenelement (7b) als Talelement und ein Kurvenelement (7c) als Übergangselement
ausgebildet ist.
8. Zahnkettentrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gelenkbildenden Verbindungselemente zur Bildung eines Bolzengelenks als
beidseitig genietete Rundbolzen ausgestaltet sind.
9. Zahnkettentrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gelenkbildenden Verbindungselemente zur Bildung eines Wiegegelenks als
beidseitig genieteten Profilzapfen ausgestaltet sind.
10. Zahnkettentrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnkette (1) zusätzlich zu den mit den Zahnkettenrädern (2) im Eingriff
stehenden metallischen Zahnlaschen (3) mit metallischen Führungslaschen bestückt ist.
11. Zahnkettentrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch Bildung mehrerer verschiedenartiger auf der Breite der Zahnkette (1)
nebeneinanderliegender Kurvenverläufe (12a, 12b) gleichzeitig mehrere
Steuerprogramme ausführbar sind oder ein Steuerprogramm hieraus auswählbar ist.
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DE19944973A1 DE19944973A1 (de) | 2001-04-12 |
DE19944973C2 true DE19944973C2 (de) | 2002-07-04 |
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ID=7922619
Family Applications (1)
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DE1999144973 Expired - Fee Related DE19944973C2 (de) | 1999-09-15 | 1999-09-15 | Steuerkurven-Zahnkettentrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19944973C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004013696B4 (de) * | 2004-03-18 | 2009-06-04 | Bosch Rexroth Pneumatics Gmbh | Schubkette zur Kraftübertragung von mindestens einem Kettenrad eines Getriebes |
DE102005009154B4 (de) * | 2005-03-01 | 2009-06-18 | Bosch Rexroth Pneumatics Gmbh | Schubkette zur Kraftübertragung von mindestens einem Kettenrad eines Kettengetriebes |
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DE102007019041B4 (de) | 2007-04-20 | 2009-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Zahnrad zur Übertragung eines Drehmoments bei einem Getriebe |
DE102007019042A1 (de) | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Robert Bosch Gmbh | Segmentiertes Zahnrad zur Übertragung eines Drehmoments bei einem Getriebe |
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DE626999C (de) * | 1934-11-11 | 1936-03-06 | Mads Ardahl Madsen | Kardanaufhaengung fuer den stillstehenden Oberstein von Mahlgaengen |
-
1999
- 1999-09-15 DE DE1999144973 patent/DE19944973C2/de not_active Expired - Fee Related
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