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"Antriebsvorrichtung für ein zu
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verdrehendes Antriebsorgan Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung
für ein zu verdrehendes Antriebs organ, wie Seiltrommel, Rad, Scheibe od.dgl., insbesondere
für Hebe- und Förderzeuge bzw. Transportmittel.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine kompakte (kleinvolumige) Antriebsvorrichtung
aus wenigen Einzelteilen zu schaffen, die in einfacher Weise eine günstige Unter-
bzw. Übersetzung hat und dabei in dem Unter- bzw. Übersetzungsverhältnis variabel
gestaltet werden kann. Weiterhin soll die Antriebsvorrichtung
wartungsarm
ausgebildet sein und geschützt an dem Antriebsorgan festgelegt werden können.
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Diese Aufgaben werden durch Anwendung der im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Die Unteransprüche beinhalten dabei
Gestaltungsmerkmale, die vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Merkmale
des Hauptanspruches und dieser Aufgabenlösungen sind.
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Der Erfindungsgegenstand erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale
der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.
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Die Antriebsvorrichtung setzt sich aus einem kleinvolumigen, flachen
Getriebe und einem daran festgelegten Motor zusammen; dabei ergeben diese beiden
Einrichtungen eine kompakte Antriebseinheit, die in einfacher Weise mit geringem
Platzbedarf in dem Antriebsorgan, wie Seiltrommel, Rad, Rolle od.dgl. unterzubringen
ist.
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Das flache Getriebe hat zwei koaxial zueinander angeordnete Zahnkränze
mit Innenverzahnung, von denen der eine festgehalten wird und der zweite mit dem
Antriebsorgan bewegungsstarr verbunden ist. Der Motor ragt mit einem Antriebsritzel
zentrisch in die Zahnkränze hinein und kämmt mit mindestens einem Planetenrad, welches
sich an beiden Zahnkränzen abwälzt. Da ein Zahnkranz, vorzugsweise der mit dem Antriebsorgan
verbundene Zahnkranz in der Zähnezahl geringer als der nicht verdrehbare Zahnkranz
ausgeführt ist, wird durch das angetriebene und umlaufende Planetenrad der weniger
Zähne besitzende Zahnkranz und somit das Antriebsorgan mit einer Untersetzung verdreht.
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Diese Untersetzung ist durch einfache Mittel variabel aus für bar
(Anderung der Zähnezahldifferenz) und im Verhältnis groß.
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Durch die Unterbringung der Antriebseinheit in dem Antriebsorgan
ist
diese geschützt und gegen äußere Einwirkungen gesichert vorgesehen; weiterhin ist
die Antriebseinheit wartungsfrei ausgeführt, da das in sich geschlossene Getriebe
in einem Schmiermittelbad läuft.
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Durch Umkehr der Zahnkränze läßt sich auch eine Übersetzung erreichen.
Der einfache und kostensparende Aufbau und die dabei trotzdem erzielte hohe Wirkung
haben dem Erfindungsgegenstand einen großen Gebrauchswert gegeben und das Einsatzgebiet
der verhältnismäßig kleinen Baueinheit mit den günstig erzielbaren Unter- bzw. Übersetzungen
ist sehr groß.
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Anhand der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel gemäß
der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht im senkrechten
Schnitt durch die aus Getriebe und Motor bestehende Antriebsvorrichtung, die in
einem zu verdrehenden Antriebsorgan untergebracht ist, mit in strich-punktierten
Linien dargestelltem Antriebsorgan, Fig. 2 eine Stirnansicht des Getriebes.
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Mit lo istdas Getriebe und mit 11 der Motor der als eine Baueinheit
ausgeführten Antriebsvorrichtung bezeichnet, die in dem Hohlraum 12 des zu verdrehenden
(des anzutreibenden) Antriebsorganes 12 angeordnet ist.
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Das Getriebe lo weist einen feststehenden, innenverzahnten Zahnkranz
14 und einen mit dem Antriebsorgan 13 bewegungsstarr verbundenen und sich verdrehenden,
innenverzahnten Zahnkranz 15 auf.
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Mindestens ein Planetenrad 16 kämmt mit beiden Zahnkränzen 14, 15
und kämmt mit einem Antriebsritzel 17 des am verdrehbaren Zahnkranz 15 angeflanschten
Motors 11.
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Beide Zahnkränze 14, 15 haben unterschiedliche Zähnezahlen, vorzugsweise
besitzt der sich verdrehende Zahnkranz 15 mindestens einen Zahn weniger als der
festgehaltene Zahnkranz 14.
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Beide Zahnkränze 14, 15 liegen koaxial zueinander und zu dem zentralen
Antriebsritzel 17.
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Der Zahnkranz 14 besitzt ein ihm eine Topfform verleihendes Seitenschild
18, an dem an der dem Zahnkranz 14 abgewendeten Außenseite zentral ein Lagerteil
19 vorgesehen ist, mit dem der Zahnkranz 14 in einer Halterung 20 verdrehfest festgehalten
ist.
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Der zweite Zahnkranz 15 ist an einem ihm ebenfalls eine Topfform verleihenden
Seitenschild 21 befestigt oder angearbeitet und an diesem Seitenschild 21 ist an
der dem Zahnkranz 15 abgewendeten Außenseite der Motor 11 angeflanscht.
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Die geöffneten Topfformseiten der beiden Zahnkränze 14,15 sind einander
zugewendet und zwischen den beiden Seitenschilden 18,21 ist das Antriebsritzel 17
und auch das Planetenrad 16 vorgesehen.
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Das Planetenrad 16 ist zwischen den Zahnkränzen 14, 15 frei gelagert,
d.h., es hat keine Lagerachse, sondern wälzt sich freiliegend an den Zahnkränzen
14, 15 und dem Antriebsritzel 17 ab. Dieses Planetenrad 16 ist jedoch zwischen den
beiden Seitenschilden 18, 21 geführt gelagert, in dem es mit seinen beiden Radseiten
an den Seitenschilden 18, 21 anliegt, vorzugsweise durch je zwei vorstehende Führungsringe
18a,21a der Seitenschilder 18,21 in Drehachsrichtung geführt gehalten ist; diese
beiden Führungsringe 18a, 21a greifen in bevorzugter Weise nahe der Verzahnung an
beiden Seiten des Planetenrades an und geben dadurch dem Planeten rad 16 eine lagestabile
Seitenführung.
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Der von einem Elektromotor, einem Druckmittelmotor od.dgl. gebildete
Motor 11 ist mit seinem Flansch lla durch Schrauben 22 an dem Zahnkranz-Seitenschild
21 befestigt und seine Antriebswelle llb nimmt durch Keilverbindung das Antriebsritzel
17 verdrehfest auf. Dieses Antriebsritzel 17 liegt im Zentrum der beiden Zahnkränze
14, 15 und bestimmt die Größe des zwischen
sich und den beiden
Zahnkränzen 14, 15 liegenden Planetenrades 16.
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Das Planetenrad 16 und das Antriebsritzel 17 sind von Stirnrädern
gebildet.
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Wie in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt, ist das Antriebsorgan 13
beispielsweise von einer Seiltrommel gebildet und die Antriebsvorrichtung liegt
in der Seiltrommel 13, wobei das Getriebe lo mit Motor 11 nahe einem Trommelflansch
13a angeordnet ist; der feststehende Zahnkranz 14 erstreckt sich mit seinem Seitenschild
18 im geringen Abstand zum Trommelflansch 13 a und ragt mit dem Lagerteil 19 aus
den Trommelflansch 13a heraus. Der zweite Zahnkranz 15 ist durch Schweißen, Schrauben,
Nieten od.dgl. mit dem Mantel der Trommel 13 starr verbunden, er liegt also innenseitig
an dem Trommelmantel an, während der festgehaltene Zahnkranz 14 mit Abstand von
dem Trommelmantel umgeben wird.
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Der Motor 11 erstreckt sich auf der Trommel-Drehachse in die Trommel
13 hinein.
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Hierbei bildet die Halterung 20 gleichzeitig ein Stützteil für die
Seiltrommel 13.
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Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist das Antriebsorgan
13 von einem Antriebsrad, einer Rolle, einem Zahnrad oder einem anderen geeigneten
Teil zum Verdrehen und dadurch zum Erzielen einer Bewegung vorgesehen.
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In bevorzugter Weise wird die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung
für Antriebsorgane zum Heben oder Verschieben (Verziehen) einer Last, insbesondere
Hebezeuge, wie Seilwinden, eingesetzt. Wie in Fig. 2 dargestellt, läßt sich das
Getriebe lo auch mit zwei sich gegenüberliegenden Planetenrädern 16 ausstatten;
desweiteren können in dem Getriebe lo drei gleichmäßig
um das
Antriebsritzel 17 verteilt angeordnete, freigelagerte Planetenräder 16 vorgesehen
werden.
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Durch den Motor 11 wird über dessen Antriebswelle llb das Antriebsritzel
17 verdreht, welches seine Drehbewegung auf das oder die Planetenräder 16 überträgt
und das oder die Planetenräder 16 wälzt(en) sich in dem Zahnkranz 14 ab und läuft
(laufen) um das Antriebsritzel 17 um. Gleichzeitig kämmt bzw. kämmen das oder die
Planetenräder 16 mit dem zweiten Zahnkranz 15 und dadurch erhält dieser Zahnkranz
15 aufgrund der Umlaufbewegung des bzw. der Planetenräder 16 und des feststehenden
Zahnkranzes 14 eine Drehbewegung, die wiederum durch die verringerte Zähnezahl des
Zahnkranzes 15 bestimmt ist. Bei der Abwälzbewegung des Planetenrades (der Planetenräder)
16 in dem feststehenden Zahnkranz 14 wird auf den beweglichen Zahnkranz 15 durch
die kämmenden Zähne und verringerte Zähnezahl praktisch eine Verschiebebewegung
ausgeübt, die die Verdrehbewegung des Zahnkranzes 15 ergibt.
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Nachfolgend wird ein Beispiel der Zähnezahlen der beiden Zahnkränze
14, 15 und des Antriebsritzels 17 angegeben, aufgrund dessen die untersetzte Verdrehbewegung
des Zahnkranzes 15 mit Antriebsorgan 13 eindeutig abzusehen ist: Feststehender Zahnkranz
14 hat eine Zähnezahl von loo, der mit dem Antriebsorgan 13 verbundene Zahnkranz
15 besitzt eine Zähnezahl von 99, das motorisch angetriebene zentrale Ritzel 17
weist eine Zähnezahl von 50 auf.
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Daraus ergibt sich zwischen den beiden Zahnkränzen 14, 15 ein Übersetzungsverhältnis
von loo : 1 und zwischen dem feststehenden Zahnkranz 14 und dem motorisch angetriebenen
Ritzel 17 ein Verhältnis von 2 : 1. Aus diesen beiden Übersetzungsverhältnissen
resultiert eine Untersetzung von 2ovo : 1; das bedeutet, daß bei einer Motor-Eingangsdrehzahl
von 1500 U/min
bei dem Untersetzungsverhältnis j:200 die Abgangsdrehzahl
des Zahnkranzes 15 und somit des Antriebsorganes 13 gleich 7,5 U/min beträgt.
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Dieses ist nicht die genaue rechnerische Ermittlung, sondern lediglich
eine grundsätzliche Erläuterung des Prinzipes an angenommenen Zähnezahlen - die
rechnerische Ermittlung weicht jedoch nur wenig von diesem angenommenen Beispiel
ab und beruht auf diesem Prinzip.
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Die Zähnezahl des Ritzels 17 ergibt sich zwangsläufig aus den Zähnezahlen
des feststehenden Zahnkranzes 14 und des treibenden Ritzels 17.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung,selbstverständlich auch den Antrieb
umgehend einzusetzen, so daß der feststehende Zahnkranz 14 anstelle des bisher sich
drehenden Zahnkranzes 15 angeordnet ist. Desweiteren kann auch der sich drehende
Zahnkranz 15 eine größere Zähne zahl als der feststehende Zahnkranz 14 haben, wodurch
eine Übersetzung entstehen würde.
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Der Unterschied der Zähne zahlen zwischen beiden Zahnkränzen 14, 15
kann auch zwei, drei oder mehr Zähne betragen - dieses ist individuell auf die gewünschte
Unter- bzw. Übersetzung wählbar.
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