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Zugmittelgetriebe
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Die Erfindung betrifft ein Zugmittelgetriebe nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Ein solches bekanntes Zugmittelgetriebe ist ein Riementrieb, der über
zwei Riemenscheiben auf der Antriebswelle und auf der Abtriebswelle geführt ist
und das Drehmoment überträgt.
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Ein solcher Riementrieb hat jedoch verhältnismäßig große Abmessungen,
so daß er zur Verwendung in kleinen Antriebseinheiten nicht geeignet ist. Hinzu
kommt, daß mit kleinerer Bauweise der Umschlingungswinkel des Riemens ebenfalls
verringert wird, wodurch die Leistun£sübertragung verschlechtert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Zugmittelgetriebe nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß es kleine Abmessungen hat, dennoch
aber eine hohe Leistungsübertragung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1
gelöst.
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Das Planetengetriebe ermöglicht, das Zugmittelgetriebe klein zu bauen
und dennoch große Leistungen und Drehmonente zu übertragen. Das erfindungsgemäße
Zugmittelgetriebe kann dadurch in
Steuerungsmotoren, Schrittmotoren,
Büromaschinen, wie etwa Schreibmaschinen, u. dgl. vorteilhaft eingesetzt werden.
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Das Zugmittel dient hierbei als Umlaufführung für das Planetenrad,
das an dem Zugmittel abläuft und das Sonnenrad des Planetengetriebes umläuft. Vorzugsweise
wird als Zugmittel ein Zahnriemen verwendet, so daß kein Spiel und kein Schlupf
im Zugmittelgetriebe auftritt. Zudem wird dadurch das Laufgeräusch des Zugmittelgetriebes
erheblich herabgesetzt, so daß ein solches Zugmittelgetriebe auch einen Beitrag
zum Umweltschutz leistet.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung,
den Ansprüchen und der Zeichnung.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Zugmittelgetriebe,
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine Ansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht längs der Linie III-III' in Fig. 1, Fig. 4 in schematischer
Darstellung eine Ansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 1, Fg. 5 in schematischer
Darstellung die Führung von zwei Zugmitteln der ersten Stufe des Planetengetriebes
um das antriebsseitige Sonnenrad des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes gemäß
Fig. 1,
Fig. 6 in schematischer Darstellung eine zweite Ausführung
form eIner antriebsseitigen Planetenradstufe des erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes.
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Das Zugmittelgetriebe ist in einem Gehäuse 1 untergebracht und hat
eine Antriebswelle 2 und eine achsgleich dazu liegende Abtriebswelle 3, die durch
eine Gehäusewand 4 nach außen ragt.
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Die Antriebswelle 2 bildet einen Teil einer antriebsseitlgen Planetenradstufe
5, die mit einer abtriebsseitigen Planetenradstufe 6 antriebsverbunden ist.
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Die Planetenradstufe 5 hat ein Sonnenrad 7, das drehfest mit der Antriebswelle
2 verbunden ist. Das Sonnenrad 7 ist mit wenigstens einem Planetenrad 8 antriebsverbunden,
das Abstand vom Sonnenrad hat und durch ein Zugmittel 9 mit dem Sonnenrad verbunden
ist. Um eine große Laufruhe zu verhalten, hat die erste Planetenradstufe 5 bevorzugt
zwei Planetenräder 8, 8', deren Drehachsen 10, 10' zusammen mit der Achse 11 des
Sonnenrades 7 in einer gemeinsamen Ebene A liegen. Diese Anordnung trägt ebenfalls
zu der hohen Laufruhe des antriebsseitlgen Planetengetriebes bei. Die beiden Planetenräder
8, 8' haben gleichen Durchmesser, der größer als der Durchmesser des Sonnenrades
7 ist und etwa das Vier- bis Fünffache des Sonnenraddurchmessers beträgt.
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Das Zugmittel 9 kann ein Riemen, ein Zahnriemen, ein Keilriemen, ein
Seil, eine Rundschnur, eine Kette, ein Metallband u. dgl. sein. Vorzugsweise wird
das Zugmittel 9 durch einen Riemen gebildet, damit das Planetengetriebe 5, 6 geräuscharm
läuft. Um ein spielfreies Getriebe zu erhalten und den Schlupf zu
verhindern,
wird als Riemen bevorzugt ein Zahnriemen verwendet. Der Riemen 9 ist derart um die
Planetenräder 8, 8' und das Sonnenrad 7 gelegt, daß das Sonnenrad 7 auf der Außenseite
des Riemens 9 liegt (Fig. 2). Da die Achsen 10, 10' und 11 der Planetenräder 8,
8' und des Sonnenrades 7 in der gemeinsamen Ebene A liegen und außerdem das Sonnenrad
wesertlich kleineren Durchmesser als die Planetenräder hat, wird das Sonnenrad über
einen Winkel von etwa 1800 vom riemen 9 umschlungen. Dieser hohe Umschlingungswinkel
ist beonders vorteilhaft für die gewünschte hohe Leistung des Zugmittelgetriebes.
Infolge dieser Ausbildung und Anordnung uer Planetenräder und des Sonnenrades der
Planetenradstufe 5 kann dieser große Umschlingungswinkel auch bei kleinen Ab-Abmessungen
der Räder erreicht werden.
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Um ein laufstabiles und praktisch keine Unwuehten aufweisendes Flanetengetriebe
zu erhalten, sind die Planetenräder 8, 8' und das Sonnenrad 7 durch einen weiteren
Riemen 9' miteinander antriebsverbunden (Fig. 3). Zu diesem Zweck weisen die Planetenrader
und das Sonnenrad jeweils zwei Umfa w rillen 12, 12a bzw.
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13, 13a bzw. 14, 14a für die beiden Riemen 9, 9' auf (Fig. 1).
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Die beiden Riemen 9, 9' sind in der in den Fig. 2 und 3 ersichtlochen
Weise um die Planetenräder und das Sonnenrad geführt.
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Wie Fig. 5 zeigt, wird das Sonnenrad 7 auf diese Weise auf beiden
Seiten von dem Riemen 9 und 9' umschlungen, so daß es In der Ansicht gemäß Fig.
5 über etwa 3600 von den beiden Riemen umschlungen ist. Infolge dieser Anordnung
ergibt sich eine symmetrische Ausbildung des Planetengetriebes , wodurch eine hohe
Laufruhe erreicht und ein ausgeglichenes Laufsystem gebildet werden.
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Anstelle der beiden Umfangsrillen in den Planetenrädern und im Sonnenrad
können auch jeweils zwei Planetenräder und zwei SonnenrSider drehfest miteinander
verbunden werden, die jeweils et e'- winzige Umfangsrille haben. Zusätzlich zu den
beiden
Riemen 9, 9' kann die Planetenradstufe 5 noch weitere Riemen
oder andere Zugmittel aufweisen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 hat die Planetenradstufe 5b ein
Sonnenrad 7b, das drehfest mit der (nicht dargestellten) Antriebswelle verbunden
ist. Auf dem Sonnenrad 7b wälzen sich zwei Planetenräder 8b, 8b' ab, die somit in
unmittelbarem Eingriff mit dem Sonnenrad 7b stehen. Bei dieser Ausführung ist kein
Zugmittel vorgesehen. Eine solche Ausführung empfiehlt sich, wenn auf einen geräuscharmen
Lauf des Zugmittelgetriebes kein Wert gelegt wird.
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Dfe beiden Planetenräder 8, 8' sind über Wellen 15, 16 drehfest mit
Planetenrädern 17, 17' der zweiten Planetenradstufe 6 verbunden. Die Wellen 15,
16 sind in Lageröffnungen 18, 19 eines scheibenförmigen Umlaufträgers 20 drehbar
abgestützt, der zwischen den beiden Planetenradstufen 5, 6 angeordnet ist. Mit dem
Umlaufträger 20 ist die Abtriebswelle 3 drehfest verbunden, die an die von der antriebsseitigen
Planetenradstufe 5 abgewandte Seite des Umlaufträgers anschließt und durch die Gehäusewand
4 nach außen ragt. Die abtriebsseitige Planetenradstufe 6 hat eh gehäusefest gelagertes
Sonnenrad 21, das an der Innenwandung der Gehäusewand 4 befestigt ist. Um eine sichere
Befestigung des Sonnenrades 21 an dieser Gehäusewand 4 zu erreichen, ist sie im
Bereich der Befestigung des Sonnenrades 21 verdickt ausgebildet (Fig. 1). Das Sonnenrad
21 hat eine Durchgangsöffnung 22 für die Abtriebswelle 3.
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Wie Fig. 4 zu entnehmen ist, haben die Planetenräder 17, 17' kleineren
Durchmesser als das gehäusefeste Sonnenrad 21, dessen
Durchmesser
etwa das Drei- bis Fünffache des Planetenraddurchmessers beträgt. Die Planetenräder
17, 17' liegen mit Abstand vom Sonnenrad 21 und werden bei ihrem Umlauf um das Sonnenrad
in Richtung des Pfeils 23 (Fig. 4) an einer Umlaufführung 24 geführt, die durch
ein Zugmittel gebildet wird, das ebenso wie das Zugmittel 9, 9' der Planetenradstufe
5 ein Riemen, Zahnriemen, Keilriemen, ein Seil, enne Rundschnur, eine Kette, ein
Metallband u. dgl. sein kann. Um einen Schlupf auszuschalten und ein spielfreies
Getriebe zu erhalten, wird die Umlaufführung 24 vorteilhaft durch einen Zahnriemen
gebildet, der außerdem noch den Vorteil eines geräuscharmen Laufes bietet. Im Gegensatz
zum Zugmittel 9, 9' der Planetenradstufe 5 ruht der Riemen 24 jedoch und läuft nicht
um das Sonnenrad 21 um. Beim Umlauf der Planetenräder 17, 17' bleibt somit der Riemen
24 in bezug auf das Sonnenrad 21 stehen, ändert aber je nach Lage der Planetenräder
in bezug auf das Sonnenrad seine Berührungsstellen 25, 25' mit dem Sonnenrad.
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Da der Riemen 24 nicht umläuft, wird eine besonders hohe Laufruhe
des Zugmittelgetriebes erreicht.
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Entsprechend wie bei der Planetenradstufe 5 liegen auch bei der Planetenradstufe
6 die Achsen 26, 26 und 27 der Planetenräder 17, 17' und des Sonnenrades 21 in einer
gemeinsamen Ebene B.
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Im Betrieb wird die Antriebswelle 2 in Richtung des Pfeiles in Fig.
2 angetrieben. Die beiden Riemen 9, 9 werden von dem drehfest mit der Antriebswelle
verbundenen Sonnenrad 7 in Richtung der Pfeile in den Fig. 2 und 3 angetrieben.
Über die Riemen 9, 9' werden auchdie Planetenräder 8, 8' in Richtung der Pfeile
in den Fig. 2 und 3 um ihre Achsen 10, 10' rotierend angetrieben. Die über die Wellen
15, 16 mit diesen Planetenrädern
8, 8' drehfest verbundenen Planetenräder
17, 17' der zweiten Planetenradstufe 6 werden dadurch ebenfalls um ihre Achsen 26,
26' rotierend angetrieben. Außerdem aber laufen die Planetenräder 17, 17' im ruhenden
Riemen 24 ab, so daß die Planetenräder 17, 17' und damit auch die Planetenräder
8, 81 um die Achse des gehäusefesten Sonnenrades 21 bzw.
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um das rotierende Sonnenrad 7 umlaufen. Die vom Umlaufträger 20 abgestützten
Getriebeteile 8, 8', 15, 16 und 17, 17' drehen dadurch in Richtung des Sonnenrades
7 der ersten Planetenradstufe 6 mit verminderter Drehzahl. Infolge der Umlaufbewegung
der Planetenräder 8, 8', 17, 17' wird auch der Umlaufträger 20 und damit die drehfest
mit ihm verbundene Abtriebswelle 3 um ihre Achsen gedreht. Die Drehzahl des Umlaufträgers
20 entspricht somit der Abtriebsdrehzahl des Zugmittelgetriebes. Der ruhende Riemen
24 setzt also das Getriebesystem in Drehbewegung.
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Das beschriebene Getriebesystem kann im Baukastenprinzip auch aneinandergereiht
werden, so daß auf diese Weise zwei-, vier-, sechs- und mehrstufige Planetengetriebe
hergestellt werden können. Das Zugmittelgetriebe ist sehr geräuscharm und benötigt
keine Schmierung und keine Wartung. Durch Verwendung von Zahnriemen arbeitet das
Getriebe spielfrei, so daß keine Leistungsverluste auftreten. Das Getriebe kann
vorteilhaft kompakt und klein gebaut werden und hat dennoch eine große Leistung.
Trotz dieser kompakten Bauweise ist der Umschlingungswinkel des Sonnenrades 7 infolge
der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Führung der Riemen 9, 9' außerordentlich groß,
was sich ebenfalls vorteilhaft auf die Getriebeleistung auswirkt. Wegen seiner kompakten
Ausbildung kann das Zugmittelgetriebe in Steuerungsmotoren, in Schrittmotoren, in
Büromaschinen, beispielsweise Schreibmaschinen, aber auch in Spielzeugen u. dgl.
eingesetzt werden.