DE2064676A1

DE2064676A1 - Schrittgetriebe

Info

Publication number: DE2064676A1
Application number: DE19702064676
Authority: DE
Inventors: Frank George; Bichard Frank Rouget Toronto Ontario East (Kanada)
Original assignee: Combined Engineered Products Ltd
Current assignee: Combined Engineered Products Ltd
Priority date: 1970-01-07
Filing date: 1970-12-31
Publication date: 1971-07-15
Also published as: ZA7135B; BE761192A; CH525412A; US3712153A; GB1341961A; FR2075261A5; JPS529782B1; SE367050B; CA920387A

Description

Die Erfindung besteht in einem Schrittgetriebe, bestehend aus einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, die zur Drehung um eine gemeinsame Achse gelagert sind, ein Zentralzahnrad, das drehfest mit einer «der Wellen verbunden ist, einem dfehfest mit der. anderen der Wellen verbundenen Gehäuse, mehreren Torgelegerädern, die im drehbaren Gehäuse gelagert sind und mit dem Zentralzahnrad kämmen, und einem Drehzahl regelbaren Antrieb, der in einer Treibverbindung mit den Vorgelegerädern steht, derart, daß eine bestimmte regelbare Differenz in der Drehzahl zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle entsteht. Vorzugs-

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weise ist eine der Wellen hohl, und die andere erstreckt sich in die hohle Welle, so daß die Antriebsleistung vom gleichen Ende des Schrittgetriebes abgenommen werden kann, an dem der Leistungseingang erfolgt» wobei der legelmotor am gegenüberliegenden Ende sitzt und das drehbare Gehäuse' koaxial zu <ien Wellen zwischen den Enden liegt.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen¹ näher erläutert. In den Zeichnungen

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Antriebs eines Streckwalzwerks, wobei der Antrieb mit dem Schrittgetriebe gemäß der Erfindung ausgerüstet ist,

Fig. 2 ein vertikaler Längsschnitt durch die Achse des Schrittgetriebes,

Fig. 3 ein Schnitt an der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 ein Schnitt als Einzelheit durch eine Abwandlung des Schrittgetriebes und

Fig. 5 ein Schnitt als Einzelheit durch eine weitere Abwandlung des Schrittgetriebes.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 weist ein MetallbsRd^Streclpralswerk einen ersten Satz Walzen auf, die mit Wellenverlängerungen 1 ^aksppelt sind,

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sowie einen zweiten Satz Walzen, die mit Wellenverlängerungen 2 gekuppelt sind. Die Wellenverlängerungen und damit die Hollen sind mit festgelegten verschiednenen Drehzahlen von einem gemeinsamen Antriebsmotor 3 über die jeweiligen Untersetzungsvorgelege 4» 5 angetrieben. Der Motor 3 hat eine Abtriebswelle, die drehzahlregelbar ist, so daß die Grundgeschwindigkeit des flachzuwalzenden Bandes geändert werden kann. Die Differenz in den Drehzahlen zwischen den beiden Hollensätzen wird durch ein Schrittgetriebe 6 geregelt. Das Schrittgetriebe 6 hat eine Antriebswelle, die über ein Vorgelege 7 vom Antriebsmotor 3 angetrieben wird, und eine Abtriebswelle, die mit dem TJntersetzungsvorgelege 5 verbunden

ist und mit einer Drehzahl umläuft, die entsprechend der Drehzahl eines Regelmotors 8 von der Drehzahl der Antriebswelle abweicht. Der Regelmotor 8 kann ein Hydraulikmotor sein, der von einer Hydraulikpumpe 9 versorgt wird. Sein Ausgang kann von der Drehzahl des Antriebsmotors 3 abhängig gemacht v/erden, was noch zu beschreiben sein wird. Ein Stück Metallband, das zwischen die Walzen läuft, die mit den Wellenverlängerungen 1 und 2 verbunden sind, wird um ein Maß gestreckt, das von der Drehzahldifferenz zwischen den Walzen abhängt, die von den Walzen 1 und ä 2 angetrieben sind. Das Band muß in der Richtung von den Walzen, die langsamer umlaufen zu den Walzen laufen, die schneller umlaufen.

Das Schrittgetriebe 6 ist im einzelnen in Fig. 2 und 3 gezeigt. Es hat ein feststehendes Gehäuse 10 mit zwei gegenüberliegenden Endseiten 10a und 10b. Das Gehäuse sitzt starr auf einem Sockel 11. Eine Antriebswelle 12 und eine Abtriebswelle 13 sind im Gehäuse 10 zur Drehung um eine gemeinsame Achse gelagert. Sie Antriebswelle 12 ist in eines Lager 14 gelagert, die Abtriebswelle 13 ist in Lagern 15 und 15a gelagert. Die An-

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triebswelle 12 ist als hohle Hülse ausgebildet, durch die sich axial die Abtriebswelle erstreckt. Die beiden Wellen erstrecken sich durch eine Seite 10a des Gehäuses 10. Die Antriebswelle und die Abtriebswelle sind mit Hilfe von Wellenkupplungen 12b, 13b jeweils mit Wellenverlängerungen 12a bzw. 13a verbunden.

Eine Regelwelle 16 ist ebenfalls im Gehäuse 10 gelagert und erstreckt sich durch die Gehäuseseite 10b. Die Regelwelle 16 liegt koaxial zu den Wellen 12 und 13 und ist in einem Lager I7 gelagert. Eine hohle Zwischenwelle 18, in die sich die Abtriebswelle I3 erstreckt, ist an einem Ende durch ein Lager 19 gelagert. Diese Welle ist koaxial zu den anderen drei Wellen angeordnet und zur Drehung um die gemeinsame Achse gelagert. Das innere Ende der Antriebswelle 12 ist als Plansch 20 ausgebildet, mit dem ein Ende eines drehbaren Gehäuses 21. mit Hilfe von Schrauben 22 fest verschraubt ist. Das andere Ende des drehbaren Gehäuses ist von einem Lager 23 abgestützt, das an der Gehäuseseite 10b des feststehenden Gehäuses sitzt. Das drehabare Gehäuse 21 trägt einen ersten Satz Vorgelegewellen 24 und einen zweiten Satz Vorgelegewellen 25· Zu jedem Satz

gehören drei Vorgelegewellen, die gleichmäßig um die gemeinsame Achse herum angeordnet sind.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 sind die Vorgelegewellen 24 in Lagern 26a und 26 b gelagert, und die Vorgelegewellen 25 sind in Lagern 27a und 27b gelagert.

Das drehbare Gehäuse taucht normalerweise nicht in Öl ein. Ölkanäle 4I

sind vorgesehen, um Öl von einer außensitzenden Quelleden verschiedenen

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Lagern und Kämmstellen der Zahnräder zuzuführen. Ein Zentralzannrad 28 ist mit.der Antriebswelle 13 verkeilt onder sonstwie starr verbunden. Dieses Zentralrad 28 kämmt mit einem Satz Ritzel 29, die mit den Vorgelegewellen 24 drehbar sind.

Mit dem Umlaufen der Antriebswelle 12, die vom Motor angetrieben wird, wird auf die Abtriebswelle 13 über das drehbare Gehäuse 21, die Ritzel 29 und das Zentralzahnrad 28 übertragen. Jede Differenz in der Drehzahl λ zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle wird durch die Drehzahl der Ritzel 29 bestimmt, und diese Drehzahl wird von dem Regelmotor 8 über ein Untersetzungsgetriebe geregelt, das nun zu beschreiben ist.

Ein drittes Zahnrad 30 istnit den Ritzeln 29 jeweils drehbar und sitzt auf der Vorgelegewelle 24. Der Satz aus drei dritten Zahnrädern 30 kämmt mit einem zentralen vierten Zahnrad 31 auf der Zwischenwelle 18. Die Zv/ischenwelle, die an einem Ende durch das Lager 19 gelagert ist, ist also am anderen Ende durch das Kämmen mit den Zahnrädern 30 gelagert.

Ein fünftes Zahnrad 32, das mit dem Zahnrad 3I rotierbar ist, ist mit ^ der Zwischenwelle verkeilt oder sonstwie starr verbunden, und es kämmt mit einem 3atz aus drei Ritzeln bzw. sechsten Zahnrädern 33> die auf den VorgeLegewellen 25 sitzen. Ein siebtes Zahnrad 34, das von den jeweiligen 7orgelfcge-;/elien getragen ist und mit dem entsprechenden Zahnrad 33 ro tierbar iat, kämmt mit einem Ritzel bzw. achten Zahnrad 35» das mit der Reptil welle 16 umläuft.

Dt:r H'JgO)Mf)tor H, dor gcmüij der Darntel lung αLu Hydraulikmotor B vorge-

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sehen ist, der Flüssigkeitsverbindungen 36 hat, ist mit Hilfe von Schrauben 37 mit der Gehäuseseite 10b des feststehenden Gehäuses verschraubt. Dieser Regelmotor hat eine Abtriebswelle 238» die mit einer Kupplung 39 mit eier Regelwelle 16 verbunden ist.

Wenn die Regelwelle 16 mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 12 umläuft, folglieh mit der Drehzahl des drehbaren Gehäuses 21, kann

κ. keine Drehung der Planetenräder 29 um ihre einzelnen Achsen erfolgen, da keine Relativdrehung zwischen der Regelwelle und dem drehbaren Gehäuse auftritt. Das Zentralzahnrad 28 ist deshalb mit dem rotierbaren Gehäuse verriegelt, so daß die Drehzahl der Abtriebswelle 13 die gleiche wie die Drehzahl der Antriebswelle 12 ist. Wenn die Regelwelle 16 jedoch durch den Regelmotor mit einer Drehzahl angetrieben wird, die sich von. der Drehzahl der Antriebswelle unterscheidet, bewirkt die dadurch entstehende Drehung des Untersetzungsgetriebes innerhalb des drehbaren Gehäuses ein Drehen der Zahnräder 29 mit einer Drehzahl, die von der Differenzdrehazhl bestimmt wird, und dadurch wird hervorgerufen, dab

^ die Abtriebswelle schneller oder langsamer umläuft als die Antriebswelle, wobei die Drehzahldifferenz·natürlich von der Drehzahl der Regelwelle bestimmt wird.

In Pig. 4 ist eine Einzelheit einer Abwandlung des oben beschriebenen Getriebes gezeigt. In dieser Figur sind die gleichen Bezugszahlen verwendet worden, um Elemente zu kennzeichnen; die denen in Fig. 2 entspre~ chen. Dieses abgewandelte Getriebe unterscheidet sich von dem in Fig. gezeigten Getriebe inaofern, als der Motor 8 mit einem Flansch 42 des

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drehbaren Gehäuses 21 verschraubt ist, so daß er sich mit dem rotierbaren Gehäuse mit der Drehzahl der Antriebswelle dreht. Wenn also der Regelmotor 8 also keine Leistung abgibt, erfolgt keine Relativedrehung zwischen der Regelv/elie 16 und dem drehbaren Gehäuse 21, und folglich laufen die Zahnräder 29 nicht um ihre eignen Achsen; die Abtriebswelle 13 wird dadurch mit der Antriebswelle verriegelt. Wenn der Regelmotor 8 Leistung abgibt, so daß seine Abtriebswelle sich gegenüber dem Motorgehäuse dreht, wird auf die Zahnräder 29 eine Differenzdrehzahl übertra- ä gen, und folglich läuft die Abtriebswelle schneller oder langsamer als die Antriebswelle um, und zar um ein Maß, das von der Differenzdrehzahl bestimmt wird.

In Fig. 5 ist eine Einzelheit einer weiteren Abwandlung gezeigt, die sich enger an die schematisehe Darstellung in Fig. 1 hält. In dieser Abwandlung ist das feststehende Gehäuse 10 mit einer Verlängerung 50 versehen, in der eine Hilfsteile 43 gelagert ist. Die Hilfsv/elle 43 ist in Lagern 44^a und 44*> gelagert, und sie erstreckt sich parallel zur Achse der Antriebswelle, bei der es sich natürlich auch um die Achse der Regelwelle ' 16 handelt. Die Hilfsabtriebswelle erstreckt sich von einer Verlängerung der Gehäuseseite 10b des feststehenden Gehäuses. Eine Hülse 45» die sich von dem drehbaren Gehäuse (nicht dargestellt) erstreckt und mit ihm umläuft, dient zur Lagerung der Regelwelle 16 in koaxialer Lage mit Hilfe eines Lagers 46· Mit der Außenseite der Hülse 45 ist ein Zahnrad 47 verkeilt, das mit einem Zahnrad 48 ^&uf einer Vorlegewelle 49 kämmt. Das Zahnrad 48 seinerseits kämmt mit einem Zahnrad 4I auf der Hilfswelle 43· In dieser Weise läuft die Hilfsabtriebswelle mit der Drehzahl des drehbaren

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Gehäuses um, folglich mit der Drehzahl der Antriebswelle. Es ist eine besonders vorteilhafte Anordnung dann, wenn es erforderlich ist, ein konstantes Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle aufrechtzuerhalten, anstatt eine absolute Drehzahldifferenz, denn es wird möglich, den Regelmotor 8 von einer Antriebsquelle aus anzutreiben, der von der Welle 43 mit d^er Drehzahl der Antriebswelle angetrieben wird, wobei der Versorgungsantrieb zweckmäßigereweise neben dem Regel-

motor sitzt. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei dem Regelmotor 8 um einen Hydraulikmotor, der von einer Hydraulikpumpe 9 versorgt wird, die an der Gehäuseseite 10b sitzt. Die Hydraulikpumpe 9 wird von der Hilfswelle 43 angetrieben, und ihre Förderleistung wird von der Drehzahl der Antriebswelle "bestimmt, und die Drehzahl des Regelmotors wird durch diese Förderleistung bestimmt.

Es versteht sich, daß zwar in den vorliegenden Beispielen der Regelmotor 8 als ein Hydraulikmotor vorgesehen ist, es kann sich dabei alternativ auch um einen Drehzahl regelbaren Elektromotor oder um einen anderen Antrieb handeln. Gleichgültig, ob es sich beim Motor 8 um einen Elektromotor, einen Hydraulimotor oder einen sonstigen Antrieb handelt, er kann auf einer Gehäuseseite des stationären Gehäuses sitzen, wie das in Fig. 2 und 5 gezeigt ist, oder er kann so angeordnet sein, daß er sich mit dem drehbaren Gehäuse dreht, wie das in Fig. 4 gezeigt ist. Im letzteren Fall ist es natürlich erforderlich, die Energie zum Motor über eine Drehverbindung (im Falle eines Hydraulikmotors) oder über Schleifringe (im Falle eines Elektromotors) zuzuleiten.

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Claims

Patentansprüche

( 1. JSchrittgetriebe, bestehend aus einer Antriebswelle, die von einem Motor angetrieben ist, einer Abtriebswelle und einem Drehzahl regelbaren Triebwerk, das die Wellen miteinander verbindet, derart, daß eine geregelte veränderliche Drehzahldifferenz zwischen den Wellen entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und die Abtriebswelle (12, 13) zur Drehung um eine gemeinsame Achse gelagert sind und daß das Drehzahl regelbare Triebwerk ein Zentralzahnrad (28), das fest mit einer der Wellen verbunden ist, ein drehbares Gehäuse (21), das fest mit der anderen Welle verbunden ist, Vorgelegezahnräder (29), die in dem Gehäuse gelagert sind und mit dem Zentralzahnrad kämmen, und

. einen Regelmotor (θ) umfaßt, der in einer Triebverbindung mit den Yorgelegezahnradern steht.

2. Schrittgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i ohnet, daß die Antriebs- und die Abtriebswelle in einem feststehenden Gehäuee (1O) gelagert sind und daß .die Vorgelegezahnräder (29) gleichmäßig um die Achse der Wellen herum verteilt sind.

ii. ochrittge triebe nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß eine der Wellen eine hohle Hülse (12) ist, durch die sich die andere Welle (13) erstreckt, wobei sich die Wellen durch eine Joit« (iou) des feststehenden Gehäuses (1O) erstrecken und der (fj) am anderen Endü des feststehenden Gehäuses gelagert ist.

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4· Schrittgetriebe nach Anspruch 3» dadurch gekenn zeichnet, daß das Drehzahl regelbare Triebwerk einen Regelmotor (θ) umfaßt, der fest mit der Antriebswelle zur Drehung mit ihr verbunden ist und eine Abtriebswelle (38) hat, die in einer Treibverbindung mit den Vorgelegezahnrädern über ein Untersetzungsvorgelege (35» 34» 33» 32, 31, 50) steht.

£ 5 · Schrittgetriebe nach Anspruch 3 > dadurch g e k e η η - zeichnet, daß das Drehzahl regelbare Triebwerk einen Regelmotor (θ) Umfaßt, der am feststehenden Gehäuse (1O) gelagert ist und eine Abtriebswelle (38) hat, die in einer Treibverbinditng mit den Vorgelegezahnrädern über ein Üntersetzungsvorgelege (35» 34» 33» 32, 31» 30) steht.

6. Schrittgetriebe nach Anspruch 4 oder 5» gekennzeichnet durch eine Hilfsabtriebswelle (43)» die im feststehenden Gehäuse (1O) zur Drehung um eine Achse gelagert ist, die parallel zur gemeinsamen Achse liegt, wobei die Hilfaabtriebswelle sich durch die andere

Seite (10b) des Gehäuses erstisskt und in einer Treibverbindung mit der Antriebswelle (12) über ein Zahnradvorgelege (47> 48, 51) steht.

7. Schrittgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich bsi dem Regelmotor um einen Hydraulikmotor (8) handelt, der von einer Hydraulikpumpe (9) versorgt wird_? wobei die Pump-e (9) äer anderen Seite (iOb) des feststehenden Gehäuses gemagert ist und von der Hilfsabtriebswelle (43) angetrieben ist*

*) auf
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8. Schrittgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 7> dadurch gekennze'i chnet, daß das Untersetzungsvorgelege, das die Abtriebswelle des Regelmotors mit den Vorgelegezahnrädern verbindet, ein Ritzel (35)> das mit der Abtriebswelle des Regelmotors umläuft, einen zweiten Satz Vorgelegezahnräder (34), die im Gehäuse (21) gelagert sind und mit dem Ritzel (35) kämmen, einen Satz Ritzel (33)> die mit dem zweiten Satz Vorgelegezahnräder (34) umlaufen und mit einen Zahnrad (32) auf einer Zwischenwelle (18) kämmen, ein zweites Zahnrad (3I) auf der Zwischenwelle, das mit dem ersten Zahnrad (32) umläuft, und λ

einen dritten Satz Vorgelegezahnräder (30) umfaßt, die mit dem ersten Satz Vorgelegezahnräder (29) umlaufen und mit dem zweiten Zahnrad (3"O auf der Zwischenwelle kämmen.

9. Schrittgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abtriebswelle (38) des Regelmotors, die Zwischenwelle (18) und die Antriebs- und Abtriebswelle (12, I3) koaxial liegen.

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