Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Kette mit periodisch angeordne- ten Kettengliedern, insbesondere für eine Ziehmaschine zum Ziehen von Ziehgut, wie Stangen-, Rohr-, Rund- und Profilmaterial, dessen Antriebs- strang von einem Antricbsmotor angetrieben wird.

Bei derartigen Antrieben, insbesondere bei Antrieben für Ziehmaschinen, besteht die Problematik, eine umlaufende Bewegung in eine Linearbewe- giving, insbesondere zum Ziehen des Ziehguts, umzusetzen. Hierbei kann es zu Bewegungsartefakten kommen, die sich einerseits störend auf einen Gleichlauf der Kette, insbesondere auch des Ziehguts, und andererseits als schwere beherrschbar von dem Antriebsmotor erweisen. Ein Beispiel hierfür ist de nachfolgend näher beschriebene Polygoneffekt, der bei Verwendung einer Kette zum Ziehen des Ziehguts aunritt.

Da die Einzelglieder bzw. Verbindungsglieder einer Kette starr sind, kann sich die Kette dem Teiikreis des Kettenrades nur poiygonförmig anpassen.

Der Hebelann einer auf den Kettenstrang ausgeübten Kraft ändert sich da- durch mit dem Drehwinkel des Kettenrades, wodurch das Lastmoment und die in Kettenzugrichtung resultierende Vortriebsgeschwindigkeit der Kette

periodisch schwanken. Neben den Last- und Geschwindigkeitsschwankun- gen werden auch Schwankungen der Kette in der Laufhöhe angeregt, die insgesamt zu unerwünschten Schwingungen in der Maschine und dadurch zu höherem Verschleiß des gesamten Kettenantriebs führen können. Bei der Auslegung des Antriebs für ein Kettenrad bzw. für einen Kettentrieb muss daher dieser sogenannte Polygoneffekt berücksichtigt werden.

Um dem Polyol,, entgegenzuwirken, sind im Stand der Technik bisher eine Vielzahl von technischen Lösungen vorgeschlagen worden. Eine Kom- pensation des Polygoneffektes kann z.B. dadurch erzielt werden, dass ver- gleichsweise große Kettenräder mait einer hohen Zähnezahl verwendet wer- den. Maschinen mit gro#en Kettenrädern zeigen zwar einen vergleichsweise ruhigen Lauf, dies wird allerdings mit einer Vergrö#erung des für den An- trieb benötigten Bauraumes und mit einer Erhöhung der Anzahl der Ketten- glieder bzw. mit höheren Kosten erkauft, so dass auch das Gewicht der Ket- te und damit die zu installierende Antriebsfeistung steigt.

Weiter ist es aus dem Stand der Technik bekannt. als ausgleichsmittel zur Kompensation des Polygoneffektes eine spezielle Kettenführung vorzuse- hen, mit der die Kette derart an das Kettenrad herangeführt wird, dass sich der Effekt der starren Kettenglieder nur weniger stark auswirkt.

Beispielsweise in Kettenziehvorrichtungen zum Ziehen von Voll-, Rohr-, Rund-und Profilmaterial. im folgenden Ziehgut genannt mit einer umlau-

fenden Kette kann der Polygoneffekt erheblichen Einfluss auf die Qualität des gezogenen Ziehguts haben, da sicle Geschwindigkeitsschwankungen und Schwingungen unmittelbar auf die Homogenität des Ziehprozesses, die Güte der Oberfläche des Zichgutcs und die Längcntoicranzen des gezogenen Ma- terals auswirken. In ein em kontinuierlichen Ziehprozess wird das Ziehgut mit speziellen Greifwerkzeugen gegriffen und mit den umlaufenden Treib- kettenpaaren gezogen. Eine derartige kontinuierliche Ziehvorrichtung ist z. B. aus dem Patent EP 0 433 767 Bl bekannt. Bei dieser Kettenziehma- schine wurde keine Ausgleichsvorrichtung zum Ausgleich der durch den Po- lygoneffekt Verursaschten Geschwindigkcitsschwankungen der Trcibketten vorgesehen.

Aus der EP 0 860 2 16 A I ist ein Antrieb für eine kontinuierhche Zielivor- richtung bekannt, bei welchem dem Polygoneffekt bereits Rechnung getra- gen wurde. Bei dem gattungsgemaßen Antrieb ist in den Antriebsstrang zwi- schen dem Antriebsmotor und den angetriebenen Kettenrädern ein Überset- zungsgetriebe geschaltet. Die Antriebswelle des Übersetzungsgetriebes ist mit der Motorwehe des Antriebsmotors über ein Kreuzkopfgeienk verbun- den und um einen Winkel verschwenkt eingebaut. Durch das Kreuzkopfge- lenk wird bei zueinander verschwenkter An- und Antriebswelle eine Unre- <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> gelmäßigkeit der Umfangsgeschwindigkeiten erzieh, die zur Kompensation des Polygoneffektes ausgenutzt werden soll. Der Ausgleichseffekt dieses Antriebs hängt entscheidend von der Einstehung des Winke) zwischen der An-und Abtriebswelle ab. Ein derantiger Antrieb erfordert daher einerseits

eine genaue Justage des Winkels, andererseits eine regelmäßige Überwa- chung der Einstellung, da bei einer ungünstigen Fehlstellung des Winkels statt einer Kompensation eine Verstärkung des Polygoneffektes erzeugt wird. Der hierdurch bedingte Bauraum erhöht die Kosten zudem. Für den praktischen Einsatz zum gleichmä#igen Bewegen einer Kette, insbesondere in einer Ziehvorrichtung, ist der aus der EP 0 860 216 A I bekannte Antrieb daher wenig geeignet.

Mit der Erfindung soll ein Autrieb ge3schaffen werden. der mit einfachen Mitteln eine betriebssichere Kompensation von derartigen Bewegungsarte- fakten, insbesondere des Potygoneffektes, bewirkt.

Erfindungsgemäß ist die obige Aufgabe dadurch gelöst. dass der Antriebs- strang mindestens je ein antriebsseitiges Unrundrad und ein abtriebsseitiges Unrundrad aufweist.

Durch die Auswahl geeigneter Unrundrader wird am abtriebsseitigen Un- mndrad eine resultierende, abgegebene Drehzahl erzeugt, mit der der Poly- goneffekt vollstän kompensiert werden kann, so dass keine oder nur ge- ringfügige Geschwindigkeitsschwankungen in der Kette. insbesondere im ziehenden Kettenstrang auftreten. Insbesondere wnd dadurch eine gleich- bleibende Qualität des gezogenen Materiais gesichert. Mit den miteinander wechselwirkenden Unrundrädern können bei konstanter Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors die Abmebsdrehzahien des abtriebsseitigen Unrund-

zahnrades auf den Polygoneffekt eingestellt werden. Die Auswahl der Geo- metrien der Unrundräder erfolgt in Abhängigkeit von der Zähnezahl des Ket- tenrades und der Gestalt der Kettenglieder. Der erfindungsgemä#e Antrieb bewirkt selbst bei Kettenrädern mit nur wenigen Kettenzähnen eine nahezu vollständige Kompensation des Poiygoneffcktes.

Um einen völligen oder zumindestens einen nahezu völligen gleichlauf der Kette zu erhalten. ist es besonders vorteilhaft, wenn die Periodizität des an- triebsseitigen Unrundrades auf die Periodizität der umlaufenden Kette in de- finierter Weise aufeinander abgestimmt ist. Dies geschieht dadurch, dass der Umfang wenigstens eines der Unrundräder eine Periodizität einer Winkel- funktion r ( (p) autweist und diese Periodizität der Periodizität der Ketten- glieder entspricht. Dabei versteht es sich von selbst, dass zwischen den Un- rundrädern und dem Kettenrad bzw. den Kettenrädern entsprechende Ge- triebeglieder angeordnet sein können, die auf die Übersetzung des Antriebes wirken können.

Die Erfindung eignet sich insbesondere somit für Ziehmaschinen, bei wel- chen der Antrieb ein mehrere Kettenzähne ausweisendes Kettenrad, insbe- sondere ein Kettenrad einer Kettenziehvorrichtung, umfasst, welches eine, vorzugsweise endlos umtaufende. Kette antreibt.

Da der Potygoneffekt periodisch auftritt, erfoigt die Auslegung der Unrund- räder vorzugsweise dergcstah, dass die Wäizkufe eines jeden Unrundrades

jeweils aus mehreren Wälzkreissegmenten mit gleichförmigen Wälzkurven- abschnitten zusammengesetzt ist. Die Wälzkurvenabschnitte des antriebssei- tigen und des abtriebsseitigen Unrundrades sollten gleiche Wälzkurvenlän- gen aufweisen, so dass die Wälzkurvenabschnitte und mithin die Unrundrä- der gleichmä#ig aufeinander abrollen und eine periodische Schwankung der Abtriebsdrehzah) des abtriebsseingen Unrundrades ermögiichen.

Es verstellt sich, dass auch eine nicht periodisclie Wäizkurve an dem Un- rundrad vorgesehen sein kann. wobei dann die notwendige Periodizität durch genau einen Umlauf des Unrundrades gewährleistet ist.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn das antriebsseitige Unrundrad weniger Wälz- kreissegmente a) s das abtriebsseitige Unrundrad aufweist, so dass ein An- tnebsmotor mit hohen Antriebsdrehzahlen eingesetzt wereden kann.

Bei einer ersten Ausführungsalternaitve entspricht die Anzahl der Wälz- kreissegmente des abtriebsseitigcii Unrundrades der Anzaht der Kettenzäh- ne. Bei einem derartigen Antrieb kann dann das abtriebsseitige Unrundrad wahlweise mit dem Kettenrad auf einer gemeinsamen WcHe angeordnet sein oder durch ein Zahnradgetriebe oder ein Transmissionsmittel, wie z. B. ei- nem Zahnriemen, mit dem Kettenrad gekoppelt sein.

Bei einer altemativen Ausführungsform ist zwischen dem abtriebsseitigen Unrundrad und dem Kettenrad ein Übersetzungsgetriebe zwischengeschai-

tet, dessen übersetzungsverhältnis ik sich aus dem Verhältnis der Anzahl der Wäizkreissegmente des abtriebsseitigen Unrundrades und der Kettenzähne des Kettenrades bzw. aus dem Verhältnis des Winkels. über den sich die Wälzkreissegmente des abtriebsseitigen Unrundrades erstrecken, und dem Teilungswinke ! des Kettenrades ergibt. Vortcithafterwose) ist das Überset- zungsverhältnis ganzzahlig. Bei dem Übersetzungsgetriebe kann es sich um ein ein- oder mehrstufiges Zwischengetriebe handeln. Insbesondere kann das Übersetzungsverhäkltnis lk ganzzahlig durch die Zahnezaht teilbar sein.

Das abtriebsseitige Unrundrad ist vorzugs\veise derart konstruiert, dass sei- ne Wäizkurvenabschnitte zwei Wendepunkte haben. Hierdurch fassen sich insbesondere harte Schläge beim Über gang zwischen Wälzkurvenabschnit- ten vermeiden bzw. in ihrer Wirkung reduzieren. Vorzugsweise hegen die Wendepunkte in der Nahe des minimalen oder des mavimalen Radialabstan- des. Jeder Wälzkurvenabschnitt weist dann in der Mitte einen minimalen Radialabstand von der Drehachse des Unrundrades und and den Übergängen zu den nächsten Wälzkreissegmenten maximale Radralabstände von der Drehachse auf. Der Abstand zwischen den Drehachsen der Unrundräder ist vorzugsweise konstant.

Weiter vorteilhaft ist es. wenn die Unrundräder als Zahnräder ausgebi,ldet sind, da mit Zahnrädern ein sicherer Ablauf der Wälzkreissegmente aufein- ander ohne die Gefahr voo Gleitmi zwischen den Unrunvdrädern ermöglicht wird.

Insbesondere für Kettenziehvorrichtungen, mit denen Ziehgut mit besonders hohen Quahtätsanforderungen an gieichbteibende Dicken gezogen werden sollen, kann als weiteres Ausgieichsmittei zur Kompensation des Polygonef- fektes eine spezielle Kette der Kette and das Kettenrad heran vorge- sehen sein. Hierbei werden die Wäfzkurven der Unrundräder entsprechend des durch die Ausgleichsmittel verringerten Polygoneffektes angepasst.

Als weitere Lösung schlägt vorhegende Erfindung ein Verfahren zum An- trieb einer Kette mit penodisch angeordneten Kettenghedern, insbesondere eines Kettentriebs, vor, so dass die Unrundrader in einen Antriebsstrang eine periodisch veränderliche Drehzahl erzeugen und der Antriebsstrang diese Drehzahl auf ein Kettenrad überträgt, wobei die Periodizität der Drehzahl auf die Periodizität der Kettenglieder abgestimmt ist.

Durch das erfindungsgemä#e Verfahren wird ermöglicht, dass ein Bauteil, welches bedingt durch seine konstruktive Gestaltung ansonsten nur mit ho- hen konstruktiven Aufwand in eine mit dem Polygoneffekt behaftete Bewe- gung versetzt werden kann, nun auch eine gleichmä#ige Bewegung erfährt.

Es versteht sich von selbst, dass in einer alternativen Konstruktion das an- triebsseitige Unrundrad durch entsprechende Ma#nahmen derart ausge- tauscht werden kann, so dass das abtriebsseitige Unrundrad nicht zwangs- weise durch ein entsprechendes antriebsseitiges Unrundrad angetrieben werden muss.

Es ist selbsterklärend, dass der erfindungsgemä#e Kettenantrieb auch für Kettentriebe von Maschinen oder Vorrichtungen gebraucht werden kann, die nicht direkt ats Ziehmaschincn verwendet werden, jedoch aber der <BR> <BR> <BR> <BR> Polygoneffekt einen Nachteil in der gleichmäßigen Bewegung des Antriebs solcher Maschinen oder Vorrichtungen haben kann.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Erläuterungen anliegender Zeichnung darge4stellt, in welcher beispielhaft in einer rein schematischen Darstellung der Aufbau des erfindungsgemä#en Antriebs für zwei verschiedene Ausführungsformen dar- gestellt ist.

In der Zeichnung zeigt Figur I schematisch einen erfindungsgemaßen Antriebsstrang ohne <BR> <BR> <BR> Übersetzungsgetriebe, und<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Figur 2 einen erfindungsgemaßen Antricbsstrang mit Übersetzungsge- triebe zwischen den Unrundzahnrädern und dem Kettenrad.

In den Figuren 1 und 2 sind in einer rein schematischen Darste)) ung nur die zum Ausgleich des Polygoneffektes notwendigen Baueile eines insgesamt mit 10 in Fig. 1 bzw. 20 in Fig. 2 bezeichneten Antriebsstrangs dargestellt.

Der Antriebsstrang dient zum Antreiben des Kettenrades 11 einer ansonsten

nicht weiter dargestellten Ziehvorrichtung. Mit dem Kettenrad 11 wird eine Kette 12 in Richtung des Pfeiles P gezogen. Die Zielikette 12 bestelit ALIS gelenkig miteinander über Bolzen 12c verbundenen Kettengliedern 12a, 12b, wobei die Zähne ! 3 des Kettenrades) t an den Botzen) 2c angreifen. Es versteht sich, dass auch eine andere konkrete Ausgestattung des Kettenan- triebes gewähr werden kann. An der Kette 12 sind die nicht dargestellten Greifvorrichtungen zum Zic hen des nicht gezeigten Zichgutes befestigt. In Ziehvorrichtungen erfolgt das Ziehen des Materials meist mit Triebketten- paaren, d. h. mit mindestens zwei parallel zueinander laufenden Ketten.

Im Antriebsstrang 10 in Fig. 1 ist ein antriebsseitiges Unrungzahnrad 1 mit einem nicht gezeigten Antriebsmotor drehfest verbunden. Das antriebsseitige Unrundzahnrad) ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei gleichförmi- gen Wälzkreissegmenten 2 zusammengesetzt, von denen eines schraffiert gezeigt ist. Hierbei weicht die Form leicht von der idealen Grundform einer Ellipse ab und ist an die gewünschten Geschwindigkeitsverhältnisse ange- passt. Das antriebsseitige Unrundzahnrad 1 ist über seine nicht näher darge- stellte Verzahnung Illit der Verzahnung des abtriebsseittgen Unrundzahnra- des 3 in Eingriff. Dieses weist insgesamt 6 zueinander gleichförmige Wälz- kreissegmente 4 auf, von denen eines schraffiert dargestent ist.

Es versteht sich, dass die einzelnen Unrunczahuräder aus einem Stück be- stehen bzw. gefertigt sein können und sich die Bezeichnung Wälzkreisseg-

mente nur auf den gleichförmigen Aufbau der einzelen Unrundzahnräder bezieht.

Das Wälzkreissegment 2 des Unrundzahnrades ! hat einen Wätzkurvenab- schnitt 2', der die gleiche Bogenlänge beziehungsweise Wälzkurvenlänge wie der Wälzkurvenabschnitt 4' des Wälzkreissegmentes 4 des abtriebsseiti- gen Unrundzahnrades 3 aufweist. Weiterhin ist der Abstand zwischen der Drehachse 5 des Unrundrades t und der Drehachse 6 des Unrundrades 3 konstant. Die Wätzkurvc bzw. der Umfang des Unrundrades 3 kann daher aus der konstanten Summe des Erzeugendenradius R des Unrundrades 3 und des Erzeugendenradius U des Unruindrades 1 ermittelt werden.

Um den im Betrieb des Antriebsstrangs 10 am Kettenrad 11 auftretenden Polygoneffekt auszugleichen, hat der Wälzkurvenabsclinitt 4'des Wälzkreis- segmentes 4 des abtriebsscitigen Unrundzahnrades 3 zwei Wendepunkte 9, 9', sowie einen Wälzkurvenpunkt mit minimalem Radialabstand Rmin in der Mitte des Wätzkurvenabschnitts 4'und zwei Wätzkurvenpunkte mit maxi- malem Radialabstand Rinax. Hierbei ist die Lage der Wendepunkte in den Figuren nicht maßstabgetreu dargesteitt. Das Unrundzahnrad i ist derart mit dem Unrundzahnrad 3 in Eingriff gesetzt, dass sich die Wälzkurven einer- seits beruhren, wenn der minimate Radiaiabstand des Unrundrades 1 U", in mit dem maximalen Radialabstand Rmax des Unrundzahnrades 3 zusammen- trifft, und andererseits berühren, wenn der maximale Radialabstand des Un- rundrades I Umax auf den minimalen Radialabstand Rmm trifft. Die Drehzahl

des abtriebsseitigcn Unrundrades 3 ist dann minimal, wenn, wie in Fig. 1 gezeigt, minimaler Radialabstand Umm und maximaler Radialabstand Rmax zusammentreffen bzw. maximal, wenn maximaler Radialabstand Umax und minimaler Radialabstand Rmm zusammentreffen. Die Koppiung des abtriebs- seitigen Unrundzehnrades 3 mit dem Kettenrad 11 ist zur Kompensation nun derart ausgefiilrt, dass die Drehzahl des abu'iebsseitigen Unrundzahnrades 3 einen minimalen Wert hat, wenn sich das Kettenrad 11, wie in Fig. 1 ge- zeight, in einer Winkelstellung befindet, in der ber theorectrsch konstanter An- triebsdrehzaht des Kettenrades I I aufgrund des Polygoneffektes eine maxi- male Kettenvorschubgeschwiwndigkeit in Richtung p resultieren würde. Tat- sächlich ist aber aufgrund der miteinander kämmenden Unrundräsder 1,3 die Abtriebsdrehzahl des abtriebsseitigen Unrundzahnradesa 3 gerade minimal, so dass sich insgesamt der Polygoneffekt und die mit en Unrundzahnrädern 1, 3 erzetigten Drehzahlschwankungen gegeneinander autheben, so dass eine absolut gleichförmige Kettenzuggeschwindigkeit in Richtung p resultiert.

Für den Fachmann ist nun ersichthch, wetche Erzeugendenradien und Krümmungsradien die Maximalradien, Minimalradien und Wendepunkte der Wälzkulvell bzw. Unrundzahnräder 1.3 haben müssen, damit eine optimale Kompensation des Polygoneffektes bei einem bestimmten Kettenrad erzielt wird.

In Figur 1 ist das Übersetzungsverhäitnis zwischen dem Unrundzahnrad 3 und dem Unrundzahnrad 1 iu = 3:1. Das abtriebsseitinge UNrundzahnrad 3 ist

mit dem Kettenrad 11 über ein Transmissionsmittel 8 verbunden Daher muss der Winkel #1, über sich das wälzkreissegment 4 des zweiten Un- <BR> <BR> <BR> <BR> nmdzahnrades 3 erstreckt, genau so gro# wie der Winkel α1 tief zwischen zwei Zähnen 13 des Kettenrades 11 sein. Anstelle des Transmissionsmittels kann aber auch ein Zahnradgetriebe verwendet werden oder das Unrund- zahnrad und das Kettenrad sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet.

Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Antriebsstrangs 20.

Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Auch hier wird die Kette 12 mittels der Zähne 13 des Kettenrades 11 in Transportrichtung p bewegt. Abweichend von der Ausführungsform nach Figur 1 ist das ab- triebsseitige Unrundzahnrad 2 3 über ein insgesamt mit 15 bezeichnetes Übersetzungsgetriebe mit dem Kettenrad 11 gekoppelt. Das Übersetzungs- getriebe 15 besteht in an sich hekmmmr Weise aus Zahnrädern, Riemen, Ketten oder ähnlichem und kann ein- oder mehrstufig ausgeführt sein. Das abtriebsseitige Unrundzahnrad 23 hat hier nur 3 Wälzkreissegmente 24 mit Wälzkurvenabschnitten 24', die sich über den Winketbereich 12 erstrecken.

Das Übersetzungsgetriebe hat ein Übersetzungsverhältnis von iK = #2/α2 <BR> <BR> <BR> <BR> Insgesamt dreht sich daher das Kettenrad 11 um den Winkel α2, wenn sichsa das abtriebsseitige Unrundrad 23 um den Winkel #2 dreht. Das mit dem nicht gezeigten Antriuebsmotor gekoppelte antriebsseitige Unrundzahnrad 21 ist zwar wie gei der Ausführungsform nach Fig. 1 ellipsenartig und aus zwei Wäizkreissegmenten 22 aufgebaut, die Abmessungen der Haupt- und Ne-

benachse bzw. des Erzeugendenradius U des Unrundrades 21 sind aber an die veränderte Kurvengcometrie des Wälzkreissegmentes 24 angepasst.

Bei beiden Ausführungsformen versteht es S) ch, dass das Übersetzungsver- hältnis iu zwischen den Unrundzahnrädern vergleichswise frei gewählt wer- den kann, so dass insgesamt er Antrieb sehr flexible an die optimale Mo- tordrehzahl des Antriebsmotors angepaßt werden kann. Für ein Kettenrad mit veränderter Zähnczahi oder verändertem Durchmesser sind andere Wälzkurven und Erzeugendenradien für die Unrundzahnräder zum Aus- gleich des Polygoneffektes erforderlich.