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Planetenräderweehselgetriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetenräderwechselgetriebe, bei welchem einzelne Teile elektromagnetisch abbremsbar sind. Ein solches Planetenräderweehselgetriebe ist nun erfindungsgemäss so ausgebildet, dass das oder die Sonnenräder mit einer oder je einer zwischen zwei Elektromagnete reichenden Scheibe od. dgl. versehen sind, von welchen Elektromagneten der eine mit einer der Getriebewellen, der andere mit dem feststehenden Getriebegehäuse verbunden ist.
Besonders zweckmässig trägt jede der beiden Wellen (treibende und getriebene) ein Planetengetriebe und die beiden Planetenradgetriebe stehen ständig mit einem gemeinschaftlichen losen Kuppelzahnrad mit Innenverzahnung in Eingriff und können gleichzeitig mit je einem Mittelrad mit Aussenverzahnung gemäss dem oben Gesagten gekuppelt werden.
Dank dieser Anordnung kann man mit einer bestimmten Anzahl von Teilen eine Maximalzahl von Geschwindigkeitsstufen erreichen derart, dass für eine bestimmte gleiche Anzahl von Geschwindig- keitsstufen das Getriebe wesentlich einfacher und kompakter wird als andere Getriebe, die für die gleiche Anzahl von Gesohwindigkeitsstufen bemessen wurden.
Auf der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ist Fig. l ein schematischer Schnitt durch den Mechanismus zur Geschwindigkeitsherabsetzung mit direktem Eingriff, Fig. 2 ein Schnitt durch den Mechanismus zur Geschwindigkeitserhöhung mit direktem Eingriff. Fig. 3 zeigt im Längsschnitt eine Vorrichtung zur Geschwindigkeitsherabsetzung oder Geschwindigkeitserhöhung oder zum direkten Eingriff. Fig. 4,5 und 6 zeigen schematisch eine Vorrichtung zur mechanischen Verbindung der Teile für die verschiedenen Kombinationen ohne Benutzung elektrischer Energie. Fig. 7 ist eine Ausführungsform des selbsttätigen Stromunterbrechers beim Stillstande der Motorwelle.
In Fig. 1, welche den Mechanismus zur Geschwindigkeitsherabsetzung betrifft, bezeichnet 1 die treibende Welle, 2 die getriebene Welle. Die treibende Welle trägt einen Kranz mit innerer Verzahnung J und einen drehbaren Elektromagneten 4. Auf die getriebene Welle ist ein Armkreuz 5 aufgesetzt, welches symmetrisch zum Zentrum angeordnete Achszapfen 6 trägt, auf welchen die Planetenräder 7 lose aufsitzen, die einerseits mit der inneren Verzahnung 3 und anderseits mit dem Mittelrad 8 des Planetengetriebes in Eingriff stehen. Letzteres dreht sich lose um seine Achse und sitzt fest auf einer Scheibe 9 auf, welche magnetisch sich entweder an den drehbaren Elektromagneten 4 oder an den Elektromagneten 10, der am Gehäuse 11 befestigt ist, anlegt.
Hülsen 12 sind durch die Gehäusewand geschraubt und legen sich im Innern auf den Elektromagneten 10, um die Stellung desselben zur Ankerscheibe 9 nach Belieben von aussen zu regeln.
Schrauben 13 verbinden den Elektromagneten 10 mit den Hülsen 12.
Behufs Verwendung des Apparates zur Herabsetzung der Geschwindigkeit wird Strom in den feststehenden Elektromagneten 10 geschickt, welcher sofort die Scheibe 9 und damit das Mittelrad 8 des Planetengetriebes stillsetzt. Der Kranz mit innerer Verzahnung. 3 dreht sich mit der Geschwindigkeit des Motors, treibt die Planetenräder 7, die anderseits in das Mittelrad 8 eingreifen und die Zapfen 6 des Armkreuzes 5 mitnehmen. Dieses dreht sich infolgedessen mit der Welle 2, mit der es fest verbunden ist, mit geringerer Geschwindigkeit, aber in gleichem Sinne wie der Motor.
Zum direkten Eingriff wird der Strom zum Magneten 10 unterbrochen und in den drehbaren Elektromagneten 4 geschickt, welcher unter Vermittlung der Scheibe 9 sofort das Planetenrad 8 mit der Welle 1 kuppelt. Die Planetenräder 7 werden infolgedessen mit der Geschwindigkeit des Motors
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Zu diesem Zwecke trägt die Ankerscheibe 9 auf ihrem Umfang in gleichem Abstand voneinander stehende Einschnitte, in welche Riegel 14 eintreten, die auf der einen oder andern Seite der Scheibe 9 nach aussen ragen. In der Mittelstellung liegen diese Riegel zu beiden Seiten hinter der Oberfläche der Scheibe zurück. Verstellt man die Riegel seitlich, so treten sie in die Ausschnitte. M der Elektromagneten 4 und 10. Die Riegel 14 sitzen in passender Weise an einem zentrierten Ring 16, welcher auf den Umfang der Scheibe 9 unter leichter Reibung aufgesetzt ist. Der Ring trägt eine umlaufende Nut, in welche ein Finger 17 eintritt. Der Ring dreht sich mit der Scheibe 9 und wird parallel zu sieh selbst durch den Finger 17 verstellt und nimmt hiebei die Riegel mit.
Eine passende Verriegelung in der Ankerscheibe 9 zeigt die Stellungen jedes Riegels mittels Kugeln 18 an, welche unter dem Einfluss von Federn 19 in Ausschnitte 20, 21, 22 eintreten.
Die Arbeitsweise ist folgende : Die Welle 1, die sich entsprechend Fig. 1 mit verlangsamter Geschwindigkeit umdreht, wird in direktem Eingriff gebracht durch Verstellung des Fingers 17 nach links, wobei dieser den Ring 16 mitnimmt, der seinerseits die Riegel 14 in die Ausschnitte 15 des Elektromagneten 4 hineindrückt.
Während dieser Verstellung treten die Kugeln 18 aus den Ausschnitten 21 heraus und in die Ein- schnitte 22 hinein, wo sie die Riegel in ihrer neuen Stellung verriegeln. Der Elektromagnet 4 und die
Ankerscheibe 9 werden auf diese Weise mechanisch gekuppelt und stellen den direkten Eingriff zwischen der treibenden Welle 1 und der getriebenen Welle 2 her.
Bei diesen verschiedenen Apparaten wird der elektrische Strom mittels eines bekannten Schalters in die Elektromagnete geschickt. Die Bewegung des Schalters geschieht mit Hilfe eines Handrades, welches in eine auf verschiedene Geschwindigkeiten, sowie in eine dem Totpunkt entsprechende Lage eingestellt wird. Es kann vorkommen, dass beim Stillstand der treibenden Welle das Handrad nicht in die Totlage eintritt, so dass der elektrische Strom ununterbrochen bleibt. Zur Vermeidung dieses Übel- standes wird entsprechend der Anmeldung eine selbsttätige Stromunterbreehung benutzt, die in ver- schiedener Weise zustande kommen kann.
Bei einem Selbstfahrer z. B. kann man zu diesem Zwecke einen Stromunterbrecher bekannter Art benutzen, welcher durch Öldruck oder durch Saugwirkung gesteuert wird. Im allgemeinen benutzt man auch eine Zentrifugalvorrichtung, wie die beispielsweise in Fig. 7 dargestellte, die folgendermassen eingerichtet ist. Die treibende Welle 1 trägt einen leitenden Ring 23, welchem der Strom durch eine Bürste 24 zugeführt wird. Der Ring 2J ist von der treibenden Welle isoliert. Der Strom tritt durch einen Draht 25 in einen Widerstandsdraht 26, der schraubenförmig aufgewickelt und durch ein Rohr 27 aus isolierendem Material festgehalten wird. Dieses Rohr ist radial angeordnet und fest mit der treibenden Welle 1 verbunden.
Im zylindrischen Hohlraum des Widerstandsdrahtes liegt ein Reibkörper 28. Dieser wird durch eine passende Feder 30 ständig gegen die treibende Welle 1 gedrückt. In die Mitte des Reibkörpers ist eine leitende Stange M eingesetzt, deren Ende 32 mit einem oder mehreren Drähten verbunden ist, die zu den Wicklungen der Elektromagneten führen.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende : Läuft die treibende Welle 1 mit normaler Geschwindigkeit, so steht der Reibkörper 28 infolge der Fliehkraft am Ende 32 der Stange 31. Der Strom aus dem Leitungsring geht dann unmittelbar durch den Reibkörper 28 und die Stange M zu den Elektromagneten. Nimmt die Geschwindigkeit der treibenden Welle ab und fällt sie unter einen bestimmten Wert, der beispielsweise dem niedrigsten Gang entspricht, so überwiegt die elastische Kraft der Feder 30 die Fliehkraft, welche auf den Reibkörper 28 einwirkt, und dieser nähert sich der treibenden Welle 1.
Der elektrische Strom geht durch eine bestimmte Anzahl Windungen der Schraube 26 des Widerstandsdrahtes, um durch den Draht 26 zur Stange : 31 zu gelangen. Der Strom wird durch den zusätzlichen Widerstand herabgesetzt, und dieser Widerstand ist um so grösser, mit um so geringerer Geschwindigkeit die treibende Welle 1 sich umdreht. Die Erregung der Elektromagneten und demnach ihre Mitnehmerkraft verändert sich in derselben Richtung und es entsteht eine genügende Gleitbewegung, um allmählich die mitnehmenden und die mitgenommenen Teile zu kuppeln. Läuft die Motorwelle mit noch verminderter Geschwindigkeit oder steht sie still, so gelangt der Gleitkörper 28 an das Ende seines Weges, in die Nähe der treibenden Welle 1. Er befindet sich dann nicht mehr in Berührung mit der leitenden Spirale 26, und der Speisestrom wird unterbrochen.
Diese Einrichtung gestattet eine allmähliche Kupplung, verhindert den Stillstand der treibenden Welle bei verlangsamtem Gang und unterbricht selbsttätig den Stromkreis, wenn die treibende Welle stillsteht.
Die in voraufstehendem beispielsweise beschriebenen Ausführungsformen sind vorzugsweise für eine Übertragungsvorrichtung bestimmt, die bereits mit einem Wechselgetriebe ausgestattet ist. Sie können auch in andern Fällen benutzt werden, z. B. für die Transmission von Werkzeugmaschinen, zum Antrieb von Boots-und Luftschiffsschrauben usw., kurz für sämtliche Transmissionen, bei denen es darauf ankommt, leicht und geräuschlos den direkten Eingriff und benachbarte höhere und geringere Geschwindigkeiten zu erhalten.
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Planetary gears.
The invention relates to a planetary gear change transmission in which individual parts can be braked electromagnetically. Such a planetary gear reversing gear is now designed according to the invention in such a way that the sun gear or gears are provided with one or one disk or the like that extends between two electromagnets, one of which is connected to one of the gear shafts and the other to the stationary gear housing.
It is particularly useful that each of the two shafts (driving and driven) carries a planetary gear and the two planetary gears are constantly in engagement with a common loose coupling gear with internal teeth and can be coupled simultaneously with a central gear with external teeth in accordance with the above.
Thanks to this arrangement, a maximum number of speed levels can be achieved with a certain number of parts in such a way that, for a certain same number of speed levels, the gearbox is much simpler and more compact than other gearboxes that have been dimensioned for the same number of speed levels.
In the drawings illustrating an embodiment, Fig. 1 is a schematic section through the mechanism for reducing the speed with direct engagement, Fig. 2 is a section through the mechanism for increasing the speed with direct engagement. Fig. 3 shows in longitudinal section a device for reducing or increasing speed or for direct intervention. 4, 5 and 6 schematically show a device for mechanically connecting the parts for the various combinations without using electrical energy. Fig. 7 is an embodiment of the automatic circuit breaker when the motor shaft is at a standstill.
In Fig. 1 relating to the speed reduction mechanism, 1 denotes the driving shaft, 2 the driven shaft. The driving shaft carries a ring with internal toothing J and a rotatable electromagnet 4.A spider 5 is placed on the driven shaft, which carries axle journals 6 arranged symmetrically to the center, on which the planetary gears 7 sit loosely, which on one side with the internal toothing 3 and on the other hand are in engagement with the center wheel 8 of the planetary gear. The latter rotates loosely around its axis and sits firmly on a disk 9, which magnetically applies either to the rotatable electromagnet 4 or to the electromagnet 10, which is attached to the housing 11.
Sleeves 12 are screwed through the housing wall and lie on the inside on the electromagnet 10 in order to regulate the position of the same relative to the armature disk 9 from the outside at will.
Screws 13 connect the electromagnet 10 to the sleeves 12.
For the purpose of using the apparatus for reducing the speed, current is sent to the fixed electromagnet 10, which immediately stops the disk 9 and thus the center wheel 8 of the planetary gear. The wreath with internal teeth. 3 rotates at the speed of the motor, drives the planet gears 7, which on the other hand engage in the center wheel 8 and take the pins 6 of the spider 5 with them. As a result, this rotates with the shaft 2, to which it is firmly connected, at a lower speed, but in the same sense as the motor.
For direct engagement, the current to the magnet 10 is interrupted and sent to the rotatable electromagnet 4, which immediately couples the planetary gear 8 to the shaft 1 through the intermediary of the disk 9. The planet gears 7 are as a result with the speed of the engine
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For this purpose, the armature disk 9 bears on its circumference equally spaced incisions, into which bolts 14 enter, which protrude outward on one or the other side of the disk 9. In the middle position, these bars are behind the surface of the pane on both sides. If you move the latch sideways, they step into the cutouts. M of the electromagnets 4 and 10. The latches 14 sit in a suitable manner on a centered ring 16 which is placed on the circumference of the disc 9 with slight friction. The ring has a circumferential groove into which a finger 17 enters. The ring rotates with the disk 9 and is adjusted parallel to see itself by the finger 17 and hiebei takes the bolt with it.
A suitable lock in the armature disk 9 indicates the positions of each bolt by means of balls 18 which, under the influence of springs 19, enter cutouts 20, 21, 22.
The mode of operation is as follows: The shaft 1, which rotates around at a slower speed according to FIG. 1, is brought into direct engagement by moving the finger 17 to the left, which takes the ring 16 with it, which in turn pushes the bolt 14 into the cutouts 15 of the Electromagnet 4 pushes in.
During this adjustment, the balls 18 emerge from the cutouts 21 and into the incisions 22, where they lock the bolts in their new position. The electromagnet 4 and the
Armature disks 9 are mechanically coupled in this way and establish direct engagement between the driving shaft 1 and the driven shaft 2.
In these various devices, the electric current is sent to the electromagnets by means of a known switch. The switch is moved with the aid of a handwheel, which is set in a position corresponding to different speeds and a position corresponding to the dead center. It can happen that when the driving shaft comes to a standstill, the handwheel does not enter the dead position, so that the electrical current remains uninterrupted. To avoid this inconvenience, an automatic power interruption is used in accordance with the registration, which can come about in different ways.
In a self-propelled z. B. one can use a circuit breaker of known type for this purpose, which is controlled by oil pressure or by suction. In general, one also uses a centrifugal device such as that shown in FIG. 7, which is arranged as follows. The driving shaft 1 carries a conductive ring 23 to which the current is supplied by a brush 24. The ring 2J is isolated from the driving shaft. The current passes through a wire 25 into a resistance wire 26 which is helically wound and held in place by a tube 27 made of insulating material. This tube is arranged radially and firmly connected to the driving shaft 1.
A friction body 28 lies in the cylindrical cavity of the resistance wire. This is constantly pressed against the driving shaft 1 by a suitable spring 30. In the center of the friction body a conductive rod M is inserted, the end 32 of which is connected to one or more wires which lead to the windings of the electromagnets.
The operation of this device is as follows: If the driving shaft 1 runs at normal speed, the friction body 28 is due to the centrifugal force at the end 32 of the rod 31. The current from the line ring then goes directly through the friction body 28 and the rod M to the electromagnet . If the speed of the driving shaft decreases and if it falls below a certain value, which corresponds, for example, to the lowest gear, the elastic force of the spring 30 outweighs the centrifugal force which acts on the friction body 28, and it approaches the driving shaft 1.
The electrical current goes through a certain number of turns of the screw 26 of the resistance wire in order to get through the wire 26 to the rod: 31. The current is reduced by the additional resistance, and this resistance is greater, the lower the speed of the driving shaft 1 turns. The excitation of the electromagnets and consequently their driving force changes in the same direction and there is sufficient sliding movement to gradually couple the driving and the driven parts. If the motor shaft is running at a still reduced speed or if it is stationary, the sliding body 28 reaches the end of its path, in the vicinity of the driving shaft 1. It is then no longer in contact with the conductive spiral 26 and the feed current is interrupted .
This device allows gradual coupling, prevents the drive shaft from coming to a standstill when the gear is slowed down, and automatically interrupts the circuit when the drive shaft is stopped.
The embodiments described in the foregoing, for example, are preferably intended for a transmission device that is already equipped with a change gear. They can also be used in other cases, e.g. B. for the transmission of machine tools, for driving boat and airship propellers, etc., in short for all transmissions where it is important to easily and noiselessly obtain the direct intervention and adjacent higher and lower speeds.
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