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Stufenloses Getriebe zum Antrieb von Lafetten
Gegenstand der Erfindung bildet ein stufen- loses Getriebe zum Antrieb von Lafetten, bei welchem ein stufenloser Antrieb mit geringen
Steuerkräften möglich ist.
Es sind bereits stufenlose Getriebe zum Antrieb von Lafetten bekannt, bei denen die veränderliche
Antriebsgeschwindigkeit dadurch erreicht wird, dass einem Differential eine konstante Drehzahl von einem Antriebsmotor und eine in einem
Drehzahlwandler erzeugte Steuerbewegung zugeführt wird. Der Nachteil dieser bekannten Einrichtungen liegt darin, dass zur Erzeugung der Steuerbewegung, also der in das Differential einzudrehenden veränderlichen Drehzahl, ein erheblicher Kraftaufwand notwendig ist. Es wird in diesen bekannten Getrieben stets das gesamte Drehmoment im Drehzahlwandler übertragen, was zur Folge hat, dass diese Antriebe ausserordentlich schwer und voluminös sind, daher nur für schwere Lafetten und grosskalibrige Waffen verwendet werden können.
In jedem Fall benötigen diese stufenlosen Getriebe eine ausserordentlich grosse Kraftquelle, so dass auch schon aus diesem Grunde die Verwendung für leichtere Lafetten unwirtschaftlich ist. Dazu kommt schliesslich noch, dass, bedingt durch die grosse räumliche Ausdehnung dieser Getriebe, tür Seiten-und üöhenantneb getrennte Antriebe mit getrennten Kraftquellen notwendig werden.
Mit dem Gegenstand der vorliegenden Er- findung soll, wie erwähnt, ein Getriebe ge- schaffen werden, das in seinem konstruktiven
Aufbau ausserordentlich einfach ist, wenig Raum beansprucht und bei welchem zur Erzeugung der dem Differential zuzuführenden veränderlichen Drehzahl nur geringe Kräfte benötigt werden. Darüber hinaus soll durch den Erfindungsgegenstand ermöglicht werden, das Höhen-und Seitenrichtgetriebe mit einer einzigen Kraftquelle anzutreiben.
Das stufenlose Getriebe zum Antrieb von Lafetten, das in bekannter Weise ein Differential aufweist, dem sowohl eine konstante als auch eine veränderliche, der Steuerung dienende Drehzahl zugeführt und die veränderliche Drehzahl in einem Drehzahlwandler erzeugt wird, kennzeichnet sich dadurch, dass zwischen Drehzahlwandler und Differential eine mehrteilige
Kupplung vorgesehen ist, die zwei mit konstanten, aber voneinander verschiedenen Drehzahlen an- getriebene Teile und einen mit der Drehzahl des Wandlers angetriebenen Teil aufweist, wobei der letztere Teil mittels eines Steuergewindes auf der die Drehzahl des Wandlers übertragenden
Welle angeordnet ist und über schrägverzahnte und durch diese Schrägverzahnung den not- wendigen Anpressdruck der Kupplungen er- zeugende Stirnräder einen der Teile des Diffe- rentals antreibt.
Die Anordnung ist so getroffen, dass der die Drehzahl des Wandlers übertragende
Kupplungsteil sich bei Abweichung der Ist-
Drehzahl von der Soll-Drehzahl und des zu übertragenden Drehmomentes mehr mit dem rascher oder mehr mit dem langsamer konstant angetriebenen Kupplungsteil kuppelt.
In der Zeichnung ist in den Fig. 1-6 eine beispielsweise Ausführungsform des Gegen- standes der Erfindung dargestellt. Es zeigt : Fig. 1 eine Ansicht einer lafettierten Waffe in schematischer Darstellung, Fig. 2 eine Aufsicht auf die Waffe nach Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische schematische Darstellung des stufenlosen Getriebes, Fig. 4 einen auf eine Ebene abgewickelten Schnitt durch das Getriebe, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 4.
In Fig. 1 ist mit 1 die Waffe bezeichnet, die in einer auf einem Sockel 2 drehbar gelagerten Latette 3 angeordnet ist. Unter dem Sitz 4 des Schützen ist der Getriebekasten 5 zum
Antrieb der Waffe nach Seite und Höhe ange- ordnet. Die Steuerung der Seiten-und Höhenrichtbewegung erfolgt durch den Steuerknüppel 6. Die aus dem Getriebekasten 5 austretende Welle 7 treibt über die Schnecke 8 das Schneckenradsegment 9 zur Ausführung der Höhenrichtbewegung an. Die weiter aus dem Getriebekasten 5 austretende Welle 10 treibt über die Schnecke 11 ein Schneckenrad 12 zur Ausführung der Seitenrichtbewegung an. Mit 13 ist der Antriebsmotor bezeichnet.
In Fig. 3 ist nun eine perspektivische Ansicht des Getriebes in schematischer Darstellung ge- zeigt, in der, wie auch in den Fig. 5 und 6, der Eingriff der Räder dargestellt ist, während
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Fig. 4 das Getriebe auf eine Ebene abgewickelt im Schnitt zeigt. Als Kraftquelle dient beispielsweise ein Elektromotor 13, an dessen Stelle selbstverständlich auch irgendeine andere Kraftquelle Verwendung finden könnte. Der Motor 13 treibt eine im in Fig. 3 nicht dargestellten Getriebekasten 5 gelagerte Welle 14 an. Das Getriebe wird von der Hauptwelle 14 nach zwei Seiten für die Höhen-und Seitenbewegung abgezweigt und die beiden Abtriebswellen 7 und 10 treiben ihrerseits beispielsweise auf die Schneckenräder 9 und 12 der Höhen-bzw.
Seitenbewegung.
Auf der Welle 14 sitzen hintereinander, mit der Welle fest verkeilt der Konus 15, das Stirnrad 16 und das Stirnrad 17. Auf dem Konus 15 liegt die Verbindungsrolle 18 auf, die in einem gabelförmigen Hebel 19 gelagert ist. Der Hebel 19 sitzt auf der Achse 20, die im Getriebekasten 5 axial verschiebbar gelagert ist. Die Verbindungsrolle 18 läuft anderseits auf einem Konus 21, welcher auf der im Getriebekasten 5 gelagerten Welle 22 fest verkeilt ist. Auf der Welle 22 ist lose drehbar das Stirnrad 23, das Stirnrad 24 und der innere, einen Teil des Lamellenpaketes tragende Kupplungsteil 25 gelagert. In der Darstellung nach Fig. 3 sind die Zahnräder 23, 24 und der Kupplungsteil 25 auseinandergezogen dargestellt.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, können aber diese drei Teile 23-25 aus einem Stück bestehen.
Die Welle 22 ist mit einem Steuergewinde 26 (Fig. 4) versehen, das in ein entsprechendes Gewinde im mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen Kupplungsteil 27 eingreift. Dieser abtreibende Kupplungsteil27 weist einen Lamellen tragenden Teil 28 auf, mit welchem er zwischen die Lamellen des Kupplungsteils 25 greift.
Ferner ist eine Verzahnung 29 vorgesehen, die in das Stirnrad 30 eingreift. Mit einem analog dem Teil 28 ausgebildeten, ebenfalls Lamellen tragenden Teil 31 greift der abtreibende Kupplungsteil 27 in einen ebenfalls angetriebenen Kupplungsteil 32 ein. Der Kupplungsteil 32 ist auf der Welle 22 wiederum frei beweglich gelagert. Dieser Kupplungsteil 32 weist eine Verzahnung 33 auf, in die das Stirnrad 34, das auf der Welle 35 frei beweglich gelagert ist, greift. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Stirnrad 34 mit einem Stirnrad 36 gekuppelt, das mit Stirnrad 17 in Eingriff steht. Auf der im Getriebekasten 5 festsitzenden Achse 35 sitzt ferner ebenfalls frei beweglich das Stirnrad 37, das einerseits mit dem Stirnrad M und anderseits mit dem Stirnrad 23 in Eingriff steht.
Das Stirnrad 30, das mit der Verzahnung 29 im abtreibenden Teil der Kupplung in Eingriff steht, ist auf Welle 38 frei beweglich gelagert und bildet, wie aus Fig. 4 ersichtlich, den Planetenradträger eines Differentials, in welchem das Sonnenrad 39 eingesetzt ist. Dieses wird von der Welle 38 angetrieben, u. zw. erfolgt der Antrieb der Welle 35 über das Stirnrad 40, das mit dem Stirnrad 24 in Eingriff steht. Die Planetenräder 41 sind nach bekanntem Aufbau von Differentiale im Planetenradträger (Stirnrad 30) gelagert. Das Antriebsrad 42 sitzt auf der Abtriebswelle 43, auf welcher nun noch ein Wendegetriebe vorgesehen ist (s. Fig. 4, in Fig. 3 nicht dargestellt), das in bekannter Weise aus den beiden Kegelrädern 44, 45 und einem dazwischen angeordneten Kegelrad 46 besteht.
Zwischen den Kegelrädern 44 und 45 ist eine aus-und einrückbare Lamellenkupplung 47 vorgesehen, durch deren Betätigung die Welle 7 bzw. 10 entweder unmittelbar mit der Welle 43 gekuppelt oder mittelbar über die Kegelräder 44, 46, 45 gekuppelt wird.
Die Wirkungsweise des gezeigten Getriebes ist kurz folgende : Der Antriebsmotor 13 (Verbrennungsmotor, Elektromotor, pneumatischer Motor od. dgl.) treibt die Hauptwelle 14, die sich beispielsweise mit einer Drehzahl von 3000 Ulniin dreht. Das mit der Hauptwelle 14 fest verbundene Stirnrad 16 treibt über das auf der Zwischenradwelle 35 drehbar gelagerte Stirnrad 37 das zur Primärseite der Antriebskupplungshälfte ausgebildete Stirnradpaar 23, 24 an. Die Übersetzung von Stirnrad 16 zu den aus einem Stück bestehenden Stirnrädern 23 und 24 beträgt 1 : 1, d. h. diese Primärseite weist ebenfalls eine Drehzahl von n = 3000 Ulmin auf. Stirnrad 24 treibt mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 2 auf das Stirnrad 40 der Differentialantriebswelle 38.
Das auf der Hauptwelle 14 mit derselben fest verbundene Stirn- rad 17 treibt über die auf der Zwischenradwelle 35 drehbar gelagerten Zwischenräder 36 und 34 das als Kupplungsteil 32 ausgebildete Stirnrad 33 mit einer beispielsweisen Übersetzung von n = 3 : 4 an, so dass der Kupplungsteil 32 eine Drehzahl von 2250 Ulmin annimmt.
Die Kupplungsteile 28 und 31 bilden ein Stück mit dem Stirnrad 29, das, als Mutter ausgebildet, auf dem Gewinde 26 axial verschiebbar gelagert ist. Die Kupplungen können hiebei, wie beispielsweise auf der Zeichnung (Fig. 4) dargestellt, als Lamellenkupplungen L ausgebildet sein. Der Kupplungskörper 27 muss die Drehzahl der Welle 22 annehmen ; andernfalls wird er durch das Gewinde 26 beim Nacheilen nach der linken Kupplungsseite (n = 3000 Ulmin), beim Voreilen nach der rechten Kupplungsseite (n = 2250 Ulniin) geschoben und in Kontakt gebracht, bis er die Drehzahl der Welle 22 angenommen hat. Der notwendige Anpressdruck der Kupplungen wird durch die Schrägverzahnung der Stirnräder 29 und 30 erzeugt.
Diese Schrägverzahnung ist derart gewählt, dass die durch die Umfangskraft erzeugte Axialkomponente den notwendigen Anpressdruck ergibt. Die Welle 22 muss deshalb nur ein kleines Steuermoment übertragen und das Gewinde 26 ist nicht selbsthemmend, damit bei plötzlichen Drehzahlveränderungen, beispielsweise beim Verzögern, kein Blockieren erfolgen kann.
Von dem auf der Hauptwelle 14 sitzenden Konus 15 wird über die Reibrolle 18, die in
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einem auf einer drehbaren Achse 20 sitzenden Hebel 19 gelagert ist, der Konus 21 angetrieben.
Die Drehzahl des Konus 21 kann hiebei beispielsweise im Bereich von 2250 bis 3000 Ujmin verändert werden. Das Stirnrad 29 wird diese Drehzahl annehmen. Der Drehzahlbereich des in das Stirnrad 29 eingreifenden Stirnrades 30 wird entsprechend der beispielsweisen Über-
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liegen. Wird nun beispielsweise das von Stirnrad 40 über die Welle 38 angetriebene Sonnenrad 39 sich mit n = 1500 Ulmin drehen und das
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die Planetenräder 41 tragenden Stirnrades 30 resultiert eine Drehzahl des Abtriebsrades 42 von n = 500 Ulmin. Es ist also möglich, die Drehzahl des Abtriebsrades 42 von Null bis + 500 Ulmin zu variieren.
Die Drehrichtungsumkehr wird durch ein ausserhalb des Gehäuses 5 angeordnetes Umkehrgetriebe erzielt. Es wird beispielsweise eine auf der mit dem Abtriebsrad 42 fest verbundenen Welle 43 axial verschiebbare mittlere Kupplungshülse 47 einer Doppelkupplung, die durch Keil mit der Welle 43 verbunden ist, im gewünschten Sinne nach der einen oder ändern Seite eingerückt. Wird beispielsweise die Kupplungshülse 47 nach der Seite des Lamellenpaketes des Kegelrades 44 eingerückt, so wird das Drehmoment über die Kegelräder 44, 46, 45 geleitet und die Abtriebswelle 7 bzw. 10 wird eine dem Drehsinn der Welle 43 entgegengesetzte Drehrichtung annehmen. Wird die Kupplungshülse 47 nach der Seite des Lamellenpaketes des Kegelrades 45 eingerückt, so wird das Drehmoment unmittelbar übertragen, d. h. der Drehsinn der Abtriebswelle 7 bzw. 10 ist gleich demjenigen der Welle 43.
Man könnte die Drehrichtungsänderung auch durch entsprechende Wahl des Regulierbereiches erreichen, nur werden die maximalen Verluste, die aus dem Drehmoment mal der maximalen Drehzahldifferenz resultieren, entsprechend grösser. Durch das eben beschriebene Drehrichtungswechselgetriebe lassen sich durch einfache Mittel die Verluste auf die Hälfte vermindern. Diese Verluste stehen unterhalb den Verlusten anderer, beispielsweise hydraulischer Antriebe.
Da der Drehpunkt der Reibrolle 18 beim Verschieben derselben entsprechend der Konizität der Konen 15 und 21 sich auch verschieben muss, ist. die Reibrolle 18 in einem um die Achse 20 schwenkbaren Hebel 19 gelagert. Um die Reibrolle 18 auf den notwendigen Anpressdruck einstellen zu können, ist die Achse 20 in einstellbaren exzentrischen Büchsen 20'gelagert.
An Stelle eines Reibradgetriebes können selbstverständlich auch andere Drehzahlwandler, beispielsweise mechanische anderer Art oder auch hydraulische, elektrische oder pneumatische, verwendet werden. An Stelle der Lamellenkupplungen sind auch andere Kupplungen bekannter Bauart verwendbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stufenloses Getriebe zum Antrieb von Lafetten, bei welchem ein Differential vorgesehen ist, dem sowohl eine konstante als auch eine veränderliche, der Steuerung dienende Drehzahl zugeführt und die veränderliche Drehzahl in einem Drehzahlwandler erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Drehzahlwandler und Differential eine mehrteilige Kupplung vorgesehen ist, die zwei mit konstanten, aber voneinander verschiedenen Drehzahlen angetriebene Teile (25, 32) und einen mit der Drehzahl des Wandlers angetriebenen Teil (27, 28, 31) aufweist, wobei der letztere Teil mittels eines
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ordnet ist und über schrägverzahnte und durch diese Schrägverzahnung den notwendigen Anpressdruck der Kupplungen erzeugende Stirnräder (29, 30) einen der Teile des Differentials antreibt, das Ganze derart,
dass der die Drehzahl
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von der Soll-Drehzahl mehr mit dem rascher oder mehr mit dem langsamer konstant angetriebenen Kupplungsteil (25 bzw. 32) kuppelt.