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Differentialgetriebe.
Es sind bereits Differentialgetriebe bekannt geworden, bei denen sich ein auf einem exzentrischen schrägen Zapfen einer Welle sitzendes Zahnrad gegenüber einem auf einer zweiten Welle sitzenden Zahnrade von einer anderen Zähnezahl abrollt, wodurch eine Relativbewegung der Wellen zueinander herbeigeführt werden kann.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verschiedene Verbesserungen an derartigen Differentialgetrieben. Diese Verbesserungen bestehen im wesentlichen : 1. in der Anwendung eines das eine Zahnrad umgebenden Zahnkranzes, welcher im Gehäuse feststellbar sitzt : 2. in der Anwendung eines weiteren Zahnkranzes auf dem schwingend umlaufenden Zahnrade für grosse Übersetzungen der Geschwindigkeit ; 3. in der Anordnung eines Kugelgelenkes auf dem einen Wellenzapfen, welcher zugleich gegenüber dem anderen Wellenzapfen abgestützt ist, wodurch starke Vibrationen des Getriebes bei hohen Tourenzahlen verhindert sind.
In der beiliegenden Zeichnung ist in den Fig. 1-4 ein derartiges Getriebe für sehr grosse Übersetzungen dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Achsenschnitt durch das Getriebe.
Fig. 2 eine Draufsicht auf das im Gehäuse feste Zahnrad und das auf der angetriebenen Welle sitzende Zahnrad. Fig. 3 das auf der Motorwelle sitzende Zahnrad und das Ergänzungsrad für grosse Übersetzungsverhältnisse und Fig. 4 ein Zahnrad für geringere Übersetzungsverhältnisse.
Die Fig. 5,6, 7 und 8 beziehen sich auf eine andere Ausführungsform eines Differentialgetriebes. Fig. 5 zeigt den Achsenschnitt durch dasselbe, Fig. 6 den Querschnitt und die Fig. 7 und 8 Einzelheiten.
Bei dem Getriebe nach Fig. 1, bei welchem die Welle b von der Motorv'"lle a angetrieben werden soll, ist am Ende der angetriebenen Welle h ein Zahnrad c innerhalb eines Gehäuses d angeordnet. Ein Zahnkranz e liegt in derselben Ebene wie das Zahnrad ei und ist in dem Gehäuse d fest oder feststellbar. Die Antriebswelle a ist an dem in das Gehäuse (l hineinragenden Ende mit einem exzentrisch versetzten Zapfen f von geeigneter
Neigung versehen, auf welchem ein Zahnrad 9 sitzt. Die Breite der Zähne des Rades p kann die gleiche sein. wie sie in Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
Es wird dann, wie im vor- liegenden Falle, ausser dem Zahnrade 9 noch ein Ergänzungsrad 9'verwendet (Fig. 1 und 3), welches insbesondere zur Erzielung sehr grosser Übersetzungen dient. Das Zahn- rad 9 steht in Eingriff mit dem Zahnkranze e'und das Zahnrad g'mit dem Zahnrade e.
Für geringere Übersetzungen wird auf dem schrägen Zapfen f nur ein einziges Zahn- rad 9 (Fig. 4) verwendet, dessen Zahnbreite derart ist, dass es zugleich mit dem Zahn- kranze e und dem Zahnrade c in Eingriff steht. Die Antriebswelle a endigt in einem kleinen Zapfen o. der in der Achsenrichtung liegt und in eine am Ende der angetriebenen
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häuse d eingebaut.
Es sei nun angenommen, dass auf der Antriebswelle a nur das eine Zahnrad 9 (Fig. 4) angeordnet ist, dann ergeben sich verschiedene Möglichkeiten für'die Erzielung der Übersetzung.
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1.) Beispiel für ein Übersetzungsverhäitnis von 45 : 1. Das Antriebsrad g hat 46 Zähne, der Zahnkranz e 45 Zähne, das angetriebene Rad c 46 Zähne. Es ergibt sich aus dieser Zusammenstellung, dass bei 45 Umdrehungen der Antriebswelle das angetriebene Zahnrad nur eine Umdrehung ausführt. Das Zahnrad 9 macht infolge des Verhältnisses seiner Zähnezahl zu der des Zahnkranzes e, auf welchem es sich ubrollt, nur eine Umdrehung bei 45 Umdrehungen der Antriebswelle und diese Drehung wird durch die schwingende Be-
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drehungen, während die Welle b nur eine Umdrehung im entgegengesetzten Sinne macht, wobei sich das auf der Antriebswelle a sitzeude Zahnrad 9 in demselben Sinne dreht und dieselbe Geschwindigkeit hat, wie die Welle b.
3. ) Beispiel der Übersetzung von 45 : 1. Das auf der Antriebswelle a sitzende Zahn- rad 9 hat 46 Zähne, der Zahnkranz e 46 Zähne und das angetriebene Zahnrad c 45 Zähne.
Die Antriebswelle a macht 45 Umdrehungen, während die angetriebene Welle b eine Umdrehung in entgegengesetzter Richtung macht. Das auf der Antriebswelle sitzende Zahnrad 9 schwingt nur, ohne sich zu drehen.
4.) Beispiel der Übersetzung von 45 : 1. Das Antriebsrad 9 hat 44 Zähne, der Zahnkranz e 44 Zähne und das Zahnrad c 45 Zähne. Die Welle a macht 45 Umdrehungen, während die Welle b eine Umdrehung in demselben Sinne macht. Das Antriebsrad 9 schwingt in diesem Falle wie vorher ohne sich zu drehen.
Für sehr grosse Übersetzungsverhältnisse ist es vorteilhaft, noch ein Ergänzungzahn- 1 'neben dem Zahnrade 9 anzuwenden.
1.) Beispiel für grosse Übersetzungsverhältnisse. Der Zahnkranz e hat 45 Zähne, das Zahnrad g, das in den Zahnkranz e eingreift, hat 46 Zähne ; das Zahnrad g', welches in das angetriebene Zahnrad c eingreift, hat 47 Zähne und das Zahnrad c 46 Zähne. Unter diesen Verhältnissen macht die Antriebswelle 2070 Umdrehungen, wenn die angetriebene Welle nur eine Umdrehung macht. Für eine Umdrehung der Antriebswelle a macht das Antriebsrad 1/45 Umdrehung nach vorn und lässt gleichzeitig das Zahnrad e, weiches auf der Welle b befestigt ist, 1/46 Drehung rückwärts machen. Daraus ergibt sich für die Welle b die Geschwindigkeit aus folgender Rechnung :
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Es macht also die Welle b bei einer Umdrehung der Antriebswelle a nur 1/20ïO Drehung.
2.) Beispiel eines grossen Übersetzungsverhältnisses. Der Zahnkranz e hat 100 Zähne, das Zahnrad 9 hat 101 Zähne, das Zahnrad g'102 Zähne und das Zahnrad c 101 Zähne.
Unter diesen Verhältnissen findet eine Umsetzung von 1/100 Vorwärtsgang weniger 1/101 Rückwärtsgang statt und es ergibt die Drehung der Welle b sich aus folgender Rechnung :
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d. h. es macht die angetriebene Welle b 1/10100 Umdrehung bei einer Umdrehung der Antriebswelle im gleichen Sinne.
Die hier angeführten Beispiele sollen nur dazu dienen, um die mit dem Getriebe ausführbaren Übersetzungen darzustellen, und es ist selbstverständlich, dass bei anderen Ztlhnezahlen auch andere Übersetzungsverhältnisse erhalten werden können. Hiebei muss jedoch dafür gesorgt werden, dass die Durchmesser der Zahnräder die geeignete Grösse haben, um sie mit einem von vornherein festgesetzten Durchmesser in Eingriff zu bringen und hiebei eine starke Abnützung der Verzahnung zu vermeiden.
In dem Falle, wo der Zahnkranz e feststellbar ist, kann beim Freigeben des Zahn-
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werden.
Statt des beschriebenen Getriebes nach Fig. 1 kann auch das in Fig. 5 und 6 dar-
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hiebei an einer Drehung durch eine gelenkige Verbindung (C'ardangelenk) verhindert, die aus einem um die im Gehäuse à sitzenden Zapfen i drehbaren Ringe li besteht, in welchem sich in den Drehzapfen j das Rad g dreht.
Wird das Getriebe für einen sehr starken Antrieb verwendet, so kann zur Ver- ringerung der Reibung und zur Vergrösserung der Leistung die angetriebene Welle b tiber
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der Wulstring k eines Kugolgelenkes (Fig. 5, 7 und 8) angeordnet ist. Dieso Anordnung bietet eine Sicherheit gegen, zu starke Vibrationen des Getriebes. Das Kugelgelenk wird , vervollständigt durch einen zweiteiligen Ring, dessen Inneres sich der Kugelform k anpasst. Der Mittelpunkt des Kugelgelenkes muss mit dem Sehwingungsmittelpunkte des
Rades 9 zusammenfallen. Der Zapfen b der Welle b ist mit einer kleinen achsial verlaufenden Öffnung versehen, in welche der am Ende der Antriebswelle sitzende Zapfen hineinragt.
Es ist bereits bekannt, für die Lagerung des schwingenden Zahnrades ein
Kugelgelenk zu verwenden ; jedoch ist bei der bekannten Anordnung, die an dem Zahnrade sitzende Kugel in einer entsprechend kugelförmigen Aushöhlung einer Querwand angeordnet, wodurch einerseits die Baulänge des Getriebes vergrössert, andererseits die Anordnung eine umständliche wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Differentialgetriebe mit an den beiden Wellen angeordneten Kegelrädern, von denen das eine auf einem exzentrischen schrägen Zapfen sitzt und eine Kogelrollbewegung auf dem zweiten Zahnrade macht, dadurch gekennzeichnet, dass das letztere Zahnrad (c) von einem zweiten, feststellbaren Zahnkranz (e) umgeben ist, in welche beide ein auf dem schrägen exzentrischen Zapfen (f) sitzendes Zahnrad ( von grösserer Breite oder zwei verschiedene Zahnräder (g, g') eingreifen.