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Umlaufrädergetriebe für den Antrieb von zwei getriebenen Wellen Die
Erfindung bezieht sich auf den abwechselnden Antrieb von zwei Wellen durch einen
einzigen Motor.
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Gemäß der Erfindung ist ein Umlaufrädergetriebe für den Antrieb von
zwei getriebenen Wellen, von denen je nach der Drehrichtung des Antriebsmotors entweder
die eine oder die andere angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor
den Umlaufräderträger antreibt und die beiden Zentralräder je mit einer der beiden
getriebenen Wellen und einem Schneckenrad fest verbunden sind und daß die mit den
Schneckenrädern im Eingriff befindlichen Schnecken sich mit ihren Schneckenwellen
abwechselnd in der einen axialen Richtung gegen ein Kugellager, in der anderen axialen
Richtung gegen eine Blockiervorrichtung abstützen, so daß die Schneckenwellen entweder
selbsttätig unter der Wirkung der Axialkraft an der Schnecke oder willkürlich mittels
Verstellvorrichtungen axial verschiebbar sind und wechselweise die Bewegung der
einen getriebenen Welle blockieren, die der anderen getriebenen Welle freigeben.
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Es ist bekannt, daß, wenn der Umlaufräderträger eines Planetengetriebes
in einer gewählten Richtung gedreht wird, für die beiden Zentralräder dieses Getriebes
die Neigung besteht, daß sie in einer bestimmten Richtung angetrieben werden, was
leicht gezeigt werden kann, wenn diese Räder wechselweise jeweils als unbeweglich
angenommen werden.
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Wenn umgekehrt der Umlaufräderträger in einer Richtung entgegengesetzt
zu der gewählten Richtung gedreht wird, besteht für die beiden Zentralräder die
Neigung, daß sie in Richtungen entgegengesetzt zu den vorher bestimmten Richtungen
angetrieben werden.
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Um in der einen Drehrichtung des Umlaufräderträgers die Gefahr der
Blockierung des Getriebes und in der anderen Drehrichtung die Gefahr der Unbestimmtheit
der Drehung der beiden Räder zu vermeiden, werden die entsprechenden Stellungen
des ohne Reibung arbeitenden Widerlagers und des mit Reibung arbeitenden Widerlagers
für die beiden mit den getriebenen Wellen verbundenen Zentralräder des Getriebes
umgekehrt, so daß durch die Drehung des Umlaufräderträgers in der einen oder anderen
Richtung zwangläufig die eine Schnecke gegen ihr mit Reibung arbeitendes Widerlager
und die andere Schnecke gegen ihr ohne Reibung arbeitendes Widerlager geführt wird.
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Das so ausgebildete Getriebe weist noch weitere Vorteile auf: In einer
Folge von zwei Bewegungen, die nacheinander mit Hilfe der beiden getriebenen Teile
des Getriebes erhalten werden, gestattet es mit Sicherheit, diese Folge mit der
einen der beiden Bewegungen zu beginnen, da außer bei einer äußeren Einwirkung @
zu Beginn das eine der Räder blockiert und das andere in Drehung versetzt wird.
Um die zweite Bewegung zu erhalten, kann das Rad, welches frei war, blockiert werden,-
und das Rad, welches blockiert war, freigegeben werden. Die erste Blockierung kann
sich daraus ergeben, daß ein getriebener Teil, welcher durch die erste Bewegung
betätigt wird, am Ende seines Weges ankommt, während die Freigabe des durch die
entsprechende Reibung blockierten Rades durch eine axiale Einwirkung auf die entsprechende
Schnecke erhalten wird; um diese außer Eingriff mit ihrem mit Reibung arbeitenden
Widerlager zu bringen. Diese axiale Einwirkung kann auch dadurch erhalten werden,
daß die durch die erste Bewegung betätigte Welle am Ende ihres Weges ankommt, so
daß auf diese Weise die Umschaltung zwischen den beiden getriebenen Teilen automatisch
erfolgt.
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Schließlich ist es nicht notwendig, die der ersten getriebenen Welle
entsprechende Schnecke an ihrem mit Reibung arbeitenden Widerlager zu blockieren,
da bei der Ankunft des durch die erste Bewegung betätigten getriebenen Teiles am
Ende seines Weges dieser getriebene Teil daran gehindert wird, seine Bewegung fortzusetzen.
Das entsprechende mit Reibung arbeitende Widerlager hindert jedoch den getriebenen
Teil daran, von selbst seine Bewegung in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung
der ihm erteilten Bewegung
wieder aufzunehmen, weil in diesem Fall
die entsprechende Schnecke gegen das mit Reibung arbeitende Widerlager getrieben
werden würde.
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Auf diese Weise ist eine einfache und neue Lösung dafür geschaffen,
einen einzigen Motor an einem Maschinenteil angreifen zu lassen, der in Bewegung
gesetzt werden soll, gleichgültig, in welcher Stellung er sich befindet, und der
dann abwechselnd in zwei Richtungen angetrieben werden kann.
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Es ist bekannt, ein Schneckenrad mit einem Planetengetriebe zu kombinieren,
um eine offensichtlich einfache kontinuierliche Geschwindigkeitsänderung zu verwirklichen.
Jedes Zentralrad kann beispielsweise durch einen Motor angetrieben werden und der
Umlaufräderträger mit dem Aufnahmeorgan verbunden sein, wobei die beiden Motoren
in ihrer Drehzahl durch elektrische Mittel oder durch mechanische Mittel veränderbar
sind. Der Unterschied in den Geschwindigkeiten der beiden Zentralräder bestimmt
die Richtung und die Drehgeschwindigkeit des Aufnahmeorgans.
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Es ist ferner bekannt, eine Schnecke nur auf eins von drei Elementen
eines Getriebes, z. B auf ein Planetenrad, einwirken zu lassen, wobei das eine der
beiden anderen Elemente ein antreibendes und das andere ein angetriebenes ist. Die
Schnecke ist dann nicht umkehrbar und mit einem Hilfsmotor mit regelbarer Drehzahl
verbunden, so daß die Schnecke das Planetenrad stillsetzt oder umlaufen läßt, wodurch
die Richtung und die Geschwindigkeit des angetriebenen Organs bestimmt werden.
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Bei allen diesen bekannten Ausführungsformen sind somit die Schnecken
treibende Teile, die von einem Motor angetrieben werden.
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Demgegenüber sind bei dem Getriebe gemäß der Erfindung die Schnecken
bewegungsaufnehmende Teile, wodurch sie umkehrbar sind, und sie arbeiten nur mit
ihren Widerlagern zusammen, von denen das eine die Drehung gestattet und das andere
die Drehung verhindert.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine teilweise schematische Darstellung eines Umlaufrädergetriebes,
das mit zwei Kupplungsvorrichtungen gemäß der Erfindung versehen ist; Fig. 2 und
3 sind in größerem Maßstab gehaltene Schnitte nach der Linie II-II bzw. III-III
der Fig. 1; Fig. 4 ist ein axialer Schnitt durch ein Umlaufrädergetriebe, welches
mittels zweier Kupplungsvorrichtungen gemäß der Erfindung einen Vorwärts- und einen
Rückwärtslauf mit verschiedenen Geschwindigkeiten gestattet; Fig. 5 ist ein schematischer
Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 4.
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Bei dem in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebenen Umlaufrädergetriebe treibt
ein Motor 1 über ein Ritzel 2 ein Zahnrad 3 an, das mit dem Umlauf räderträger 4
verbunden ist. Die Umlaufräder 5 kämmen mit den Zentralrädern 6 und 7.
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Auf einer mit dem Zentralrad 6 verbundenen Welle 8 ist ein Schneckenrad
9 aufgekeilt, welches mit einer Schnecke 10 (Fig. 2) kämmt. Eine mit der Schnecke
10 verbundene Welle 11 kann sich in ihren Lagern 12 über eine kleine Strecke in
axialer Richtung hin- und herverschieben, welche aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit
in der Zeichnung stark übertrieben dargestellt ist. Auf der einen Seite der Schnecke
10 ist die Welle 11 mit einem Bund 13 versehen, der an einem praktisch ohne Reibung
arbeitenden Kugelwiderlager 14 anliegt, welches mit einer Verdickung 15 des Gehäuses
in Berührung kommen kann. Auf der anderen Seite der Schnecke 10 ist auf der Welle
11 eine Platte 16 befestigt, die mit einem mit großer Reibung arbeitendem Widerlager
bzw. einer Reibungskupplung 17, die von einer am Gehäuse befestigten Scheibe 18
getragen wird, in Berührung kommen kann.
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In der gleichen Weise trägt eine mit dem Zentralrad 7 verbundene Hohlwelle
19 ein Schneckenrad 20, das mit einer Schnecke 21 (Fig. 3) kämmt, die auf einer
Welle 22 befestigt ist, welche in axialer Richtung hin- und herbewegbar ist. Auf
der einen Seite der Schnecke 21 kann sich die Welle 22 an einem Kugelwiderlager
23 abstützen, und auf der anderen Seite der Schnecke 21 kann eine auf der Welle
22 befestigte Platte 24 mit einem Reibungswiderlager 25 in Berührung kommen.
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Es sei zunächst angenommen, daß der Motor 1, wenn das in Fig. 1 gezeigte
Getriebe von oben her betrachtet wird, das Zahnrad 3 entgegen dem Uhrzeigersinn
antreibt. Die beiden Zentralräder 6 und 7 suchen dann beide in der Richtung D (Fig.
2 und 3) umzulaufen. Durch die Drehung in dieser Richtung werden die beiden Schnecken
10 und 21 nach links, wie in den Fig. 2 und 3 gesehen, getrieben, und infolgedessen
drückt die Schnecke 10 den Bund 13 auf ihrer Welle 11 gegen das Kugelwiderlager
14, während die Schnecke 21 die Reibungsplatte 24, mit der sie durch ihre Welle
22 verbunden ist, an das Reibungswiderlager 25 andrückt. Das Zentralrad 6 kann somit
allein umlaufen, während das Zentralrad 7 blockiert wird. Die Drehung des Zentralrades
6 kann an einer beliebigen Stelle der Welle 8 abgenommen werden, um irgendein Organ
anzutreiben.
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Die Drehung des Zentralrades 6 kann entweder automatisch am Ende des
Laufes des angetriebenen Organs anhalten oder durch eine mittels eines Hebels 26
ausgeübte Kraft angehalten werden, durch welche die Welle 11 verschoben wird, um
die Platte 16 mit dem Reibungsw iderlager 17 in Berührung zu bringen. Um den Mechanismus
nicht zu blockieren und Gefahr zu laufen, d'aß der Motor oder die Verzahnungen beschädigt
werden, ist es zweckmäßig, über einen Hebel 27 auf die Welle 22 einzuwirken, um
die Schnecke 21 und damit das Zentralrad 7 freizugeben, indem die Platte 24 von
dem Reibungswiderlager 25 entfernt wird.
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Es kann somit eine Umkehrung der Bewegung zwischen den beiden getriebenen
Wellen 8 und 19 dadurch erreicht werden, daß mittels eines Gestänges gleichzeitig
auf die beiden Hebel 26 und 27 oder nur auf den Hebel 27 eingewirkt
wird, wenn die Stillsetzung des Zentralrades 6 durch irgendwelche anderen Mittel
erhalten. wird.
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In dem Fall, in welchem das Zahnrad 3 in umgekehrter Richtung angetrieben
wird, d. h. wenn die beiden Planetenräder 6 und 7 beide in der Richtung R (Fig.2
und 3) umzulaufen suchen, ist leicht ersichtlich, daß jetzt das Zentralrad 6 feststehend
bleibt, während das Zentralrad 7 frei umlaufen kann. Die Bewegungsumkehrung wird
in diesem Fall entweder nur mit Hilfe des Hebels 28, wenn das Zentralrad 7 durch
andere Mittel angehalten wird, oder mit Hilfe des Hebels 28 und eines zweiten Hebels
29, deren Bewegungen wie vorher miteinander verbunden sind, erhalten, wenn die Drehung
des Zentralrades angehalten werden soll. Es ist somit ersichtlich, daß, wenn die
Drehrichtung des Motors 1 umgekehrt wird, die Vorrichtung in der Lage ist, nacheinander
die beiden getriebenen Teile in Drehung zu versetzen, indem,
je
nach der Drehrichtung, mit der einen oder der anderen getriebenen Welle begonnen
und die Drehung in dem geeigneten Augenblick auf selbsttätige oder gesteuerte Weise
umgekehrt wird, so daß dann auf das anfänglich unbeweglich gelassene Organ eingewirkt
werden kann.
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Ein derartiges Getriebe ist somit insbesondere dafür geeignet, Manöver
von der Art der Vorwärts- und Rückwärtsschaltung mit einem einzigen Motor auszuführen,
welcher abwechselnd auf zwei abhängige getriebene Teile einwirkt.
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Wenn die Drehrichtung des Antriebsmotors gleichbleibt, gestattet die
Anordnung gemäß der Erfindung auch eine Geschwindigkeitsänderung oder Laufänderung
durch Blockieren und Freigeben der Zentralräder des Umlaufrädergetriebes herbeizuführen.
Insbesondere ist es beispielsweise bei der Anwendung der Erfindung auf Werkzeugmaschinen
möglich, Laufänderungen für die Vorwärts- und Rückwärtssteuervorrichtungen herbeizuführen,
wobei die Vorwärtsbewegung beispielsweise mit voller Leistung bei verringertem Lauf
vor sich geht, während die Rückwärtsbewegung mit einer geringen Leistung bei einer
höheren Geschwindigkeit erhalten wird.
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Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel dieser Art.
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Auf einer treibenden Welle 40 ist ein Umlaufräderträger 41 befestigt,
welcher Paare von miteinander fest verbundenen Umlaufrädern 30 und 3:1 trägt, deren
Teilkreise verschieden sind.
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Die Umlaufräder 30 rollen auf einem inneren Zentralrad 32 und die
Umlaufräder 31 auf einem äußeren Zentralrad 33 ab. Die letztgenannten Umlaufräder
31 kämmen außerdem mit einem Zentralrad 34, das auf der Ausgangswelle 35 befestigt
ist.
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Das innere Zentralrad 32 ist mit einem Schneckenrad 36 verbunden,
das mit einer Schnecke 37 kämmt, die zwischen einem ohne Reibung arbeitenden Widerlager
und einem mit starker Reibung arbeitenden Widerlager axial verschiebbar ist. Das
äußere Zentralrad 33 ist mit einem anderen Schneckenrad 38 fest verbunden, das mit
einer zweiten Schnecke 39 kämmt, die ebenfalls zwischen einem ohne Reibung arbeitenden
Widerlager und einem mit starker Reibung arbeitenden Widerlager axial bewegbar ist.
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Wenn die Welle 40 in einer Richtung umläuft, beispielsweise in der
Richtung F (Fig. 5), dann dreht sich die Ausgangswelle 35 in der gleichen Richtung,
wenn das äußere Zentralrad 33 stillsteht, und in der umgekehrten Richtung, wenn
das innere Zentralrad 32 stillsteht. Dadurch, daß die Schnecken 37 und 39 abwechselnd
gegen ihr Reibungswiderlager geführt werden, wird auf diese Weise der Vorwärtslauf
und der Rückwärtslauf erhalten.
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Der Vorwärtslauf kann vorteilhaft der selbsttätigen Blockierung der
Schmecke 37 an ihrem Reibungswiderlager und der freiten Drehung der Schnecke 39
entsprechen. In diesem Fall ist es zum Erzielen des Rückwärtslaufes zweckmäßig,
mittels eines Kupplungsgestänges auf die beiden Schnecken einzuwirken, um sie an
die Widerlager anzulegen, welche denjenigen gegenüberliegen, gegen die sie durch
die Reaktionskraft ihres Zentralrades getrieben werden.