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Baukastensystem für Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung bezieht
sich auf ein Baukastensystem für Zahnräderwechselgetriebe und ist durch die Kombination
folgender Merkmale gekennzeichnet: a) In jeden Getriebekasten ist ein Zweiwellen-
oder ein Dreiwellengetriebe einbaubar, wobei die drei Wellen in Form eines gleichschenkeligen
ungleichseitigen Dreiecks angeordnet sind; b) die in einer Leistungsreihe
aufeinanderfolgenden Getriebegrößen weisen eine geometrische Stufung der Achsabstände
auf, derart, daß jeweils der große Achsabstand einer Getriebetype dem kleinen Achsabstand
der nächstgrößeren Getriebetype entspricht.
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In weiterer Ausgestaltung können die einander entsprechenden Gehäuseabmessungen
in der Leistungsreihe der Getriebe ebenfalls eine geometrische Stufung aufweisen,
und der Stufensprung der Gehäuseabmessungen kann dem Stufensprung derAchsabstände
gleich sein.
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Ferner können die Durchmesser der Wellen sowie die Bohrungen und Moduln
der Zahnräder den Achsabständen proportional sein.
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Jeder Hersteller von Wechselgetrieben iür industrielle Anlagen steht
der Aufgabe gegenüber, die Getriebe so zu gestalten, daß sie hinsichtlich der Zahl
der übersetzungen, der zu übertragenden Leistung, des Platzbedarfs oder der Anordnung
der Schaltmittel je nach Anwendungsfall verschiedenen Bedingungen entsprechen.
Derartige Getriebe werden von zwei bis zu dreißig, vierzig und mehr Gangstufen gebraucht.
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Mit dem erfindungsgemäßen Baukastensvstem für Zahnräderwechselgetriebe
ist die Möglichkeit gegeben, den verschiedensten Bedingungen hinsichtlich der übersetzungsverhältnisse,
der zu übertragenden Leistung, der Anordnung der Eingangs- und Ausgangswellen usw.
in kurzer Frist und in wirtschaftlicher Weise zu genügen. Es werden nämlich nur
eine verhältnismäßig kleine Zahl von Einzelteilen gebraucht, die aber zahlreiche
Kombinationen ermöglichen, so daß jeweils eine Kombination darunter ist, die mit
hinreichender Annäherung den vom Benutzer gestellten Bedingungen entspricht. Man
hat dabei die Möglichkeit, die Einzelteile dieser Wechselgetriebe, wie Gehäuse,
Wellen, Zahnräder und Schaltmittel, sozusagen zu normen, weil die gleichen Teile
für verschiedene Kombinationen benutzt werden können.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systemsbestehtdarin,daßWechselgetriebe
mit einem weiten übersetzungsbereich und einer beliebigen Zahl von Gangstufen hergestellt
werden können, weil man auch mehrere Grundgetriebe miteinander so kombinieren kann,
daß man eine Multiplikation der Stufenanzahl oder eine Division des Stufensprunges
erreicht.
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Die besondere Ausbildung der Gehäuse gibt bei dem erfindungsgemäßen
System ferner die Möglichkeit, die Wellen so anzuordnen, daß die Zahl der benötigten
Einzelteile für eine bestimmte Getriebetype klein ist.
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Es ist die Kombination eines stufenlosen Getriebes mit wahlweise austauschbaren
Reduktionsgetrieben bekannt, ferner die Kombination eines stufenlosen Getriebes
mit ein- oder zweistufigen Stufenschaltgetrieben.
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Ferner sind die verschiedensten Formen von Untersetzungsgetrieben
bekannt, die aus in Leistungsreihen zusammengefaßten Grundgetrieben zusammengesetzt
sind, bei denen aber, wie auch bei den vorstehend genannten Kombinationen, die eingangs
genannten geometrischen Bedingungen nicht gegeben sind.
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Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit den Zeichnungen erläutert. Es zeigt in schematischen Skizzen F i g. 1
eine schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Getriebes, F i
g. 2 ein Schaubild, in welchem die charakteristischen Abmessungen der Gehäuse
erfindungsgemäßer Wechselgetriebe eingetragen sind,
F i
g. 3 einen Schnitt durch ein Getriebe gemäß F i g. 1, und zwar durch
eine zu den Wellen senkrechte, durch die Achse der Schalthebel gehende Ebene, F
i g. 4 einen Schnitt nach der Linie A -A in F i g. 3
und
F i g. 5 eine Seitenansicht einer Kombination von zwei erfindungsgemäßen
Grundgetrieben.
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In den F i g. 1, 3 und 4 ist ein Wechselgetriebe gemäß der
vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem vier verschiedene übersetzungen möglich
sind. Das Getriebe weist ein Gehäuse 1, eine Eingangswelle 2 und eine Ausgangswelle
3 sowie zwei Schalthebel 4 und 5 auf. Wie üblich sind am Gehäuse ein
Entlüftungs- und Oleinfüllstutzen 6, ein ölstandsanzeiger 7 sowie
eine mit einem Stopfen 8 verschlossene Entleerungsöffnung vorgesehen. Es
sind zwei Schalthebel vorhanden, da das Getriebe zwei Schieberäderblöcke auf zwei
von drei Wellen aufweist; bei einem Getriebe mit nur zwei Wellen, also nur einem
Schieberäderblock, kommt man mit einem Schalthebel aus.
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Das Gehäuse 1 hat die Form eines Würfels, dessen Flächen mit
den Buchstaben C, D, E, F, G, H bezeichnet sind. Dabei
bilden die Seitenflächen C, D,
E, F einen Kasten
9 aus einem Stück, während die Seitenflächen G und H durch zwei lösbar
mittels Schrauben befestigte Wände 10 und 11 gebildet werden. Die
beiden Wände 10 und 11 sind einander gleich, so daß die Einzelheiten
der beiden Wände mit den gleichen Bezugszeichen, bei der Wand 11
unter Hinzufügung
eines Striches, bezeichnet werden. Das Gehäuse kann je nach den Gegebenheiten
auf einem Fundament, auf einer Konsole oder an einer Maschine mit einer der Seitenflächen
D, E, F, G
oder H befestigt werden. Hierzu sind an den
betreffenden Seitenflächen besondere Leisten 15, 16 vorgesehen. Die Seitenfläche
C ist für die Schalthebel und für Zubehörteile vorbehalten, während die abnehmbaren
Wände 10 und 11 die Seitenflächen G
und H bilden und zur Aufnahme
der Eingangs- oder Ausgangswelle von Motoren oder anderen Getrieben dienen, die
ihrerseits mit Befestigungsflanschen versehen sind. Die Wände können auch zum Verbinden
zweier gleicher, nebeneinander angeordneter Gehäuse dienen, wie dies in F i
g. 5 dargestellt ist. Die Seitenflächen C und E weisen Nischen
für die Teile 6 bis 8
auf. Es ist im allgemeinen vorteilhaft, wenn
das Gehäuse, wie oben erwähnt, die Form eines Würfels hat, jedoch ergeben sich auch
günstige Bauformen, wenn die Seitenflächen G, H, also die Wände
10 und 11, quadratisch oder kreisförmig sind, wobei dann das Gehäuse
die Form eines Rechtecks oder eines Zylinders hat.
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In F i g. 2 ist in einem Schaubild dargestellt, welche Beziehungen
zwischen den Abmessungen der Gehäuse der in einer Leistungsreihe aufeinanderfolgenden
Getriebegrößen bestehen. -Für jede Größe ist ein Quadrat gezeichnet, wobei
alle Quadrate die gemeinsame Ecke Z haben. Die verschiedenen Kantenlängen sind mit
den Buchstaben p, q, r, s, t und u bezeichnet. Ferner sind
in jedem Quadrat die den Wellenlagern 12, 13 und 14 entsprechenden Mittelpunkte
angegeben, und die einander gleichen Achsabstände 12-14 und 13-14 sind bei jeder
Größe miteinander verbunden. Mit J ist der Achsabstand 12-14 und mit K der
Achsabstand 12-13 der Getriebegröße u bezeichnet. Ferner ist eingetragen,
daß der Achsabstand 12-13 der Getriebegröße t gleich J ist, d. h.
also, daß er gleich ist dem Achsabstand 12-14 der Getriebegröße u.
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Die Durchmesser der Wellen und die Bohrungen der Zahnräder sind den
Achsabständen proportional, so daß diese Maße geometrische Reihen bilden. Jedes
Zahnrad ist entsprechend seiner Bohrung für eine Welle von gegebenem Durchmesser
und für einen bestimmten Achsabstand bestimmt. Die Zahnräder sind paarweise einander
zugeordnet, so daß alle für den gleichen Achsabstand geeigneten Zahnräderpaare,
die gleiche Bohrungen haben, eine Reihe bilden, bei welcher alle Zahnräder vorzugsweise
den gleichen Modul haben, der proportional dem Achsabstand oder der Bohrung sein
kann. Es bilden also die Moduln der verschiedenen Zahnradreihen ebenfalls eine geometrische
Reihe. Die gleiche geometrische Reihe findet sich daher bei allen Hauptteilen der
Getriebe, wie Gehäuse, Zahnräder, Wellen, Achsabstände und Moduln, wieder. In ein
Gehäuse werden Wellen von verschiedenem Durchmesser eingebaut, je nachdem,
ob ein Getriebe mit zwei oder mit drei Wellen gebildet wird. Der Durchmesser der
Wellen eines mit zwei Wellen ausgerüsteten Gehäuses ist der gleiche wie der eines
Getriebes mit drei Wellen in dem Gehäuse des nächstgrößeren Typs der Reihe. Man
kann also Zahnräderpaare mit dem Achsabstand J einer bestimmten Getriebetype
an Stelle von Zahnräderpaaren mit dem Achsabstand K der nächstkleineren Getriebetype
im selben Gehäuse einbauen und ebenso Zahnräderpaare mit dem Achsabstand K an Stelle
des Achsabstandes J in einem Gehäuse der nächstgrößeren Getriebetype verwenden.
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Man kann die Ausführung aber auch so wählen, daß in einem Getriebe
mit drei Wellen der Durchmesser der Zwischenwelle und der Abtriebswelle größer als
der Durchmesser der Antriebswelle ist. In einem solchen Fall ist dieser Durchmesser
dann gleich dem der Antriebswelle der nächstgrößeren Getriebetype.
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Mit Bauteilen, deren Ausbildung und Bemessung den obengenannten Grundsätzen
entspricht, kann man nach Belieben Wechselgetriebe mit 2, 3, 4
... n
Gängen herstellen. Zum Beispiel weist ein Getriebe mit zwei Gängen
ein Gehäuse mit zwei Wellen und einem Schieberäderblock mit zwei Rädern auf. Für
ein Getriebe mit einundachtzig Gängen nimmt man zwei Gehäuse mit je drei
Wellen und je zwei Schieberäderblöcken mit je drei Rädern. Dabei ist
es ohne weiteres möglich, ein Getriebe in ein anderes Getriebe umzubauen.
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Nach F i g. 3 und 4 wird durch den Schalthebel 5
die
Schaltwelle 17 gedreht und dabei die Schaltgabel 18 auf der Führungsstange
19 verschoben. Die Gabel 18 greift in eine Nut 20 eines Schieberäderblockes
21 ein, der auf der Welle 3 verschieblich ist. In dem dargestellten Beispiel
weist der Schieberäderblock 21 zwei Zahnräder 22, 23 auf. In gleicher Weise
bewegt der Schalthebel 4 über die Muffe 28 die Schaltgabel 29 auf
der Führungsstange 30. Die Gabel 29 greift in eine Nut zwischen den
beiden Zahnrädern 32 und 33
eines Schieberäderblockes 31 auf
der Welle 2. Auf einer dritten Welle 35 sind vier Zahnräder 36, 37, 38
und
39 befestigt. Durch Betätigen der Hebel 4 und 5
kann man vier übersetzungsverhältnisse
einstellen. Der eine der Schieberäderblöcke oder alle beide können auch drei Zahnräder
aufweisen, wobei dann die Welle 35 fünf oder sechs Zahnräder anstatt vier
trägt.
Für das Wechselgetriebe ergeben sich dann sechs oder neun übersetzungsverhältnisse.
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In F i g. 5 ist der Zusammenbau von zwei Gehäusen 42,
43 gezeigt. So kann man die Zahl der übersetzungsverhältnisse vervielfachen.