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Beschreibung Engstufigei Planeten-Regelgetriebe mit aus einer Treibkette
gebildetem kreisförmigen Innenzahnkranz.
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Treibketten, s.B. Rollen- oder Zahnketten, haben sich im Getriebesektor
des Maschinenbaues, als absolut schlupffreies Kraftübertragungselement von Welle
zu Welle bewährt. Seit Bestehen des Kettentriebes hat sich die Fachwelt bemüht,
dieses Maschinenelement auch als veränderliches Glied im Regelgetriebebau einzusetzen.
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Die Treibkette bietet die Aussicht, in einfacher Weise im Durchmesser
verstellbare Zahnradkränze bilden zu können. Ba sind mannigfaltige Vorschläge bekannt,
die anstreben, diese Aussicht in der Technik nutzbar zu machen. Die Aufgabe, die
Treibkette als das veränderliche Glied im Regelgetriebe in verschiedenen Umfangsgrößen
zu einem abwälzfähigen Zahnkranz zu formen, konnten die vielseitigen bekannten Vorschläge
jedoch bisher nicht lösen. Dies ist die Ursache, daß ein technisch befriedigendes
Treibketten-Regelgetriebe noch nicht auf dem Maschinenmarkt zu finden ist.
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Die Schwierigkeiten bestehen im wesentlichen darin, daß je nach einzustellender
Zahnkranzgröße Teile der Kette aus dem Zahnkranz herausgezogen, bzw. dem Zahnkranz
zugeführt werden müssen. Die bekannten Vorschläge, dies zu bewerkstelligen, erfordern
komplizierte, mechanisch aufwendige Einrichtungen, die aus wirtschaftlichen Grtinden
nicht tragbar sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung des bekannten
Kettentriebes und weiterer bekannter Regelgetriebeelemente, insbesondere
Verstelleinrichtungen für im Kreis angeordnete Arbeitsteile an Maschinen, die Möglichkeit
zum Bau von engstufigen, schlupffreien, Regelgetrieben zu schaffen.
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Zur Lösung der Aufgabe benutzt die Erfindung zunächst das bekannte
Prinzip des Planetengetriebes, bei welchem ein auf einem Kurbelzapfen angeordnet
es Zahnrad in einem feststehenden Innenzahnkranz planetenförmig abgewälzt wird.
(Solche Getriebe werden dann bevorzugt, wenn große Übersetzungsverhältnisse vorliegen.)
Beim Drehen der Kurbel über die Antriebswelle des Getriebes erfolgt die Abwälzung
des Planetenrades mit einer Drehzahl, die im Verhältnis zurDrehzahl der Antriebswelle
steht, wie das Verhältnis der Differenz zwischen Zahnkranz-Zähnezahl und Planetenrad-Zähnezahl
zur Planetenrad-Zähnezahl. Hat z.B. der Zahnkrans 21 Zähne und das Planetenrad 20
Zähne, so ist das Übersetzungsverhältnis Planetenrad-Drehzahl 21 - 20 1 Antriebswellen-Drehzahl
20 20 Besitzt der Zahnkranz die doppelte Anzahl Zähne als das Planetenrad, dann
wäre das Ubersetzungsverhältnis 40 - 20 1 = 20 1 ( Einfache Blanetengetriebe, ohne
Regelmöglichkeit, sind mit geringen ÜbersetzungsverhNltnissen für die Technik uninteressant.
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Um die vom Planetenrad ausge:Vtihrte Drehbewegung um seinen
Xittelpunkt,
der gleichzeitig ein. Drehbewegung ( mit turbelradius ) beschreibt, auf einen zentralen
Punkt, z.B. die Mitte der Antriebswelle des Getriebes, zu übertragen, sind Zwischenzahnräder
oder Gelenk%wellen in Anwendung.
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Die Erfindung benutzt zur Bildung eines annähernd kreisförmigen Zahnkranzes
die Treibkette und zur Zentralisierung des Planetraddrehbewegung die Gelenkwelle.
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Die Treibkette wird erfindungsgemäß über am Umfang des von ihr gebildeten
Zahnkranzes verteilte mehrere verstellbare Distanzhalter zum annähernden Kreisgebilde
geformt. Der ro gebildete Zahnkreis kann durch radiales Verschieben der Distanzhalter
verändert werden.
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Zum Terschieben der Distanihalter benutzt die Erfindung, beispielsweise,
das bekannte Verstellprins ip von Gewindeschneidkluppen größerer Bauart. Wie die
Schneidbacken der Gewindekluppe gleiten die Distanihalter in radialverlaufenden
Führungsschlitzen und stützen sich mittels Nocken in Kurvenschlltsen einer drehbaren
Stellscheibe ab. Durch Drehen der Stellscheibe werden die Distanshilter von den
Kurvenschlitzen in den gewünschten Abstand vom Mittelpunkt des Zahnkreises gebracht.
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Erfindungsgemäß besitzt der Zahnkreis eine Zu- und Abführeinrichtung
für zur Durchmesserveränderung erforderliche gespeicherte, bzw. zu speichernden
Kettenglieder, die beim Drehen der Stellscheibe zwangsläufig betätigt wird.
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Anstelle der über eine Stellscheibe mit Kurvenschlitzen gesteuerten
Dis tanzhalter können bei Getrieben leichterer Bauart, auch am Umfan@ des Zahnkreises
angeordnete Zugfedern die jeweils einge@tellte Zahnkreisform fixieren, sofern solche
Zugfedern
stärkemäßig zum Auffangen des beim Abwälzen des Planetenrades
auftretenden Radialkräfte angelegt werden können.
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Neben der absoluten Schlupffreiheit von Treibkettenregelgetrieben
weisen nach der Erfindung herstellbare Getriebe den besonderen Vorteil auf, daß
vom Planetengetriebe her gewohnte hohe Uber- bzw. Untersetzungen und aber auch zum
Regeln benötigte kleinere Drehzahlveränderungen zugrunde gelegt werden können, wobei
die Veränderungsmöglichkeiten des Zahnkreises um jeweils von einem einzelnen Kettenglied
ausgehend eine Vielzahl von engbegrenzten Drehzahlstufen gestattet.
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Praktische Versuche und die Erprobung eines gebrauchsfähigen Modells
haben nachgewiesen, daß wirtschaftlich interessante Regelgetriebe unter Verwendung
von schlupffreiarbeitenden Treibketten nach der Erfindung hergestellt werden können.
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Das Versuchsmodell ist als Ausführungsbeispiel in der Zeichnung beschrieben:
Fig. 1 etellt einen Querschnitt und Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Getriebe
dar.
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Die Antriebs- bzw. Abtriebswelle a; wird von einem ezzentrisch verstellbaren
Kurbelzapfen b gedreht, bzw. dreht sich der Kurbelzapfen durch die Antriebswelle.
Dabei wälzt sich das auf dem Kurbelzapfen b gelagerte Zahnrad c in dem zentrisch
zur Welle a angeordneten Kettenkrtis d ab und dreht sich dadurch im Verhältnis zur
Antriebswelle, wie die Differenz zwischen Glied zahl des Kettenkreises und eigener
Drehzahl zu letzterer.
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Die lbwälzdrehung des Kettenrades kann über die Gelenkwelle e auf
die zentral angeordnete Welle f übertragen werden und
umgekehrt.
Der Kettenkreis d ist veratellbar. Durch Drehen des Stellrades g können Kettenglieder
dem Kettenkreis hinzugefügt bzw. entzogen werden. Die erforderliche Starrheit erhält
der Kettenkreis durch mehrere an seinem Umfang angeordnete Distanzhalter h. Die
Halter sind radial verschiebbar in Schlitzen i geführt. Für leichte Getriebebauarten
können die erforderlichen gleichen Abstände der Halt er h vom Ereismittelpunkt durch
Zugfedern k erreicht werden. Für schwerere Bauarten kann der Halterabstand durch
eine Kurvenscheibe 1 eingestellt werden, und zSr dadurch, daß an den Haltern h befindliche
Zapfen m in Kurvenschlitzen n durch Drehen der Kurvenscheibe 1 bewegt und bei Stillstand
der Scheibe arretiert werden. Bei Anwendung der Kurvenscheibe 1 können die Federn
k fortfallen.
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Der Kurbel zapfen b ist in der Hakennute o verschiebbar angeordnet
und wird durch die Feder p exzentrisch gehalten, wodurch ein dauernder Eingriff
des Kettenrades c in den von der Kette gebildeten Zahnkreis erfolgt. Die dabei durch
die verschiedenen Durchmesser des Kettenkreiaes eintretende Längenänderung in der
Gelenkwelle e kann durch die Schiebekupplung p ausgeglichen werden.
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Das Hilfsrad g kann Uber die kleine Gelenkwelle r und das Zahnradvorgelege
5 so mit der Kurvenscheibe 1 gekuppelt sein, daß beim Drehen der Scheibe 1 durch
den Bedienungahebel t die jeweils passende Stellung der Halt er h zu den im Arbeitsbereich
liegenden Gliedern des Ketterre1eee eingehalten wird. Die eingestellt Stufe kann
durch einen Hilfshebel u mit Sperrvorrichtung v am Bedienungshebel @ arretiert werden.
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Die erfindungsgemäß getroffene Anordnung des durch die Druckfeder
p ständig elastisch beweglichen Planetenrades c, radial zum Kettenkreis d, gestattet
ein Schalten des Getriebes im Lauf. Wenn beim Schaltvorgang das Zu- oder Abführen
von Kettengliedern eine nicht passende Gliedteilung an der Zu-bzw. Abführungsstelle
g der Kettenkreises d ven den Zähnen des Planetenrades c überschritten wirde kann
das Planetenrad c für den kurzen Zeitpunkt des Schaltvorganges elastisch nach innen
ausweichen.
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In besonderen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, den Schaltvorgang
so zu steuern, daß er nur ausgeführt werden kann, wenn sich das Planetenrad c auf
dem Weg des ständig geschlossenen Teiles des Kettenkreises d befindet. Durch Anbringen
eines Steuernockens auf der Welle f z.B., kann erreicht werden, daß die Bewegung
der Schaltorgane zum Zeitpunkt des Überschreitens der Kettenpforte bei @ vom Planetenrad
c blockiert ist Das Getriebe kann vollkommen gekapselt werden, so daß sämtliche
beweglichen Teile im Ölbad laufen kön@on. Im A@@eitsgang des Getriebes wird ausser
der Eingangs- @@@ Ausgang@@@lle nur der Kurbelzapfen b mit dem Wülzr@d bewegt. D@
Kattenkreis und sämtliche für die Dre@zahl Einstellung exforderlichen Hilfsteile
sind während des Arbeitsganges in @ul@@ tellung.