DE19842473A1 - Getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Gleichrichtung einer Drehbewegung zwischen einem reversierenden Antrieb und einem drehrichtungskonstanten Abtrieb.

Bei eigenbelüfteten Elektromotoren, wie sie beispielsweise zum Antrieb von Schienenfahrzeugen eingesetzt werden, ist ein Gebläse oder Lüfterrad fest mit der Motorwelle verbunden. Bei hohen Motordrehzahlen entsteht ein störender hoher Ge­ räuschpegel. Da die verwendeten Motoren in wechselnden Dreh­ richtungen arbeiten, ist der Einsatz eines geräuschoptimier­ ten Lüfters nicht zweckmäßig, da dieser nur für eine Dreh­ richtung geeignet ist.

Bei bekannten Antrieben mit einer Gleichrichtung der Drehbe­ wegung erfolgt die Drehbewegungsübertragung durch Parallel­ schaltung eines drehrichtungsbeibehaltenden und eines dreh­ richtungsumkehrenden Elementes, z. B. einem Riementrieb und einer Stirnradstufe gemäß DE 24 59 402 A1, auf eine parallele Welle. Die drehrichtungsabhängige Umschaltung erfolgt mittels gegensinnig angeordneter Freiläufe. Der Abtrieb erfolgt ent­ weder von einer parallelen Welle oder vom drehrichtungsbeibe­ haltenden Element auf der Antriebswelle. Problematisch dabei ist, daß die Leerlaufdrehzahl der Freiläufe der doppelten An­ triebsdrehzahl entspricht und die Freiläufe meist in ihrer Leerlaufdrehzahl begrenzt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe der eingangs ge­ nannten Art zu verbessern und die Wartung und Herstellung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch ein Plane­ tengetriebe, zwischen dessen mit verschiedener Drehrichtung antreibbaren Antriebsglied und dessen drehrichtungskonstanten Abtriebsglied wenigstens ein Freilauf angeordnet ist. Vor­ teilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentan­ sprüchen 2 bis 13 gekennzeichnet. Die Erfindung umfaßt ferner den vorteilhaften Einsatz des Getriebes nach den Patentan­ sprüchen 1 bis 13 für den Lüfterantrieb bei eigenbelüfteten Bahnmotoren. Dabei ist der Einsatz eines geräuschoptimierten Lüfters bei wechselnder Drehzahl des Antriebs möglich. Zur Begrenzung der Leerlaufdrehzahl und der Drehmomentbelastung der Freiläufe des Getriebes kann das erfindungsgemäße Ge­ triebe so ausgelegt sein, daß einerseits die maximale Leer­ laufdrehzahl der Freiläufe kleiner ist als die doppelte An­ triebsdrehzahl und daß andererseits die Drehmomentbelastung der Freiläufe kleiner ist als das Antriebsdrehmoment.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, die eine vorteil­ hafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes im Längsschnitt zeigt.

Das erfindungsgemäße Planetengetriebe ist zwischen einer mit verschiedener Drehrichtung antreibbaren Motor- oder Antriebs­ welle 4 und einem mit gleichbleibender konstanter Drehrich­ tung anzutreibenden Abtriebswelle 19' angeordnet, welche bei­ spielsweise über einen Mitnehmer 20 einen Lüfter 2 antreibt.

Beim Ausführungsbeispiel ist zwischen der Motor- oder An­ triebswelle 4 und einer Getriebeantriebswelle 8' eine Sicher­ heitskupplung 23, 7, 24 und eine elastische Kupplung 7, 7', 8 vorgesehen. Die dem Getriebe vorgeschaltete elastische Kupp­ lung dient zur Dämpfung von Drehmomentstößen und zur elektri­ schen Isolation. Gemäß dem Ausführungsbeispiel tragen die Mo­ torwelle 4 und die Getriebeantriebswelle 8' je einen Kupp­ lungsflansch 7 bzw. 8 und zur Drehmomentübertragung ist zwi­ schen den Kupplungsflanschen ein elastischer Mitnehmer 7' an­ geordnet.

Die dem Getriebe vorgeschaltete Sicherheitskupplung dient zur Begrenzung von Drehmomentstößen. Das Übertragungsdrehmoment der gezeichneten Ausführung einer Rutschkupplung ist mittels einer einen Kupplungsflansch 7 der Kupplung gegen einen Bron­ zering 23 od. dgl. pressenden Schraube 24 einstellbar, wobei der Ring 23 auf dem Wellenstummel der Antriebs- oder Motor­ welle 4 sitzt.

Das Planetengetriebe nach der Erfindung ist vorzugsweise als Kegelradplanetengetriebe 14, 15, 16, 19 ausgebildet. Bei die­ sem Getriebe kann die Art der Anordnung der Freiläufe die ma­ ximale Leerlaufdrehzahl bzw. die Momentenbelastung derselben deutlich vermindern. Ferner kann sich durch die Ausführung des Planetengetriebes und die Anordnung der Freiläufe ein einheitliches Übersetzungsverhältnis für beide Antriebsdreh­ richtungen ergeben.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Getriebes ist gekennzeichnet durch ein auf der Getriebeantriebswelle 8' sitzendes An­ triebsritzel 14, das in der jeweiligen Drehrichtung der Mo­ torwelle 4 antreibbar ist. Des weiteren ist eine vertikal zur Getriebeantriebswelle 8' angeordnete Getriebeachse 11 mit Planetenrädern 15, 16 vorgesehen, die in Antriebsverbindung mit dem Antriebsritzel 14 um die Getriebeachse drehbar ange­ ordnet sind. Das Getriebe umfaßt ferner ein Abtriebsritzel 19, welches mit den Planetenrädern 15, 16 der Getriebeachse 11 kämmt und die Abtriebswelle 19' in axialer Verlängerung 25 zur Getriebeantriebswelle 8' aufweist. Schließlich sind Frei­ läufe 17, 18 zwischen den Planetenrädern 15, 16 und der Ge­ triebeachse 11 vorgesehen, wobei das Getriebe über den Leer­ lauf oder den gesperrten Zustand der Freiläufe einen dreh­ richtungskonstanten Abtrieb bewirkt. In vorteilhafter Ausbil­ dung sind das Antriebsritzel 14 und das Abtriebsritzel 19 so­ wie die Planetenräder 15, 16 als Kegelräder ausgebildet.

In weiterer Ausbildung des gezeichneten Ausführungsbeispiels ist die in der einen Stellung der Freiläufe 17, 18 um die axiale Verlängerung 25 der Wellen 8', 19' drehbare Getriebe­ achse 11 mit einem Getriebegehäuse 10 verbunden, welches auf den Wellen 8' und 19' drehbar gelagert ist. Die Lager des Ge­ triebegehäuses 10 bzw. der Getriebeantriebswelle 8 sind mit den Bezugsziffern 12 und 13 bezeichnet. Die Lager der Plane­ tenräder 15, 16 um die Getriebeachse 11 sind mit 21 und 22 bezeichnet. Gemäß weiterer Ausbildung ist zwischen dem auf den Getriebewellen 8', 19' drehbar gelagerten Getriebegehäuse 10 und einem Motorgehäuse 1 oder einem mit dem Motorgehäuse feststehend verbundenen Teil, wie beispielsweise einem Lager­ flansch 3, ein Freilauf 9 vorgesehen, über den in Abhängig­ keit von der Drehrichtung der Motor- oder Antriebswelle 4 die Drehbewegung des Getriebegehäuses 10 und der Getriebeachse 11 sperrbar ist. Mit 5 ist ein Motorwellenlager und mit 6 ein Lager des Lüfters 2 gegenüber dem mit dem Motorgehäuse fest­ stehend verbundenen Lagerflansch 3 bezeichnet.

Funktionsbeschreibung

Fall 1: Die Antriebswelle 4 dreht im Uhrzeigersinn. Es sei folgendes gegeben:

• - Die Freiläufe 17, 18 zwischen den Planetenrädern 15, 16 und der Getriebeachse 11 befinden sich bei dieser Antriebsdreh­ richtung im Leerlauf, d. h. die Planetenräder 15 und 16 kön­ nen sich frei um die Getriebeachse 11 drehen.
• - Der Freilauf 9 zwischen dem feststehenden Motorgehäuse bzw. Lagerflansch 3 und dem Getriebegehäuse 10 sperrt bei dieser Antriebsdrehrichtung, d. h. ein Mitdrehen des Getriebegehäu­ ses 10 ist nicht möglich. Somit steht auch die in Umfangs­ richtung und axial fest im Getriebegehäuse 10 fixierte Ge­ triebeachse 11 unbeweglich im Raum.

In diesem Fall ergibt sich ein Kegelradplanetengetriebe mit festgehaltenem Steg; es findet also eine Drehrichtungsüber­ tragung mit Drehrichtungsumkehr statt. Der Lüfter 2 dreht also im Gegenuhrzeigersinn.

Fall 2: Die Antriebswelle 4 dreht im Gegenuhrzeigersinn. Es ergeben sich nun folgende Verhältnisse:

• - Die Freiläufe 17, 18 zwischen den Planetenrädern 15, 16 und der Getriebeachse 11 sperren bei dieser Antriebsdrehrich­ tung, d. h. die Planetenräder 15, 16 mit der Getriebeachse 11 drehen sich als Ganzes mit dem Antriebsritzel 14 um des­ sen Achse, somit auch das Getriebegehäuse 10. Dies ist mög­ lich, da:
• - Der Freilauf 9 zwischen dem feststehenden Lagerflansch 3 und dem Getriebegehäuse 10 ist bei dieser Antriebsdrehrich­ tung im Leerlauf und ermöglicht somit eine freie Drehung des Getriebegehäuses 10.

In diesem Fall dreht das komplette Getriebe, einschließlich Abtriebsritzel 19 und somit auch der damit drehstarr verbun­ dene Lüfter 2 in die Antriebsdrehrichtung, also im Gegenuhr­ zeigersinn. Es findet keine Drehrichtungsumkehr statt.

Man hat mittels dieses Getriebes erreicht, daß in beiden Fäl­ len der Lüfter 2 im Gegenuhrzeigersinn dreht, obwohl unter­ schiedliche Antriebsdrehrichtungen vorliegen. Je nach Einbau der Freiläufe läßt sich eine Lüfterbewegung im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn erreichen. Die zwischen der Antriebs­ welle 4 und dem Getriebe vorgesehene elastische Kupplung 7, 7', 8 bewirkt eine Dämpfung von Drehmomentstößen und eine elektrische Isolation. Damit die bei Kurzschlüssen auftreten­ den sehr hohen Drehmomente keine Beschädigung des Getriebes bewirken, wird die Verbindung von Antriebswelle 4 und dem Kupplungsflansch 7 als Rutschkupplung gestaltet. Die Zylin­ derschraube 24 preßt den Kupplungsflansch 7 gegen den Bronze­ ring 23. Wird das mit der Zylinderschraube 24 eingestellte maximale Moment überschritten, findet ein kurzzeitiges Rut­ schen statt, das eine Begrenzung des Drehmoments bewirkt.

Claims (14)

1. Getriebe zur Gleichrichtung einer Drehbewegung zwischen einem reversierenden Antrieb und einem drehrichtungskonstanten Abtrieb, gekennzeichnet durch ein Planetengetriebe (14, 15, 16, 19), zwischen dessen mit verschiedener Drehrichtung antreibbaren Antriebsglied (14) und dessen drehrichtungskonstanten Abtriebsglied (19) wenig­ stens ein Freilauf (17, 18) angeordnet ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Planetengetriebe als Kegelradplanetengetriebe (14, 15, 16, 19) ausgebildet ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die maximale Leerlaufdreh­ zahl der Freiläufe (17, 18) kleiner als die doppelte An­ triebsdrehzahl und die Drehmomentbelastung der Freiläufe (17, 18) kleiner als das Antriebsdrehmoment sind.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Pla­ netengetriebe (14, 15, 16, 19) und die zugeordneten Freiläufe (17, 18) in beiden Antriebsdrehrichtungen ein einheitliches Übersetzungsverhältnis aufweisen.

5. Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

• - ein auf einer Getriebeantriebswelle (8') sitzendes An­ triebsritzel (14), das in der jeweiligen Drehrichtung einer Motorwelle (4) antreibbar ist,
• - eine vertikal zur Getriebeantriebswelle (8') angeordnete Getriebeachse (11) mit Planetenrädern (15, 16), die in An­ triebsverbindung mit dem Antriebsritzel (14) um die Getrie­ beachse drehbar angeordnet sind,
• - ein Abtriebsritzel (19), das mit den Planetenrädern (15, 16) der Getriebeachse (11) kämmt und eine Abtriebswelle (19') in axialer Verlängerung (25) zur Getriebeantriebs­ welle (8') aufweist, sowie
• - Freiläufe (17, 18) zwischen den Planetenrädern (15, 16) und der Getriebeachse (11), wobei das Getriebe über den Leer­ lauf oder den gesperrten Zustand der Freiläufe einen dreh­ richtungskonstanten Abtrieb bewirkt.

6. Getriebe nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs- und das Abtriebsritzel (14, 19) sowie die Planetenräder (15, 16) als Kegelräder ausgebildet sind.

7. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in der einen Stellung der Freiläufe (17, 18) um die axiale Verlängerung (25) der Wellen (8', 19') drehbare Getriebeachse (11) mit einem Ge­ triebegehäuse (10) verbunden ist, das auf den Wellen (8', 19') drehbar gelagert ist.

8. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine elastische Kupplung (7, 7', 8) zwischen der reversierenden Motor- oder Antriebswelle (4) und der Getriebeantriebswelle (8').

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Motorwelle (4) einen Kupplungsflansch (7) und die Getriebeantriebswelle (8') einen zugeordneten Kupplungsflansch (8) tragen und daß zur Drehmo­ mentübertragung zwischen den Kupplungsflanschen (7, 8) ein elastischer Mitnehmer (7') angeordnet ist.

10. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine als Rutschkupplung ausgebildete Sicherheitskupplung zwischen der Motor- oder Antriebswelle (4) und der Getriebeantriebswelle (8').

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Übertragungsdrehmoment der Rutschkupplung mittels einer einen Kupplungsflansch (7) der Kupplung gegen einen Bronzering (23) od. dgl. pressenden Schraube (24) einstellbar ist, wobei der Ring (23) auf dem Wellenstummel der Antriebs- oder Motorwelle (4) sitzt.

12. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem auf den Getriebewellen (8', 19') drehbar gela­ gerten Getriebegehäuse (10) und einem Motorgehäuse (1) oder einem mit dem Motorgehäuse feststehend verbundenen Teil, wie einem Lagerflansch (3) od. dgl., ein Freilauf (9) vorgesehen ist, über den in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Motor- oder Antriebswelle (4) die Drehbewegung des Getriebegehäuses (10) und der Getriebeachse (11) sperrbar ist.

13. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Getriebeabtriebswelle (19') ein Lüfter (2) mit gleichbleibender Drehrichtung antreibbar ist.

14. Verwendung des Getriebes nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 13 zum drehrichtungskonstanten Antrieb des Lüf­ ters (2) eines eigenbelüfteten Elektromotors eines Schienen­ fahrzeuges.