DE2127126A1 - Umsteuervorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dlpl.-Ing. R. BEETZ sen. Dlpi-lng. K. UAMPRECHT

Dr.-Ing. R. B E E T Z Jr. 8 München 22, Sieinsdorfstr. 10

8I-I7.1Γ3Ρ(17.114H) 1.6.1971

YANMAR DIESEL ENGINE COo, LTD., Osaka (Japan)

Umsteuervorri chtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umsteuervorrichtung, bei der ein Planetengetriebe zur Anwendung kommt.

Bekannte Umsteuergetriebe dieser Art erfordern Glieder, um das Kronenrad des Planetengetriebes abzustützen und es haben sich Schwierigkeiten ergeben, die Größe und das Gewicht dieser Glieder und des gesamten Getriebes zu verringern,

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Umsteuervorrichtung mit verringertem Gewicht und geringeren Abmessungen zu schaffen·

Die erfindungsgemäße Umsteuervorrichtung, bei welcher ein Planetengetriebe zur Anwendung kommt, ist gekennzeichnet durch ein auf einer Eingangswelle angeordnetes Sonnenrad,

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eine Mehrzahl von inneren, mit dem Sonnenrad kämmenden Planetenrädern, eine Mehrzahl von äußeren, mit den inneren Planetenrädern kämmenden Planetenräder, ein mit den äußeren Planetenrädeaa kämmendes Kronenrad, Lagerseheiben, welche die inneren und äußeren Planetenräder tragen und eine Ausgangswelle,mit der die eine Lagerscheibe fest verbunden ist und ferner ist die erfindungsgemäße Umsteuervorrichtung gekennzeichnet durch die gleitend verschiebbare Abstützung des Kronenrades ausschließlich auf den äußeren Planetenrädern, so daß es entweder zwischen einer Verlängerung der Lagerscheibe und einem Normalsteuerpreßorgan oder einem Vorsprung des Getriebegeh&uses und einem Umsteuerpreßorgan einspannbar ist.

Die erfindungsgemäße Umsteuervorrichtung ist in den Abmessungen kleiner und weist ein geringeres Gewicht auf, da die Glieder zur Abstützung des Kronenrades des Planetengetriebes weggelassen sind und das Kronenrad ausschließlich durch die äußeren Planetenräder schwimmend und axial verschiebbar gehalten ist. Weiterhin ist der Aufbau dadurch vereinfacht, daß sowohl ein Vorsprung des Getriebegehäuses als auch eine Verlängerung eines Planetenträgers zum Erfassen des Kronenrades in den einzelnen Schaltstufen verwendet werden, da sowohl der Vorsprung als auch der als Lagerscheibe ausgebildete Planetenträger in den bekannten Umsteuergetrieben ohnehin vorhanden sind.

Weiterbildungen der Erfindung, weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch und der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles· In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Umsteuervorrichtung gemäß der Erfindung;

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Pig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig.3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab; und . ·

Fig. 4 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Gehäuse 1 eines Umsteuergetriebes dargestellt, in welchem eine Eingangswelle 2 drehbar gelagert ist, die ein Sonnenrad 3 an ihrem inneren Ende trägt. Das Sonnenrad 3 kämmt mit einer Mehrzahl von inneren Planetenrädern 4, welche ihrerseits mit der gleichen Anzahl äußerer Planetenräder 5 kämmen. Diese äußeren Planetenräder 5 sind von einem Kronenrad 6 umgeben, das mit den äußeren Planetenrädern in Eingriff steht. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das Kronenrad 6 mit Reibplatten 6' an beiden Seiten versehen und ausschließlich durch die äußeren Planetenräder schwimmend gehalten. Da die Zahnbreite des Kronenrades geringer ist als diejenige der äußeren Planetenräder 5*ist das Kronenrad 6 gegenüber den äußeren Planetenrädern in axialer Richtung verschiebbar. Die inneren und äußeren Planetenräder 4 und 5 sind durch Wellen 9 und 10 drehbar gehalten, die an ihren beiden Enden in Lagerscheiben bzw. Planetenradträger 7 und 8 gelagert sind. Eine Ausgangswelle 13 ist koaxial zur Eingangswelle angeordnet und mit einem Ende in eine Ausnehmung 11 der Eingangswelle eingesetzt und in der Mitte durch ein Kugellager drehbar abgestützt, welches in dem Getriebegehäuse gehalten ist. Auf die Ausgangswelle 13 ist eine Nabe 14 der Lagerscheibe J aufgekeilt. In der Nähe der einen Seite des K^onenrades 6 ist ein hydraulisch betriebener Normalsteuerkolben 15 auf der Lagerscheibe 7 angeordnet und außerdem befindet sich in der

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Nähe dieser Seite des Kronenrades ein in das Innere des Getriebegehäuses ragender Vorsprung 16. In der Nähe der anderen Seite des Kronenrades ist eine Verlängerung 17 der Lagerscheibe und ein hydraulisch betriebener Umsteuerkolben 18 vorgesehen, der auf der Innenwand des Getriebegehäuses 1 angeordnet ist. Der Normalsteuerkolben 15 und die Verlängerung 17 der Lagerscheibe 8 einerseits und der nach innen ragende Vorsprung 16 sowie der Umst euerkolben 18 andererseits weisen einander gegenüberliegende Ringflächen auf, zwischen denen sich das Kronenrad befindet. Der Normalsteuerkolben und der Umsteuerkolben sind mit ihren ölkammern 19 und 20 untereinander verbunden. Weiterhin ist eine Kühlwasserleitung 42 mit Rippen 4^ zur Kühlung des hydraulischen Öles vorgesehen.

Im folgenden wird nun das hydraulische System zur Zuführung von hydraulischem öl zu den Ölkammern beschrieben. Der untere Teil des Getriebegehäuses 1 bildet ein ölvorratsbehälter Das öl wird durch einen Filter 22 in eine Zahnradpumpe 24 angesaugt, welche ein außenverzahntes Zahnrad 25 aufweist, das koaxial auf der Eingangswelle 2 sitzt und mit einem innenverzahnten Zahnrad 26 versehen ist,das drehbar mit dem außenverzahnten Zahnrad kämmt, jedoch exzentrisch in bezug auf das außenverzahnte Zahnrad gelagert ist. Außerdem ist eine mondförmige Trennwand 27 zwischen den beiden Zahnrädern vorgesehen. Das von der ölpumpe 24 kommende öl gelangt zu einem Drehschieber über nicht dargestellte im Getriebegehäuse 1 ausgebildete Kanäle. Der Drehschieber besteht aus einem Ventilgehäuse ^l und einem Ventilkörper J>2, wobei der an dem Getriebegehäuse 1 befestigte Teil des Ventilgehäuses mit einem Einlaß für das öl aus der Zahnradpumpe versehen ist. Weiterhin sind mit den ölkammern 19 und 20 des NormalSteuerkolbens und des Umsteuerkolbens in Verbindung stehende Auslässe vorgesehen, die auf einer Linie mit axialem Abstand in bezug auf den Ventilkörper J52 angeordnet sind. Ferner ist eine Entleerungsöffnung vorgesehen,

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die zum ölvorrat 21 führt. Der Ventilkörper 32 kann durch einen ai seinem äußeren Ende angebrachten Hebel in drei Stellungen verdreht werden, und zwar nach vorwärts für den normalen Lauf des Getriebes in eine Neutralstellung und nach rückwärts für den umgesteuerten Lauf des Getriebes.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Umsteuervorrichtung gemäß der Erfindung näher erläutert. Wenn der Hebel des Drehschiebers 30 von der neutralen Stellung, wie dargestellt, in die Vorwärtsstellung bewegt wird, gelangt das durch die Zahnradpumpe in den Kanal 33 im Inneren des Ventilkörpers 32 zugeführte öl durch Kanäle *$h und 35* die im Getriebegehäuse 1 und der Lagerscheibe 7 vorgesehen sind, in die ölkammer 19 des Normalsteuerkolbens 15* wodurch dieser Kolben nach links gedrückt wird, wie dies aus Pig.l entnommen werden kann. Demgemäß wird das Kronenrad 6 durch den Kolben 15 nach links gedrückt, bis es fest zwischen dem Kolben und der Verlängerung der Lagerscheibe 8 gehalten ist. Auf diese Weise sind das Kronenrad 6 und die inneren und äußeren Planetenräder 4 und 5 miteinander verbunden, so daß die Drehbewegung der Eingangswelle direkt auf die Ausgangswelle 13 übertragen wird, wobei letztere in der gleichen Richtung und mit der gleichen Drehzahl wie die erste umläuft. Wenn dann der Drehschieber 30 in die rückwärtige Lage verschoben wird, kommt ein anderer radialer Kanal des Ventilkörpers 32 mit dem Umsteuerölauslaß im wesentlichen in der gleichen Weise wie bereits beschrieben, in Verbindung mit dem Ergebnis, daß das öl durch die Kanäle und 37 in die ölkammer 20 des Umsteuerkolbens l8 fließt, wodurch dieser Kolben nach rechts verschoben wird, wie dies aus Fig. 1 hervorgeht. Demgemäß wird das Kronenrad 6 nach rechts verschoben, bis es zwischen dem Kolben und dem Vorsprung l6 des Gehäuses eingespannt und so fest mit dem Gehäuse verbunden ist. In diesem Fall wird die Drehbewegung der Eingangs-

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welle 2 über die inneren Planetenräder 4 auf die äußeren Planetenräder 5 übertragen, die mit dem feststehenden Kronenrad 6 kämmen und um das Sonnenrad umlaufen. Hierdurch wird über die Lagerscheiben 7 und 8 der Planetenräder die Ausgangswelle 13 in umgekehrter Drehrichtung und mit einer abweichenden Drehzahl gegenüber der Eingangswelle angetrieben. Durch diese Umschaltung gelangt das öl aus der ölkammer 19 des Normalsteuerkolbens über Kanäle 35 und 34 in einen bogenförmigen Auslaß des Ventilkörpers 32 und von dort über die Ablaß-Öffnung des Ventilgehäuses zurück zum ölvorrat 21. Gleichzeitig wird der Kolben 15 in seine Ausgangslage durch eine Feder 41 gebracht, die auf einem Schaft 40 zwischen den Lagerscheiben 7 und 8 angeordnet ist, wie dies aus Fig. 3 hervorgeht.

Falls der Drehschieber dann in die neutrale Lage zurückgestellt wird, tritt das öl aus der ölkammer 20 über die Kanäle 37 und 36 ir. ;ie Auslaßöffnung des Ventilkörpers 32, worauf der KolbenjL8 in seine Ausgangslage durch eine Feder 38 (Fig. 4) zurückgebracht wird, wodurch das Kronenrad 6 frei ist.

Mit dem Bezugsseichen 39 ist ein Bremskolben bezeichnet, der die Lagerscheiben an einer Drehbewegung hindert, während die Umst euervorrichtung in die neutrale Lage geschaltet ist. Solange der Drehschieber sich in der neutralen Lage befindet, wird Hydrauliköl zur rechten Seite dieses Kolbens geliefert, um die Lagerscheibe 8 gegen einen festen Anschlag zu drücken und so jegliche Drehbewegung der Ausgangswelle, die aufgrund der Drehbewegung der lingangswelle eintreten würde, zu vermeiden.

Aufgrund der doen beschriebenen Ausgestaltung arbeitet die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Weise,

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daß, falls das Kronenrad 6 zwischen der Verlängerung 17 der Lagersoheibe 8 und dem Kolben 15 eingeklemmt ist, die Eingangswelle 2 die Drehbewegung auf die Ausgangswelle 15 überträgt, die sich dann in gleicher Richtung und mit der gleichen Drehzahl dreht und daß bei festgehaltenem Kronenrad zwischen dem Vorsprung 16 des Getriebegehäuses und dem Umsteuerkolben 18 die Eingangswelle 2 ihre Drehbewegung auf die Ausgangswelle 1J5 so überträgt, daß sich diese in umgekehrter Richtung und mit einer abweichenden Drehzahl dreht.

Aus diesem Grunde hat die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung folgende Vorteile:

(1) Da das Kronenrad mit den äußeren Planetenrädern 5

kämmt und durch diese abgestützt ist, besteht keine Notwendigkeit, besondere Stützglieder für das Kronenrad 6 vorzusehen. Daher ist das Getriebe in seinem Aufbau^ereinfacht und die Umsteuervorrichtung, die dieses Getriebe enthält, kann bezüglich der Größe verringert werden. Trotz der Verwendung zweier Kolben und l8 für die Normalsteuerung und die Umkehrsteuerung wird das Kronenrad 6 zwangsläufig festgehalten, da es in axialer Richtung verschoben ist.

(2) Da die Umsteuervorrichtung so aufgebaut ist, daß der Kolben 18 gegen den bei Umsteuergetrieben mit Planetenrädern vorhandenen Vorsprung 16 und der Kolben 15 gegen die Erweiterung der Lagerscheibe 18 gedrückt wird, ist die Anzahl der benötigten Teile wesentlich verringert und es können nicht nur die Größe und das Gewicht verringert werden, sondern es wird auch eine Ersparnis bei den Herstellungskosten erzielt.

Die Umsteuervorrichtung gemäß der Erfindung erweist sich besonders bei Schiffsmaschinen als vorteilhaft.

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Claims (2)

1. - 8 Patentansprüche

   (!../Umsteuervorrichtung im Zusammenhang mit öinem Planetengetriebe, gekennzeichnet durch ein auf einer Eingangswelle (2) angeordnetes Sonnenrad (j5), eine Mehrzahl von inneren mit dem Sonnenrad (^) kämmenden Planetenrädern (4), eine Mehrzahl von äußeren mit den inneren Planetenrädern kämmenden Planetenräder (5), ein mit den äußeren Planetenrädern (5) kämmendes Kronenrad (6) ₃ Lagerscheiben (7, 8), welche die inneren und äußeren Planetenräder tragen und eine Ausgangswelle (IJ) mit der die eine Lagerscheibe (7) fest verbunden ist und ferner gekennzeichnet durch die gleitend verschiebbare Abstützung des Kronenrades (6) ausschließlich auf den äußeren Planetenrädern (5), so daß es entweder zwischan einer Verlängerung (17) der Lagerscheibe (8) und einem Normalsteuerpreßorgan (15) oder einem Vorsprung (l6) des Getriebegehäuses (1) und einem Umsteuerpreßorgan (18) einspannbar ist.
2. 2. Umsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulisch betätigter Kolben (29) vorgesehen ist, derfLn der neutralen Stellung der Umsteuervorrichtung die Lagerscheibe (7) gegen ein Drehen sperrt.

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