DE2516474C2 - Planetenrädergetriebe - Google Patents
PlanetenrädergetriebeInfo
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- DE2516474C2 DE2516474C2 DE19752516474 DE2516474A DE2516474C2 DE 2516474 C2 DE2516474 C2 DE 2516474C2 DE 19752516474 DE19752516474 DE 19752516474 DE 2516474 A DE2516474 A DE 2516474A DE 2516474 C2 DE2516474 C2 DE 2516474C2
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Description
[COSa
ΖΪ/Ζ2
ΖΪ/Ζ2
Z1 Zähnezahl der weiteren verzahnten Scheibe (1),
Z 2 Zähnezahl der Schrägscheibe (2),
2λ Winkel zwischen den Zahnflanken (16, 18 bzw. y0 20,22).
2λ Winkel zwischen den Zahnflanken (16, 18 bzw. y0 20,22).
2. Getriebe nach Anspruch 1 mit zwei weiteren verzahnten miteinander koaxialen Scheiben, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zähnezahlen (Zi
bzw. Z 3) der beiden koaxialen Scheiben (1 bzw. 3) um eine ganze Zahl q größer bzw. kleiner sind als die
Zähnezahl (Z 10) der Schrägscheibe (2) (F i g. 10,11).
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (Fi bzw. F2) der Flanken
der Zähne (8 bzw. 9) der beiden koaxialen Scheiben (1 bzw. 3) zueinander im umgekehrten Verhältnis der
zugehörigen Radien (r\ bzw. r3) der Scheiber stehen.
4. Getriebe nach Anspruch 1, mit drei weiteren verzahnten mit der Abtriebswelle koaxialen Scheiben,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahlen (Z9,Z8a,Z8&;der koaxialen Scheiben (3, U \b)um
eine ganze Zahl q oder deren Vielfaches größer bzw. kleiner sind als die Zähnezahl (ZiO) der Schrägscheibe
(2) (F ig. 18).
5. Getriebe nach Anspruch 1, mit einer weiteren Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnflanken
(20,22 oder 16,18) einer der beiden Scheiben (2
oder 1) als Teil einer Zylinderfläche konvex ausgebildet sind, wobei die Zylinderachse parallel
zur Radialebene des Zahnes (10 oder 8) im Schnitt der beiden Ebenen liegt, welche im Innenwinkel (24
bzw. 26) die Flanke des einen (8) bzw. des anderen Zahnes (10) berühren (F i g. 4).
6. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, t,o
dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (20, 22) der Zähne (10) der Schrägscheibe (2) als Teil einer
Zylinderfläche konvex ausgebildet sind, wobei die Zylinderachse parallel zur Radialebene des Zahnes
(10) im Schnitt der beiden Ebenen liegt, welche im Innenwinkel (24 bzw. 26) die Flanke (18 bzw. 22) des
einen (8) bzw. des anderen (10) Zahnes berühren (F ig. 4).
474
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (10) der
Schrägscheibe (2) um Achsen (Ϊ06) schwenkbar sind,
welche sich radial zur Achse (6) der Schrägscheibe (2) erstrecken (F i g. 13 -18).
8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (106) jedes schwenkbaren
Zahnes (10) in halber Höhe (H) seiner Flanken verläuft (F ig. 13).
9. Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder schwenkbare Zahn (10)
außerhalb seiner Flanken (20, 22) je einen Bolzen (112) trägt, welcher exzentrisch zur Schwenkachse
angebracht ist und lose in eine Bohrung eines Führungsringes (110) eingreift, der koaxial zur
Schrägscheibe (2) schwimmend angeordnet ist
(F ig. 16a).
10. Getriebe nach einem der Ansprüche 2,3,6,7,8
oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden koaxialen Scheiben (1 bzw. 3) mit der Abtriebswelle
(42) bzw. der Antriebswelle (32) drehfest verbunden sind und daß eine Lagerscheibe (38) für die
Schrägscheibe (2) drehbar gelagert (39, 391) ist und als Reaktionsglied mit einer Steuerbewegung
beaufschlagt werden kann (F i g. 19).
11. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß an der Schrägscheibe (2) nur einzelne Zähne (10) in regelmäßiger Folge
vorhanden sind.
Die Erfindung betrifft ein Planetenrädergetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Getriebe sind in der Zeitschrift »Antriebstechnik«, 8 (1969) Nr. 6, S. 219 bis 223, dargestellt und
beschrieben. Bei diesen bekannten Getrieben stehen nur jeweils zwei Zähne zweier miteinander kämmender
Scheiben im Eingriff. Die Berührung ist linienförmig und der Bewegungsablauf ist unharmonisch, so daß die
Getriebe ihre Unebenheiten erst durch Einlaufen verlieren. Das übertragbare Drehmoment ist hierdurch
begrenzt. Bei Übertragung größerer Drehmomente wird der Durchmesser bekannter Getriebe entsprechend
groß.
Man hat sich bemüht, die Anzahl der ineinandergreifenden
Zähne zu erhöhen. Die DT-PS 11 35 259 zeigt ein derartiges »Spannungswellengetriebe«, bei welchem bis
zu 27,5% der Zähne ineinandergreifen, das übertragbare Drehmoment jedoch durch die Verwendung eines
dünnen elastischen Hohlrades begrenzt ist. Beim Getriebe der GB-PS 12 15 101 wird ebenfalls, jedoch bei
Planrädern, eine elastische Scheibe verwendet. Auch hierbei sind das übertragbare Drehmoment und die
Anzahl der im Eingriff stehenden Zähne begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, das bekannte Planetenrädergetriebe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 dahingehend zu verbessern, daß die Schrägscheibe mit möglichst allen ihren Zähnen
flächig anliegend mit der weiteren verzahnten Scheibe im Eingriff steht, um entweder hob ve Drehmomente
übertragen zu können oder um, bei gleichem Drehmoment, die Abmessungen und das Gewicht des Getriebes
verringern zu können.
Diese Aufgabenstellung wird durch ein Planetenrädergetriebe gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch die
erfindungsgemäße Zuordnung der Flankenlinien der
Scheiben sowie der Winkel gemäß der angegebenen mathematischen Beziehung wird erreicht, daß möglichst
vic'e Zähne der Schrägscheibe mit jeweils einem Zahn
der weiteren verzahnten Scheibe kämmen. Hierbei besteht zwischen dem Durchmesser L der Scheiben und
der Höhe H der Zähne die Beziehung L · igjj
> H, damit die Scheiben sich zueinander bewegen können. Im Idealfalle ist L · tgß = H; dann kämmen alle Zähne der
Schrägscheibe mit Zähnen der weiteren vei-zahnten Scheibe, bis auf die Zahnzahldifferenz.
Beim erfindungsgemäßen Getriebe gleiten die Zahnflächen aneinander, wogegen bei den bekannten
Getrieben ein Abwälzen mit in jedem Augenblick linienhafter Berührung erfolgt
Die Getriebe der DT-AS 11 35 259 und der GB-PS 12 15 101 verwenden außen bzw. stirnseitig verzahnte
elastische Scheiben anstelle der erfindungsgemäßen Schrägscheibe und sind insoweit mit der erfindungsgemäßen
Konstruktion nicht vergleichbar.
Die DT-OS 21 24 137 zeigt ein Planetenrädergetriebe, bei welchem nur Stirnverzahnungen mit Planrädern
zum Einsatz kommen. Dies hat zur Folge, daß die einzelnen Zähne keine Firstlinien, sondern Firstdreiecke
tragen. Die einander entsprechenden Flanken zweier in Eingriff stehender Zähne liegen nicht parallel. Aufgrund
dieser Verhältnisse können jeweils nur zwei Zähne zweier Scheiben miteinander kämmen. Darüber hinaus
sind die Zähne nicht, wie dies erforderlich ist, auf Kegelflächen angeordnet.
Ein Getriebe mit zwei weiteren verzahnten nüd
miteinander koaxialen Scheiben ist beispielsweise aus der vorstehend genannten DT-OS 21 24 137 bekannt.
Bei einem derartigen Getriebe mit zwei koaxialen Scheiben unterscheiden sich vorteilhaft die Zahnzahlen
dieser Scheiben gemäß Anspruch 2. Damit der spezifische Flächendruck auf alle Zahnflanken der
koaxialen Scheiben und der Schrägscheibe gleich ist, ist vorteilhaft die Bedingung des Anspruches 3 erfüllt.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die drei Scheiben radial nicht gelagert sind, sondern sich ineinander zentrieren.
Der bauliche Aufwand der Getriebeanordnung ist somit sehr gering. Diese Bemerkung gilt für alle erfindungsgemäßen
Getriebeanordnungen.
Ein Getriebe mit insgesamt drei weiteren verzahnten und mit der Abtriebswelle koaxialen Scheiben ist
beispielsweise aus der DT-PS 3 98 816 bekannt. Bei einem derartigen Getriebe bernißt man vorteilhaft die
Zähnezahlen gemäß Anspruch 4.
Bei zwei bzw. drei koaxialen Scheiben gemäß Anspruch 2 bzw. 4 ist der Winkel 2<x zwischen den
Flanken der koaxialen Scheiben jeweils verschieden und berechnet sich jeweils nach der in Anspruch 1
angegebenen Gleichung.
Ist die Anzahl der Zähne in zwei miteinander kämmenden Zahnreihen relativ gering, so kann die
exakte Dreiecksform der Zähne den ruhigen Bewegungsablauf etwas stören. In diesem Fall sind vorteilhaft
die Zahnflanken gemäß Anspruch 5 konvex ausgebildet; bei zwei oder drei koaxialen Scheiben gilt (Anspruch 6)
dies nur für die Zehne der Schrägscheibe.
Anstelle dieser konvexen Ausbildung können die Zähne der Schrägscheibe dann eben ausgebildet sein,
■venn sie gemäß Anspruch 7 und 8 schwenkbar sind. Hierbei stehen in jedem Augenblick die Flanken nahezu
aller schwenkbarer Zähne mit Flanken gegenüberliegender Zähne in Berührung, so daß sie in ihrer
Winkelstellung genau definiert sind. Einige Zähne stehen mit keiner anderen Flanke in Berührung,
so daß sie um ihre Schwenkachse in unerwünschter Weise pendeln könnten. Dies könnte zu Störungen des
Betriebes führen, welche vorteilhaft durch die in Anspruch 9 angegebene Führung vermieden wird;
weiche die richtige Winkelstellung auch derjenigen Zähne sicherstellt, welche nicht im Eingriff stehen.
Ein steuerbares Getriebe ist in Anspruch 10 angegeben. Durch Abbremsen des Reaktionsgliedes
kann das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kontinuierlich in Richtung zum Übersetzungsverhältnis 1
verändert werden, bis es beim Stillstand des Reaktionsgliedes den Wert 1 erreicht; aus dem Getriebe ist dann
eine Kupplung geworden. Beschleunigt man andererseits das Reaktionsglied, so können weitere Überset-K
Zungsverhältnisse realisiert werden, welche sich vom Übersetzungsverhältnis 1 mehr unterscheiden, als wenn
das Reaktionsglied nicht beschleunigt würde. Ein derartiges Getriebe eignet sich besonders für die
kontinuierliche Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Zum Abbremsen oder Beschleunigen des Reaktionsgliedes
sind nur minimale Drehmomente erforderlich, da nur eine Reibung überwunden werden muß.
Steuerbare Getriebe mit gleichem Leistungsvermögen sind nicht bekannt; weiterhin sind die bekannten
?s Regelgetriebe erheblich komplizierter und arbeiten mit
erheblich schlechterem Wirkungsgrad.
Der gleichmäßige Bewegungsablauf des erfindungsgemäßen Getriebes ist auch dann nicht gestört, wenn in
einer Zahnreihe der Schrägscheibe einzelne Zähne oder Zahngruppen fehlen. Man kann also die Schrägscheibe
gemäß Anspruch 11 ausbilden. Andererseits ist es auch
möglich, ein erfindungsgemäßes Getriebe dann noch störungsfrei weiterlaufen zu lassen, wenn einzelne
Zähne der Schrägscheibe beschädigt oder herausgebrois
chen sind.
Das Prinzip der erfindungsgemäßen Getriebe sowie einige konstruktive Lösungen sind schematisch in den
Zeichnungen erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 im achsparallelen Schnitt zwei ineinander eingreifende Scheiben gemäß Anspruch 1,
F i g. 2 den Kegel D-E-Fder F i g. 1,
F i g. 3 bis 6 Ausschnitte aus jeweils einer Zahnreihe,
F i g. 7 in vergrößertem Maßstab das Dreieck C- K-j
4S aus Fig. 5,
F i g. 8 ein Getriebe mit nur zwei Scheiben, zur Übertragung kleiner und mittlerer Drehmomente,
F i g. 9 eine Variante eines Konstruktionsdetails zu F i g. 8,
so Fig. 10 und 11 zwei Getriebe mit drei Scheiben, zur
Übertragung großer Drehmomente, wobei das in F i g. 11 dargestellte Getriebe besonders stabile Lager
aufweist,
Fig. 12 die Aufsicht auf die beiden Zahnreihen zweier
ss koaxialer Scheiben,
F i g. 13 die Anordnung schwenkbarer Zähne,
Fig. 14 das Detail XVI aus Fig. 11, jedoch mit schwenkbarem Zahn,
Fig. 15 die Ansicht eines schwenkbaren Zahnes in ι«■ Richtung seiner Schwenkachse 106,
Fig. 16a bzw. 16b die Aufsicht auf eine Reihe schwenkbarer Zähne mit Darstellung det Steuereinrichtung
108/110,
Fig. 17 einen zweiteiligen sch. enkbaren Zahn,
hs F i g. 18 ein Getriebe mit drei koaxialen Scheiben und einer besonderen Einleitung des Antriebsdrehmomentes, und
hs F i g. 18 ein Getriebe mit drei koaxialen Scheiben und einer besonderen Einleitung des Antriebsdrehmomentes, und
Fig. 19 ein Kupplungs-, Schalt- und Regel-Getriebe.
F i g. 1 zeigt ein Getriebe mit einer Schrägscheibe 2 und einer weiteren Scheibe 1. Die Achsen 4 und 6 der
beiden Scheiben liegen in der Schnittebene der Fig. 1. Der von den Achsen 4 und 6 eingeschlossene Winkel β
ist gleich dem Winkel ß, welcher die Radialebene A-C der Scheibe 1 einerseits mit der Radialebene B-C der
Scheibe 2 andererseits einschließt Die Radialebene A-C ist in halber Höhe (vgl. Fig.5) der Zähne 10 der
Schrägscheibe 2 gelegt. Die linke Scheibe 1 weist stirnseitig Zähne 8 auf. F i g. 1 ist zu entnehmen, daß in
dem Bereich, in dem die beiden Radialebenen sich in C schneiden, die Zähne voll ineinandergreifen; auf der
entgegengesetzten Seite, d.h. im unteren Teil der Fig. 1, greifen die gegenüberstehenden Zähne der
beiden Scheiben nicht mehr ineinander. Die Verzahnung ι s ist einer HIRTH-Verzahnung ähnlich, doch kann eine
HIRTH-Verzahnung nur als Kupplung, nicht als Getriebe verwendet werden.
Der Pfeil 12 deutet eine Kraft an, die im Bereich Cdie Zähne ineinander drückt Läuft diese Kraft 12 auf einer
Kreislinie um die Achse 4 der linken Scheibe 1 um, so beschreibt die Achse 6 der Schrägscheibe 2 einen Kegel
D-E-F, dessen Achse mit der Drehachse 4 der Linken
Scheibe 1 zusammenfällt Bei einem halben Umlauf (um 180°) gelangt die Achse 6 in die Stellung, in der sie mit
»14« bezeichnet ist Die Kegelspitze D ist der Schnittpunkt der Achsen 4 und 6 (bzw. 14). Der Kegel ist
vergrößert in F i g. 2 dargestellt Sein öffnungswinkel ist gleich 2ß.
Die Kegelspitze D >st auch der Durchstoßpunkt der
Achse 4 der zur Kegelachse 4 koaxialen Scheibe 1 durch ihre Radialebene A-C Der entsprechende Punkt der
Schrägscheibe 2 ist mit E bezeichnet Bei der Drehung beschreibt der Punkt feinen Kreis E-F; der Punkt Fist
die Stellung des Punktes E nach einer halben Drehung (um 180°). Jeweils die Tangenten an zwei Flanken jedes
Zahnes 8 der linken Scheibe 1 schneiden sich in Punkien, die auf dem Kreis E-F liegen. Die Tangenter, an allen
Flanken der Zähne 10 der Schrägscheibe 2 dagegen schneiden sich im Punkte £
In der zur Achse 4 koaxialen Zylinderfläche Q-Q, die durch den Schnitt C der beiden Radialebenen
verlaufend im oberen Teil der F i g. 1 angedeutet ist. denke man sich einen Schnitt durch die beiden mit ihren
Zähnen ineinander eingreifenden Scheiben 1 und 2 gelegt Wickelt man diese zylindrische Schnittfläche auf
die Zeichenebene ab, so erhält man eine Darstellung, aus der F i g. 3 einen Ausschnitt zeigt:
Der in F i g. 1 ersichtliche Schnitt C zwischen der zylindrischen Schnittfläche Q-Q einerseits und den
Radialebenen A-C, B-C der Scheiben andererseits ist
auch in F i g. 3 eingezeichnet Durch die Abwicklung der zylindrischen Schnittfläche Q-Q in die Zeichenebene
wurde aus dem Winkel B der etwas kleinere Winkel y: die Beziehung der beiden Winkel ist durch folgende
Gleichung gegeben:
6ο
In F i g. 3 sind die Zähne beider Zahnreihen dreieckig mit ebenen Flanken dargestellt Man erkennt, daß die
(gestrichelten) Zähne 10 der unteren Zahnreihe in die (ausgezogen dargestellten) Zähne 8 der oberen
Zahnreihe ragen. Oft jedoch ist der Winkel γ so klein und die Anzahl Zl, Z2 der Zähne so groß, daß der
Betrag, um welchen die Zähne ineinanderragen wurden, innerhalb der Fertigungstoleranzen liegt In diesem Fall
kann man daher die Zähne beider Zahm einen dreieckig ausbilden, wie dies in F i g. 3 dargestellt ist.
Beii größeren Winkel β bzw. γ, sowie bei geringeren
Zahnzahlen Zl, Z2 und somit kleineren Übersetzungsverhältnissen /, muß man jedoch die Zähne einer
Zahnreihe korrigieren:
Die Flanke 22 des !Zahnes 10 der Schrägscheibe 2
müßte etwas konvex ausgebildet sein, damit nicht die Spitze dieses Zahnes 10 in die Flanke 18 des Zahnes 8
eindringt. Die hierzu erforderliche Krümmung der Flanke 22 des Zahnes 10 erhält man gemäß Fig.4
folgendermaßen:
a) Im Innenwinkel 2Gi errichtet man auf der Flanke 22 des Zahnes 10 die lotrechte,
b) im Innenwinkel 24 erreichtet man auf der Flanke 18 des Zahnes 8 die Lotrechte und
c) bringt diese beiden Lotrechten miteinander zum Schnitt um den Krümmungsmittelpunkt zu erhalten.
Die korrigierte konvexe Hanke des Zahnes 10 der Schrägscheibe 2 ist eine Zylinderfläche, deren Achse
senkrecht zur Zeichenebene der Fig.3 durch den Schnittpunkt der beiden vorstehend beschriebenen
Lotrechten verläuft
Fig.4 zeigt eine der Fig.3 ähnliche Anordnung,
wobei jedoch die Zähne t0 der Schrägscheibe 2 in der beschriebenen Weise korrigiert sind. Die Zähne 8 der
linken Scheibe 1 dagegen sind, ebenso wie gemäß F i g. 3, im Querschnitt dreieckig mit ebenen Flanken 16
und 18.
Zur Gestaltung der Zähne der zur Kegelachse 4 koaxialen Scheibe 1 wird auf die F i g. 5 und 6 verwiesen.
Der Querschnitt eines Zahnes 8 ist hier ein gleichschenkliges Dreieck mit der Basis a; der Abstand der
Spitzen 28, 30 je zweier benachbarter Zähne 8 ist ebenfalls gleich dieser Basisbreite a eines einzelnen
Zahnes. Die Höhe //der Ziihne ist von der Basis bis zum
Schnitt der Flanken 16, 18 gemessen, also ohne Berücksichtigung einer etwaigen Abfassung gemäß
F i g. 12. In der Höhe H/2 der Zähne 8 der Scheibe 1 ist die Mittellinie X-Xeingezeichnet Diese Mittellinie wird
von den Flanken 16, 18 der Zähne 8 in gleiche Abschnitte a/2 geteilt (vgL auch Fig.4). Diese
gleichmäßige Teilung ist Voraussetzung für eine kontinuierliche beschleunijgungsfreie Bewegung. Die
Mittellinie X-X bildet in der abgewickelten Darstellung der Fig.5 mit der Mittellinie y-Cder Zahnreihe der
Schrägscheibe 2 den Winkel γ, welcher mit dem Winkel β durch die genannte Gleichung verbunden ist
Die Mittellinie X-X der Zähne 8 ist der Schnitt der Radialebene A-C mit der zylindrischen Schnittfläche
Q-Q. Die Mittellinie Y-Cder - in Fig.5 und 6 nichi
dargestellten — Zahnreihe 10 ist der Schnitt dei
Radialebene B-C mit der zvlindrischen Schnittfläche
Die zur Kegelachse 4 koaxiale Scheibe 1 hat mehl Zähne als die Schrägscheibe 2. Dementsprechend ist die
Basisbreite a bzw. der Abstand a der Spitzen 28,30 dei
Zähne 8 der Scheibe 1 um die Strecke t kleiner als dei entsprechende Abstand d der Scheibe Z Die beider
Basisbreiten a, d stehen miteinander durch die folgende Gleichung in Verbindung:
, Zl
wobeiZl,Z2 = Zähnezahlen.
F i g. 4 entnimmt man, daß infolge der unterschiedli
F i g. 4 entnimmt man, daß infolge der unterschiedli
chen Zahnzahlen Z1, Z 2 die Zähne der beiden Scheiben
mit zunehmendem Abstand vom Punkt C immer weniger tief ineinandergreifen. Würde die Darstellung
der Fig.4 den vollen Umfang der beiden Zahnreihen darstellen, so würde man erkennen, daß — im Idealfalle
— die Anzahl der nicht ineinandergreifenden Zähne einer Zahnreihe ZX-Z2 ist, so daß nahe2.u alle
Zähne ineinander eingreifen und sehr große Flächen zur Drehmomentübertragung zur Verfügung stehen.
Aus dem in Fig.7 dargestellten Dreieck C-K-J,
welches auch im kleineren Maßstab in F i g. 5 erkennbar ist, wurde die Gleichung des Anspruches 1 abgeleitet,
die im Grenzfall kleiner Winkel (>■ < 3°) in die Gleichung
γ κ arc tg
/1-1
ίι ■ tg (i
übergeht.
Nach dieser Gleichung kann man für ein gewünschtes Verhältnis η=Ζ l/Z 2 der Zähnezahlen und für einen
gegebenen Winkel 2« zwischen den Zahnflanken 16,18 den Winkel γ ausrechnen, welchen die abgewickelten
Mittellinien X-X bzw. Y-C der beiden Zahnreihen miteinander einschließen.
Umgekehrt kann man beispielsweise, ausgehend von einem gewünschten Winkel γ und einem gewünschten
Verhältnis n=Zl/Z2 der Zahnzahlen, den Winkel 2<x zwischen den Zahnflanken 16,18 berechnen. Die beiden
Zahnreihen unterscheiden sich nur durch die Zahnzahlen., durch die Zahnhöhen H sowie eventuell durch die
Form (eben oder konvex) der Flanken.
In bezug auf Fig. i wurde bereits gesagt, daß die
durch den Pfeil 12 symbolisierte Kraft im Bereich Cdie
Zähne ineinanderdrückt und durch ihren Umlauf um die Achse 4 der Scheibe 1 eine Kegelbewegung der
Schrägscheibe 2 bewirkt. Dieser Bewegungsmechanismus wird an Hand der F i g. 5 und 6 näher erläutert:
In F i g. 6 ist die Zahnreihe 8 mit ihren Flanken 16,18
dargestellt. Auch ist die Mittellinie C-X der Zahnreihe 8 eingezeichnet. Die Zahnreihe 10 ist durch ihre
Mittellinie Y- Y angedeutet, welche im Punkt C einen
Knick bildet. In diesem Punkt C drückt die Kraft 12 die beiden Zahnreihen ineinander. Die Bewegung der Kran
12 in Pfeilrichtung 13 in die Stellung 12a hätte eine Schwenkung der Mittellinie Y- Y der Zahnreihe 10 um
den Winkel γ in die Stellung Yi-Yi zur Folge. Hierbei
würde die Flanke 22 des Zahnes 10 in eine Stellung innerhalb des Zahnes 8 gelangen. Da dies praktisch
unmöglich ist, bewegt sich die Zahnreihe 10 um die Strecke t—d-a nach rechts, wobei sich die Kraft 12 um
die Basisbreite d eines Zahnes 10 nach links in die Stellung 12a bewegt
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Basisbreite d der Zahnreihe 10 größer als die Basisbreite a
der Zahnreihe 8. Dies hat, wie dargelegt, zur Folge, daß
sich die Zahnreihe 10 in umgekehrter Richtung (Drehsinn) bewegt wie die Kraft 12. Ist dagegen a
größer als d, so läuft die Zahnreihe 10 der Schrägscheibe 2 im gleichen Sinne um wie die Kraft 12.
Die anhand der Fi g. 5 und 6 erläuterte Bewegung in
einer Ebene dient nur zur Illustration der tatsächlich stattfindenden räumlichen Bewegung: Läuft die Kraft 12
auf einer Zylinderfläche um die Achse 4 der Scheibe 1 um, so beschreibt bei der Kegelbewegung der
Schrägscheibe 2 deren Achse 6 den Kegel der F i g. 2.
Die Zähne 10 stehen mit den Zähnen 8 im Eingriff; der Schnitt C rückt von einer Lücke zwischen zwei Zähren
8 jeweils zur nächsten weiter, wobei sich die Zahnreihv-n gegeneinander jeweils um den Betrag r(im Bodenmaß)
verschieben. Man erkennt, daß das Übersetzungsverhältnis / zwischen der Drehzahl der Kraft 12 einerseits
und der Drehzahl der Schrägscheibe 2 andererseits gleich dem Verhältnis zwischen der Basisbreite d eines
Zahnes 10 und der Verschiebung fist:
nc d _
na I
wobei ne = Eingangsdrehzahl na = Ausgangsdrehzahl. Das Eingangsdrehmoment Me und das Ausgangsdrehmoment
sind durch die Gleichung ne ■ Me = na ■ Ma miteinander verbunden.
ί s F i g. 8 zeigt ein besonders einfach aufgebautes
erfindungsgemäßes Getriebe mit nur zwei Scheiben i und 2. Ein derartiges Getriebe eignet sich weniger zur
Übertragung großer Drehmomente, sondern wird insbesondere zur Übertragung kleiner und mittlerer
Drehmomente eingesetzt und beispielsweise als Stellgetriebe für große Übersetzungen verwendet
Die Antriebswelle 32 ist im Lager 34 des Gehäuses 36 gelagert und trägt eine Lagerscheibe 38. Diese
Lagerscheibe 38 ist um den Winkel 90° -ß gegenüber der Antriebswelle 32 geneigt
Fluchtend mit der Antriebswelle 32 ist, am anderen Ende des Gehäuses (in F i g. 8 oben), die Abtriebswelle
42 im Lager 40 gelagert. Im inneren freien Ende 44 der Abtriebswelle 42 ist das innere freie Ende 46 der
Antriebswelle 32 im Lager 47 gelagert Vorteilhaft umgibt das Lager 40 konzentrisch das Lager 47.
Die Scheibe 1 ist mit dem Gehäuse 36 fest verbunden und dreht sich nicht Mit den Zähnen 8 der
gehäusefesten Scheibe 1 kämmen die Zähne 10 der Schrägscheibe 2.
Die Schrägscheibe 2 weist eine Innenzahnung 48 auf, welches mit auf dem freien Ende 44 der Abtriebswelle
42 stehenden Bogenzähnen 50 kämmt. Durch diese Bogenzahnkupplung wird die Drehung der Schrägscheibe
2 auf die Abtriebswelle 42 übertragen.
Dreht sich die Antriebswelle 32, so macht die Lagerscheibe 38 eine Kegelbewegung und drückt mit
'.lire; uir. der. Winke! 90° -ß gegenüber der A.ntriehK-welle
32 gezeigten Ringfläche 52 gegen die ihr parallele Unterfläche 54 der Schrägscheibe 2; der Andruck der
Ringfläche 52 gegen die Unterfläche 54 ist in F i g. 1 und 6 durch den Pfeil 12 symbolisiert Bei der Kegelbewegung
der Lagerscheibe 38 wird durch die Anlage der Flächen 52 und 54 die Schrägscheibe 2 zu einer
Kegelbewegung mit dem Kegelwinkel 2ß (vgl. F i g. 2) gezwungen. Die Drehzahl der Schrägscheibe 2 ist dabei
erheblich geringer als die Drehzahl der Lagerscheibe 38; die Umlaufrichtung kann, gemäß den Erläuterungen
zu F i g. 6, gleich oder entgegengesetzt sein. Die Zähne
10 der Schrägscheibe 2 laufen in der Zahnreihe 8 der gehäusefesten Scheibe 1 mit einer Drehzahl um, deren
Verhältnis zur Drehzahl der Antriebswelle 32 durch das Übersetzungsverhältnis /nach der Gleichung
ι —
\-n \-Z\IZl Zl-Z\
bestimmt ist
Diese Drehzahl wird über die Bogenzahnkupplung 48/50 der Abtriebswelle 42 mitgeteilt
Bei der Drehung der Lagerscheibe 38 wirkt auf die Antriebswelle 32 ein Biegemoment. Dieses wird durch
die beschriebene Lagerung 47 des freien Endes 46 der
709 617/404
Antriebswelle 32 im freien Ende 44 der Abtriebswelle 42 aufgenommen.
Die Zähne 8 der Scheibe 1 haben ebene Zahnflanken, wogegen die Zähne 10 der Schrägscheibe 2 leicht
konvex ausgebildet sein können.
F i g. 9 zeigt eine Kupplung, die an Stelle der in F i g. 8 dargestellten Kupplung zwischen der Schrägscheibe 2
und der Abtriebswelle 42 verwendbar ist. Die Bogenzahnkupplung 48/50 der F i g. 8 ist in F i g. 9 durch
eine kardanische Aufhängung der Schrägscheibe 2 in der Abtriebswelle 42 ersetzt. Hierbei umgibt die
Zahnreihe 10 die kardanische Aufhängung, was zur Folge hat, daß das übertragbare Drehmoment begrenzt
ist Zur Übertragung größerer Drehmomente ordnet man vorteilhaft die kardanische Aufhängung außerhalb
der Zahnreihe 10 an.
Eine Getriebeanordnung mit insgesamt drei Scheiben ist in F i g. 10 dargestellt. Eine Bogenzahnkupplung, eine
kardanische Aufhängung oder dergleichen ist nicht erforderlich, so daß die Übertragung großer Drehmomente
möglich ist:
Die Drehbewegung wird über das Antriebsrad 56 in die Getriebeanordnung eingeleitet. Dieses Antriebsrad
56 kann beispielsweise auf seiner Zylinderfläche 58 mit einem Keilriemen angetrieben oder mit einer Zahnung,
zur Anwendung eines Zahnradantriebes, versehen sein. Auch kann das Antriebsrad eine Antriebswelle tragen
oder als Handrad ausgebildet sein.
Innen weist das Antriebsrad 56 eine schräge Ringfläche 52 auf, welche um den Winkel β gegenüber
dem Antriebsrad 56 geneigt ist, bei Drehung des Antriebsrades 56 eine Kegelbewegung mit dem
öffnungswinkel 2 (90° -ß) beschreibt und derart gegen
die Unterfläche 54 der Schrägscheibe 2 drückt, daß auch deren Achse eine Kegelbewegung mit dem öffnungswinkel
2ß beschreibt (vgl. F i g. 2\
Mit den Zähnen 10 der Schrägscheibe 2 kämmen die Zähne 8 und 9 der miteinander koaxialen Scheiben 1 und
3. Die mathematische Achse 4 dieser beiden Scheiben 1 und 3 ist auch die mathematische Achse des
Antriebsrades 56 sowie dessen etwaiger Antriebswelle.
Die Zähnezahlen Z1, Z 3, Z2 der Zahnreihen 8,9 und
10 der Scheiben 1, 3 und 2 sind unterschiedlich. Die Züiniciaiii Z i der äuScrcn Scheibe ί isi um eine gan^e
Zahl q größer, die Zähnezahl Z3 der inneren Scheibe 3 ist um die gleiche ganze Zahl q kleiner als die Zähnezahl
Z2 der Schrägscheibe 2 (oder umgekehrt); nur unter dieser Bedingung sind die Winkel β und γ für das
Verhältnis der Scheiben 1 und 2 einerseits und das Verhältnis der Scheiben 3 und 2 andererseits praktisch
gleich. Je nachdem, ob man von den beiden koaxialen Scheiben 1 und 3 die äußere Scheibe 1 oder die innere
Scheibe 3 mit dem Gehäuse verbindet und somit festhält, erhält man zwei verschiedene Übersetzungsverhältnisse
zwischen der Antriebsdrehzahl des Antriebsrades 56 einerseits und der Abtriebsdrehzahl der
nicht festgehaltenen Scheibe 1 bzw. 3 andererseits. Die innere (3) der beiden koaxialen Scheiben trägt eine
Abtriebswelle 42, welche koaxial von der Abtriebshohlwelle 60 der äußeren (1) der beiden koaxialen Scheiben
umgeben ist. Je nachdem, welche der beiden koaxialen Scheiben festgehalten wird, ist an der anderen der
beiden koaxialen Scheiben, bzw. an der Abtriebswelle 42 oder der Abtriebshohlwelle 60, die abtreibende
Drehung abzunehmen.
Jeder mit den Zähnen 8 und 9 der koaxialen Scheiben 1 und 3 in Eingriff stehende Zahn 10 liegt mit einer
Flanke an einem Zahn S und mit der anderen Flanke an
einem Zahn 9. Die auf den Zahn 10 von den beider Zähnen 8 und 9 ausgeübten Kräfte heben sich auf. Wenr
die Flächen der Flanken dieser Zähne sowie die Radier der Scheiben der Gleichung
Fi ■ rl = F3 ■ r3
mit
Fl, F3 = Flächen der Flanken der Zähne 8,9,
ίο r I,r3 = Radien der Scheiben 1,3
ίο r I,r3 = Radien der Scheiben 1,3
genügen, ist der Druck auf jeweils zwei Flanken gleich.
Geht man davon aus, daß bei der Getriebeanordnung
der Fig.8 und 9 die Zähnezahlen Z 1=60 und Z2 = 59
sind, so berechnet sich das Übersetzungsverhältnis /wie folgt:
' 1-/1 1-Z2/Z1
Zi-Zl
60
60-59
60-59
Die Zähnezahlen der Getriebeanordnung der Fig. IC
seien Z1 =60; Z2-59; Z3 = 58. Hieraus berechnet sich
das Übersetzungsverhältnis /wie folgt:
a) bei festgehaltener Scheibe 3:
Z3 Zl Z3
Z3 Zl Z3
η =
Zi z\ zi'
Zl
.1-/1 1-Z3/Z1 Zl-Z3
-*°- = *° = 30
60-58 2
60-58 2
b) bei festgehaltener Scheibe 1:
Zl Z2 Zl
Zl Z2 Zl
/1 =
Zl
Z3
Z3
1-ZI/Z3 ~ Z3-Z1
58-60 -2
= — 29 .
Die Anordnung der F i g. 8 und 9, welche bevorzugt zur Übertragung kleiner und mittlerer Drehmomente
verwendbar ist, hat also ein relativ großes Überset-
zungsverhältnis. Die Anordnung der Fig. 10 dagegen,
welche sich zur Übertragung großer Drehmomente eignet, hat ein kleineres Übersetzungsverhältnis.
Je nachdem, welcher der vier drehenden Teile (drei Scheiben 1,2,3 und Antriebsrad 56) der Anordnung der
Fig. 10 festgehalten und welcher der vier drehenden Teile angetrieben wird, ergibt die Anordnung der
F i g. 10 zehn verschiedene Übersetzungsverhältnisse:
Fest- | Ange | Übersetzungsverhältnisse | /2/3 | 29 | 0,98 | / 1/2 |
60 gehaltenes | triebenes | 1 | 60 | |||
Teil | Teil | /1/3 | (-)58 | |||
1 | 56 | 30 | ||||
3 | 56 | (—) 29 | 1.017 | |||
65 2 | 56 | 30/(-): | ||||
56 | 1 | 1,038 | 1 | |||
56 | 3 | 0,96 | ||||
keines | 1 od. 2 | 1 | ||||
Die Getriebeanordnung der F i g. 11 gleicht insofern
der Anordnung der F i g. 10, als mit einer Schrägscheibe 2 zwei zueinander und um die Abtriebswelle 42 koaxiale
Scheiben 1 und 3 kämmen. Der Unterschied der Anordnung der Fig. 1! gegenüber der Anordnung der
Fig. 10 besteht im wesentlichen in der stabileren Ausbildung der Lager:
Die Drehung wird über die Antriebswelle 32 eingeleitet, welche im Lager 34 im Gehäuse 36 gelagert
ist. Die Abtriebswelle 42 ist im Lager 40 im Gehäuse 36 gelagert. Die Antriebswelle 32 reicht mit ihrem freien
Ende 46 in die hohle Abtriebswelle 42 bis in den Bereich des Lagers 40 und ist dort im Lager 47 gelagert. Die auf
die Antriebswelle 32 durch die Kegelbewegung der Lagerscheibe 38 ausgeübten Biegemomente werden auf
diese Weise über die Lager 34, 47 und 40 auf das Gehäuse 36 übertragen.
Die schräge Ringfläche 52 der Lagerscheibe 38 ist gegenüber der Antriebswelle 32 um einen Winkel
90° ~j3 geneigt. Die Ringfläche 52 der Lagerscheibe 38 drückt auf die Unterfläche 54 der Schrägscheibe 2 und
treibt diese zu einer Kegelbewegung um ihre Achse 6 an. Hierbei läuft die Zahnreihe 10 der Schrägscheibe 2 in
der Zahnreihe 8 der mit dem Gehäuse 36 fest verbundenen Scheibe 1. Dies hat zur Folge, daß die
innere Scheibe 3 der beiden koaxialen Scheiben 1 und 3 von der Kegeldrehbewegung (um die Achse 6) der
Schrägscheibe 2 gedreht wird. Die innere Scheibe 3 ist starr mit der Abtriebswelle 42 verbunden, deren
Drehzahl zu der Drehzahl der Antriebswelle 32 in einem Übersetzungsverhältnis steht, welches durch die Zähne
zahlen der drei Zahnreihen S, 9 und eventuell 10 bestimmt ist.
Die Lager 34, 40 und 47 nehmen die radial zu den Wellen 32 und 42 wirkenden Kräfte auf. Zur Ableitung
von Kräften, die in Längsrichtung dieser beiden Wellen wirken, ist einerseits die Lagerscheibe 38 über das
Stützlager 102 unten im Gehäuse 36 und andererseits die Scheibe 3 über das Stützlager 104 oben im Gehäuse
36 in Richtung der Wellen abgestützt.
Fig. 12 zeigt schematisch und in Aufsicht jeweils etwa ein Drittel der beiden Zahnreihen 8 und 9 der
zueinander koaxial angeordneten Scheiben ι und 3 der Fig. 10 und 11. Man erkennt, daß die Innenwinkel 24
der beiden Zahnreihen 8,9 infolge der unterschiedlichen Zähnezahlen nur an einer einzigen Stelle miteinander
fluchten; genau an dieser Stelle ist ein Zahn 10 der Schrägscheibe 2 strichpunktiert angedeutet, um zu
zeigen, wie dieser Zahn 10 die beiden Zahnreihen 8 und 9 übergreift
Mit Punkten hervorgehoben sind jeweils diejenigen ebenen Flanken der Zähne 8 und 9, welche jeweils einen
Zahn 10 umfassen. Die Flanken dieses Zahnes 10 können leicht konvex ausgebildet sein, um gemäß F i g. 4
immer ein Anliegen an den Flanken der Zähne 8 und 9 zu ermöglichen.
Die wesentlichen konstruktiven Unterschiede zwischen einer HIRTH-Verzahnung und der erfindungsgemäßen
Getriebeanordnung sind der perspektivischen Darstellung der F i g. 12 zu entnehmen:
1. Ebenso wie dies in Fig. 12 für zwei koaxiale
Zahnreihen 8 und 9 dargestellt ist, sind auch zwei ineinander eingreifende Zahnreihen bei der erfindungsgemäßen
Getriebeanordnung mit unterschiedlichen Zahnzahlen versehen.
2. Die Verlängerungen der Innenwinkel 24 und aller Flankenlinien (beispielsweise der Höhenhaibierenden
AF. ECgemäß F i g. 1) jedes Zahnes der festen Scheibe 1
(Fig. 1) schneiden sich in Punkten, die auf einer Kreislinie f-Fliegen, welche die Basislinie des in F i g. 2
dargestellten Kegels ist, wogegen die entsprechenden Schnittpunkte der Schrägscheibe 2 in einem einzigen
Punkt £bzw. F zusammenfalten.
Statt der an Hand der Fig.3 und 4 beschriebenen
konvexen Ausbildung der Zähne 10 ist es auch möglich, diese gemäß Fig. 13 schwenkbar auszubilden:
Fig. 13 zeigt eine Darstellung ähnlich F i g. 4, nämlich
iü einen Schnitt längs einer zylindrischen Schnittfläche
Q-Q in Fig. 12, welche dann in die Zeichenebene
abgewickelt wurde. Zwischen den ebenen Flanken jeweils zweier Zähne 8 (mit Kreuzchen hervorgehoben)
und 9 (mit Ringen hervorgehoben) sitzt ein um die (durch eine Kreislinie in Fig. 13 symbolisch angedeutete)
Schwenkachse 106 schwenkbarer Zahn 10 der Schrägscheibe 2. Da der schwenkbare Zahn 10 jeweils
von beiden Seiten von je einer angelegten Flanke (Fig. 12) jeweils eines Zahnes 8bzw.9 beaufschlagt ist,
:o wirkt auf die Schwenkachse 106 kein Kippmoment. Es
besteht somit keine Gefahr einer Verbiegung dieser Schwenkachse. Der schwenkbare Zahn 10 wird dort auf
Scherung beansprucht, wo die Beaufschlagung durch den Zahn 8 in die Beaufschlagung durch den Zahn 9
übergeht.
Fig. 14 zeigt einen Detail XVI aus Fig. 11 in
vergrößerter Ansicht, jedoch mit schwenkbarer Anordnung des Zahnes 10. Man erkennt, daß die konisch
ausgebildete Schwenkachse 106 mit ihren Enden 107 und 108 in Lagern 109 bzw. 110 der Schrägscheibe 2
gelagert ist. Die Zähne 9 und 8 der miteinander koaxialen Scheiben 1 und 3 sind gestrichelt angpdeutet.
Eine Ansicht des in F i g. 14 dargestellten schwenkbaren Zahnes in Richtung seiner Schwenkachse ist in
3s Fig. 15 dargestellt: Man blickt auf das im Lager 110
gelagerte Ende 108 der Welle 106. Man erkennt weiterhin den Flansch 114, hinter dem der konische
Abschnitt der Welle 106 beginnt, der schließlich in das hintere Ende 107 ausläuft, das in Fig. 15 als innere
gestrichelte Kreislinie dargestellt ist. Der Zahn 10 selbst wird von auG^n nach innen schmaler. Die äußere
Dreieckkontur des Zahnes 10 ist in Fig. 15 mit 103, die innere Kontur nut iuSbc^cichiitU.
Man erkennt, daß die beiden Konturlinien 103 und die
4S beiden Konturlinien 105 sich rechts in je einer Spitze
schneiden würden, daß diese Spitze jedoch abgefaßt ist, Jeder Kontur 103 bzw. 105 ist eine Basislinie d 103 bzw.
c/105 zugeordnet. Der Abstand des Schnittpunktes der
beiden Konturlinien 103 von der Basislinie c/103 ist die
so Höhe H 103; der Abstand des Schnittpunktes der beider
Konturlinien 105 von der Basis d 105 ist die Höhe H 105
Beide Höhen //103 und //105 werden durch die
mathematische Achse 106 der Schwenkachse des Schwenkzahnes IO genau halbiert Dies ist auch ii
ss Fig. 13dargestellt
Es wurde gesagt, daß jeder Schwenkzahn an jede
seiner beiden Flanken eine Abstützung durch jeweil eine Flanke eines Zahnes 8 oder 9 benötigt, damit e
nicht in undifinierter Weise um seine Schwenkachse 1Oi pendelt. Immer erfüllt ist diese Bedingung für diejenige:
Zähne 10, die mit den miteinander koaxialen Zahnreihe! in Eingriff stehen. Diese Bedingung ist jedoch nich
erfüllt für diejenigen wenigen Zähne, die (vgl. Fig.
unten) nicht mit anderen Zähnen in Eingriff stehei
6s Diese Zähne könnten um die Schwenkachse 106 i
unerwünschter Weise pendeln, so daß sie beim weitere u'miauf nichi sofort wieder in der passenden Stellun
ständen, in der sie in die Lücke zwischen zwei Zähnen
und 9 passen. Dies könnte zu Störungen des Betriebes führen, welche jedoch durch die in Fig. 16a und 16b
dargestellten Steueranordnungen vermieden werden:
Jeder schwenkbare Zahn 10 trägt einen Bolzen 112 bzw. 113, der lose in einer Durchbrechung des
Führungsringes 110 bzw. 111 sitzt Der Führungsring kann stirnseitig (Fig. 16a) oder peripher außen
(Fig. 16b) an den Zähnen 10 angebracht sein, je nachdem, wo Platz für ihn ist Die Winkelstellung der im
Eingriff stehenden Zähne 10 wird durch diesen ι ο Führungsring den wenigen nicht im Eingriff stehenden
Zähnen mitgeteilt, so daß diese, wenn sie wieder in Eingriff kommen, von vornherein in der richtigen
Einstellung stehen.
Sind die Zähnezahlen der Zahnreihen 8 und 9 sehr unterschiedlich, so kann es erforderlich sein, den Winkel
2<x zwischen den Zahnflanken (vgL Fig.5) bei den
beiden Zahnreihen 8 und 9 unterschiedlich zu machen.
Entsprechend unterschiedlich muß dann dieser Winkel bei den beiden Abschnitten 10a und 10Zj (vgl.
Fig. 17) des schwenkbaren Zahnes 10 sein. In diesem Falle kann es herstellungstechnisch günstig seii\ gemäß
Fig. 17 den Bereich 10a des schwenkbaren Zahnes 10 mit der Schwenkachse 10 einteilig auszubilden, so daß
der Bereich 10/? gegenüber der Schwenkachse 106 und somit gegenüber dem Bereich 10a schwenkbar ist. Bei
dieser Ausführung schwenken also die Bereiche 10a und
106 unabhängig voneinander.
Bei der Getriebeanordnung der Fig. 18 ist die Antriebswelle 32 im Gehäuse 36 in einem Lager 34
gelagert. Das freie Ende 46 der Antriebswelle 32 ist mit einem Lager 47 im hohlen Ende der Abtriebswelle 42
gelagert, die mit der Antriebswelle 32 koaxial (mathematische Achse 4) angeordnet ist
Mit der Abtriebswelle 42 ist die innere (3) von drei koaxialen Scheiben 3, la und ib einteilig ausgebildet.
Die mittlere Scheibe la der drei koaxialen Scheiben ist
mit einer Hohl-Abtriebsweile 60a einteilig ausgebildet,
wogegen die äußere Scheibe \b der drei koaxialen Scheiben mit dem Gehäuse 36 einteilig ausgebildet und
somit festgehalten ist. Die Abtriebswelle 42 ist in der Hohl-Abtriebswelle 60a mittels eines Lagers 40
gelagert, wogegen die Hohl-Abtriebswelle 60a im Gehäuse 36 in einem Lager 41 gelagert ist. Die drei
Zahnreihen 9,8a und %b der drei miteinander koaxialen
Scheiben 3, la und \b kämmen mit den schwenkbaren Zähnen 10 der Schrägscheibe 2. Diese schwenkbaren
Zähne 10 sind in der Schrägscheibe 2 in Lagern 108 und
107 so gelagert, wie dies in F i g. 14 dargestellt ist. Auch
ist in Fig. 18 die Steueranordnung 112/115der Fig. 16a
dargestellt, welche diejenigen Zähne 10, die mit den Zähnen 9, 8a und 8b nicht im Eingriff stehen (Fig. 18,
rechts), in der passenden Stellung anhalten, damit sie, wenn sie bei der weiteren Drehung wieder in Eingriff
kommen, gleich in der richtigen Stellung stehen und den Bewegungsablauf nicht behindern.
Bei den bisherigen Ausfuhrungsbeispielen waren die Flächen 52 und 54, mit welcher die Kegelbewegung dei Lagerscheibe 38 auf die Schrägscheibe 2 übertrager wird, parallel zur Lagerscheibe 38 angeordnet. Bein Ausführungsbeispie! der Fig. 18 jedoch sind dies« Flächen 52 und 54 parallel zur Achse 6 dei Schrägscheibe 2 angeordnet, um in einem Ausführungs beispiel auch diese Möglichkeit darzustellen, die be großen Winkeln β konstruktive Vorteile aufweist
Bei den bisherigen Ausfuhrungsbeispielen waren die Flächen 52 und 54, mit welcher die Kegelbewegung dei Lagerscheibe 38 auf die Schrägscheibe 2 übertrager wird, parallel zur Lagerscheibe 38 angeordnet. Bein Ausführungsbeispie! der Fig. 18 jedoch sind dies« Flächen 52 und 54 parallel zur Achse 6 dei Schrägscheibe 2 angeordnet, um in einem Ausführungs beispiel auch diese Möglichkeit darzustellen, die be großen Winkeln β konstruktive Vorteile aufweist
F i g. 19 zeigt ein Kupplungs-, Schalt- und Steuer-Ge
triebe.
Mit der Antriebswelle 32 ist die innere Scheibe 3 dei
beiden koaxialen Scheiben 1 und 3 drehfest verbunden im dargestellten Ausführungsbeispiel sogar einteilig
ausgebildet Die äußere Scheibe 1 der beiden koaxialer Scheiben 1 und 3 ist mit der Abtriebswelle 42 drehfesl
verbunden.
Die Schrägscheibe 2 ist gegenüber der Antriebswelle 32 um den Winkel 90° -ß geneigt Ihre Unterfläche 54
wird von der schrägen Ringfläche 52 der Lagerscheibe 38 beaufschlagt, die in Lagern 39 und 391 gegenüber der
Antriebswelle 32 frei drehbar gelagert ist
In der dargestellten Stellung wird die Drehung der
Antriebswelle 32 über die innere koaxiale Scheibe 3,
deren Zahnreihe 9, die Zahnreihe 10 der Schrägscheibe 2, die Zahnreihe 8 der äußeren koaxialen Scheibe 1 auf
die Abtriebswelle 42 ohne jedes Obersetzungsverhältnis übertragen, so daß in dieser dargestellten Stellung die
Anordnung als Kupplung funktioniert Keines der vier drehbaren Teile (koaxiale Scheiben 1 und 3, Schrägscheibe
2, Lagerscheibe 38) ist festgehalten.
Die Lagerscheibe weist eine äußere konische Ringfläche 71 auf, der die innere konische Ringfläche 72
eines Bremsringes 74 gegenübersteht Diese Bremsring wird durch ölbeaufschlagung 76 gegen die Kraft einer
Feder 78 in F i g. 19 in einer Stellung gehalten, in der die beiden konischen Flächen 71 und 72 sich nicht berühren.
Läßt man öl bei 76 ab, so drückt die Feder 78 den Ring 74 gegen das entweichende öl nach oben und, je nach
dem Anlagedruck zwischen den Flächen 72 und 71, tritt eine mehr oder minder starke Abbremsung der
Lagerscheibe 38 ein. Wird diese Lagerscheibe 38 vollständig abgebremst wobei nur eine geringe Reibung
zur Überwindung der rollenden Reibung zwischen der Schrägscheibe 2 und der Lagerscheibe 38 genügt, so
arbeitet die dargestellte Anordnung als Getriebe mit dem Übersetzungsverhältnis /—Z3/Z1. Durch mehr
oder minder vollständiges Abbremsen der Lagerscheibe 38 lassen sich zwischen diesem Übersetzungsverhältnis i
und dem Übersetzungsverhältnis 1, also der Funktion als Kupplung, alle beliebigen Übersetzungsverhältnisse
kontinuierlich wählen.
Die in Fig. 19 dargestellte Anordnung ermöglicht es somit, von einer Arbeitsstellung als Kupplung (Übersetzungsverhältnis
1) kontinuierlich über beliebig viele Zwischenstellungen (teilweises Abbremsen der Lagerscheibe
38) bis zu einem maximalen Übersetzungsverhältnis (Stillstand der Lagerscheibe 38) überzugehen.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Planetenrädergetriebe mit einer umlaufenden verzahnten Schrägscheibe, die sich an mindestens
einer weiteren verzahnten Scheibe abstützt, wobei deren Radialebenen miteinander einen Winkel β
einschließen und auf deren Stirnseiten außen ungleiche Anzahlen von im wesentlichen dreieck-
bzw. trapezförmigen Zähnen auf Kegelflächen ι ο vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß alle Zahnflankenlinien jedes Zahnes (8) der weiteren verzahnten Scheibe (1, 3) sich in Punkten
schneiden, die auf einem Kreis (E-F)\im die Achse (4)
dieser Scheibe (1,3) liegen, wobei der Kreis (E-F)bti ι s
der Kegelbewegung der Schrägscheibe (2) von einem Punkt (E) beschrieben wird, in dem sich alle
Flankenlinien jedes Zahnes (10) der Schrägscheibe (2) schneiden, und wobei für den Winkel γ zwischen
den abgewickelten Radialebenen (A-Cbzw. B-C)der
Zahnreihen der Scheiben gilt:
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Also Published As
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