DE2519115A1 - Getriebe - Google Patents

Description

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HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DlPL-PHYS. DlPL.-ING.

Harry Stirland p-sti-11

BB/P

Getriebe (Zu&atz zur Anmeldung P 2J 18 840.1)

Die Erfindung betrifft ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch diese Erfindung soll das aus der Stammanmeldung P 25 18 84o.l bekanntgewordene Getriebe verbessert oder abgewandelt werden. Dieses Getriebe zeichnet sich aus durch ein Getriebeelement, das drehbar in einer Halterung gelagert ist, eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle, die jeweils drehbar in dem Getriebeelement gelagert sind, eine Übersetzungsanordnung, die drehbar in dem Getriebeelement gelagert und zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle eingeschaltet ist, sowie durch Mittel zur Steuerung der Drehzahl des Getriebeelements zur Regulierung der Drehzahl der Antriebswelle.

Das erfindungsgemäße Getriebe wird durch den Anspruch 1 dargestellt

Vorzugsweise ist.die geringste Geschwindigkeit Null. Die maximale Geschwindigkeit hat vorzugsweise einen Wert, der größer als die Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle ist.

Das Steuerzahnrad ist vorzugsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad angeordnet, wobei es auf einer Portsetzung von entweder der Antriebs- oder Abtriebswelle drehbar angeordnet ist.

Vorteilhafterweise werden die Zahnräder so bemessen« wenn das die Zahnräder aufnehmende Gehäuse feststeht» daß sich die Abtriebs

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D-707 SCHWÄBISCH CMUNiD GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÖNCHEN 70

Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank München 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89

H. SCHROETER Telegramme: Sdiroepat Schwäbisch Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Schroepat

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welle rait einer größeren Geschwindigkeit als die Antriebswelle und in der gleichen Richtung dreht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig.l. zeigt eine Seitenansicht des Getriebes.

Fig.2 zeigt eineischematischen Längsschnitt des Getriebes gemäß Fig.l mit einem Teil des Getriebegehäuses.

Das Getriebe 10 hat eine Antriebswelle 11, eine koaxial zur Antriebswelle 11 angeordnete Abtriebswelle 12 und ein Gehäuse Ij5, welches drehbar auf der Antriebs- und Abtriebswelle mit Lagern 16 und 17 angeordnet ist.

Gemäß Fig.2 ist das eine Ende der Antriebswelle 11 in einem Zapfenlager 14 gelagert, welches an einem Ende der Abtriebswelle 12 vorgesehen ist.

Ein erstes Zahnrad l8 ist fest auf der Antriebswelle 11 angeordnet, so daß es sich mit ihr dreht. Ein Steuerzahnrad, welches aus einer Zahnradgruppe I9 besteht, ist mit einem Lager 20 drehbar auf der Antriebswelle 11 angeordnet«, Ein zweites Zahnrad 21 ist fest mit der Abtriebswelle 12 verbunden, so daß es sich mit dieser dreht.

Das erste Zahnrad 18, die Zahnradgmppe 19 und das zweite Zahnrad 21 sind zwischen Seitenplatten 13a,, IJb des Gehäuses I3 angeordnet.

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Eine erste Zahnradverbindung stellt eine Antriebsverbindung zwischen dem ersten Zahnrad und dem Steuerzahnrad her, und hat eine Zahnradgruppe 26, die drehbar auf einer Welle 28 eines Bolzen 29 mittels eines Nadel- oder Rollenlagers(dieses ist nicht dargestellt) angeordnet ist. Die Zahnradgruppe 26 besteht aus einem mit einem Zahnrad 18 kämmenden Zahnrad 26a und einem mit einem Zahnrad 19a der Zahnradgruppe 19 kämmenden Zahnrad 26b.

Eine zweite Zahnradverbindung stellt eine Antriebsverbindung zwischen dem Steuerzahnrad und dem zweiten Zahnrad her und hat eine zweite Zahnradgruppe jjl, die drehbar auf einer Welle 32 eines Bolzens „ 30 angeordnet ist, der gegenüber dem Bolzen verläuft. Die zweite Zahnradgruppe Jl hat ein mit dem Zahnrad 19b der Zahnradgruppe I9 kämmendes Zahnrad 31a und ein mit dem zweiten Zahnrad 21 kämmendes Zahnrad 3lb.

Die Bolzen 29 und 30 dienen auch dazu, die Platten 13a und 13b fest miteinander zu verbinden, so daß sie sich gemeinsam miteinander drehen können. Abstandselemente 34 sind vorgesehen, um für den entsprechenden Abstand zwischen den Zahnradgruppen 26 und 31 und den Platten 13a und 13b zu sorgen. Zusätzliche Bolzen (diese sind nicht dargestellt) können vorgesehen sein, um die Platten 13a und 13b miteinander zu verbinden.

Gemäß Fig.2 kann das Getriebe in einem Gehäuse 40 angeordnet sein, welches das Getriebe 10 vollkommen umgeben kann. 3s kann teilweise mit einem geeigneten Schmieröl gefüllt sein. Vorzugsweise sollte das die Zahnräder tragende Gehäuse radial verlaufende Flügel haben, die in das öl eintauchen und dazu dienen, bei der Drehung öl zu fördern. Die Größe der verschiedenen Zahnräder ist so gewählt, daß die Zahnradgruppe I9 von der Antriebswelle 11 mit einer geringeren Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, wenn das Gehäuse I3 feststeht, das heißt die

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Zahnräder 18, 26a, 26b und 19a bilden ein Untersetzungsgetriebe. Ferner sollten die Zahnräder so ausgelegt sein, daß die Zahnradgruppe 19 die Abtriebswelle 12 mit einer größeren Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit der Zahnradgruppe 26 antrei bt und vorzugsweise mit einer größeren Drehgeschwindigkeit als die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 11, die die Zahnradgruppe 19 antreibt.

Im folgenden wird die Dimensionierung für geeignete Zahnräder angegeben.

Beispiel

Zahnrad	Anzahl der Zahne
18	33
26a	32
26b	30
19a	35
19b	38
31a	27
31b	33
21	32

Bei dem oben angegebenen Beispiel ist die Zahnteilung bei allen Zahnrädern die gleiche, wobei jedoch die Anzahl der Zähne eines jeden Zahnrades verändert werden kann, wenn dieses erwünscht ist, solange das gleiche Verhältnis zwischen kämmenden Zahnrädern aufrechterhalten wird. Die oben angegebene Anzahl der Zähne soll als Hinweis für die relative Größe der Zahnräder dienen.

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Obiges Beispiel gibt eine maximale Übersetzung zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle im Schongang (Overdrive) von ungefähr 12,5^.

Die Arbeitsweise des Getriebes IO wird im folgenden in Bezug auf eine Anordnung mit den oben angegebenen Zahnrädern beschrieben.

Beim Arbeitseinsatz dreht sich die Antriebswelle 11 im wesentlichen mit der gleichen Umdrehungsgeschwindigkeit unabhängig von der sich ändernden Belastung an der Abtriebswelle 12, wobei deren Umdrehungsgeschwindigkeit von der an ihr wirkenden Belastung abhängt.

Wenn das von der Antriebswelle 11 an der Zahnradgruppe 19 wirkende Drehmoment entgegengesetzt gleich demjenigen ist, das von der Abtriebswelle 12 an eine Last abgegeben wird, dann ist eine Bedingung für einen direkten Antrieb gegeben,und die Antriebs- und Abt-riebswelle drehen sich mit der gleichen Umdrehungsgeschwindigkeit. Unter diesen Umständen sind das erste und das zweite Zahnrad 18 und 21 wirkungsvoll durch die Zahnradgruppen 19, 26 und 31 miteinander verbunden, wobei sich die gesamte Anordnung zusammen mit dem Gehäuse IJ mit der Geschwindigkeit der Antriebswelle dreht.

Wenn das von der Abt-riebswelle erzeugte Drehmoment kleiner als das von der Antriebswelle erzeugte ist, wird die Abtriebswelle in der gleichen Richtung mit einer größeren Geschwindigkeit als die Antriebswelle aufgrund der gesamten Zahnradübersetzung der Zahnräder 19b, 3Ia, 31b und 21 angetrieben, so daß die Bedingung eines Schonganges (Overdrive) wirkungsvoll vorherrscht. Das Gehäuse sollte theoretisch feststehen, jedoch wird in Wirklichkeit auf dieses ein Drehmoment ausgeübt, so daß es sich in der gleichen Richtung wie die Antriebswelle dreht.

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Wenn das von der· Abtriebswelle erzeugte Drehmoment größer als das an der Antriebswelle erzeugte ist, dreht sich das Gehäuse Ij5 aufgrund der Zahnräder in der gleichen Richtung wie die Antriebswelle,um den an der Zahnradgruppe I9 auftretenden Drehmomentunterschied auszugleichen. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Gehäuses IjJ hängt von dem Drehmomentunterschied ab, der von der Zahnradgruppe I9 herrührt, so daß sich das Gehäuse um so schneller dreht je größer der Unterschied ist. Je schneller sich das Gehäuse dreht um so größer ist die Verringerung der effektiven Übersetzung zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle. Wenn die Last so stark zunimmt, daß die Abtriebswelle feststeht, dreht sich das Gehäuse mit maximaler Geschwindigkeit, wobei die Antriebswelle nur das Gehäuse antreibt,so daß keine Kraftübertragung erfolgt. Wenn durch zusätzliche Antriebseinrichtungen (diese sind nicht dargestellt) das Gehäuse sich schneller als mit maximaler Geschwindigkeit dreht, dann wird die Abtriebswelle in zur Antriebswelle entgegengesetzten Richtung angetrieben.

Wenn die Abtriebswelle eine große Last antreiben soll (z.B. ein Schwungrad),kann die mit der Antriebswelle verbundene Maschine gleich mit maximaler Geschwindigkeit anlaufen, woraufhin das Getriebe die Geschwindigkeit des Schwungrades nach und nach erhöht, bis es sich mit der erwünschten, maximalen Geschwindigkeit dreht. Infolgedessen kann das Getriebe als ein automatisches Getriebe in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, wobei die Antriebswelle mit dem Motor über eine bekannte Kupplung und die Abtriebswelle mit den Rädern des Fahrzeuges verbunden ist. Die Kupplung ist nicht unbedingt notwendige jedoch dient sie dazu.., den Antrieb von öera Motor auf das Getriebe zu unterbrechen_o

Sine andere Verwendungsmöglichkeit ergibt sich aus der Tatsache., wenn die anzutreibende Last ütesr die Abtrlebsweile 12 und

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die Zahnradgruppe I9 nicht ein Drehmoment erzeugt, welches größer als das von der Antriebswelle erzeugte ist, die Last sofort mit maximaler Geschwindigkeit angetrieben wird. Infolgedessen kann das Getriebe bei einer Antriebsvorrichtung für z.B. eine Bohrmaschine verwendet werden. Vor dem Bohren dreht sich der Bohrer mit maximaler Geschwindigkeit, wobei sich Jedoch beim 3ohren die Geschwindigkeit automatisch durch das Getriebe verändert, um den durch den Werkstoff erzeugten Bohrwiderstand auszugleichen. Wenn der Bohrwiderstand zu groß wird, ermöglicht das Getriebe automatisch, daß der Bohrer stillsteht, während der Antriebsmotor weiter mit normaler Geschwindigkeit laufen kann.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß in den Fällen, in denen große Lasten vorhanden sind wie z.B. bei Antriebsvorrichtungen für Lokomotiven,mehrere Getriebe hintereinander geschaltet werden können, um diesen Lasten gerecht zu werden.

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Claims (8)

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   PATENTANSPRÜCHE

   Getriebe mit einem Getriebeelement, das drehbar in einer Halterung gelagert ist, einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle die jeweils drehbar in dem Getriebeelement gelagert sind, mit einer Übersetzungsanordnung, die drehbar in dem Getriebeelement gelagert und zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle eingeschaltet ist, sowie durch Mittel zur Steuerung der Drehzahl des Getriebeelements zur Regulierung der Drehzahl der Abtriebswelle (nach Patentanmeldung P 2j5 18 840.1), dadurch gekennze lehnet, daß die Antriebswelle (11) und die Abtriebswelle (12) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei diese Wellen ein Zahnradgehäuse (I3) drehbar tragen, und daß ein erstes Zahnrad (18) fest auf der Antriebswelle, ein zweites Zahnrad (21) fest auf der Abtriebswelle und ein Steuerzahnrad(19) koaxial zur Antriebswelle und relativ zu dieser drehbar angeordnet sind, und daß durch eine erste in dem Zahnradgehäuse drehbare Zahnradübersetzung (26) eine Verbindung zwischen dem ersten Zahnrad und dem Steuerzahnrad eine Antriebsverbindung und durch eine zweite in dem Zahnradgehäuse drehbare Zahnradübersetzung (31) eine Antriebsverbindung zwischen dem Steuerzahnrad und dem zweiten Zahnrad hergestellt ist, wobei durch die erste und die zweite Zahnradübersetzung das Gehäuse in einer zur Dreh richtung der Antriebswelle entgegengesetzten Drehrichtung drehbar ist, und daß durch das erste Zahnrad, die erste Zahnradübersetzung und das Steuerzahnrad eine Verringerung der Drehgeschwindigkeit von dem ersten Zahnrad zum Steuerzahnrad erfolgt, und durch das Steuerzahnrad, die zweite Zahnradübersetzung und das zweite Zahnrad eine Ver-

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   größerung der Drehgeschwindigkeit von dem Steuerzahnrad zu dem zweiten Zahnrad erfolgt, wobei der Wert der Vergrößerung der Umdrehungsgeschwindigkeit größer als der Wert der Verringerung Ist, und daß durch das Getriebe bei einer vorgegebenen Umdrehungsgeschwindigkeit der Antriebswelle automatisch die Umdrehungsgeschwindigkeit der Abtriebswelle zwischen einer maximalen und einer minimalen Umdrehungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der an der Abtriebswelle wirkenden Last einstellbar ist.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Steuerzahnrad (19) zwischen dem ersten (18) und dem zweiten (21) Zahnrad angeordnet ist,
3. 3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerzahnrad (19) drehbar auf einer Fortsetzung der Antriebs- oder Abtriebswelle angeordnet ist.
4. 4. Getriebe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Steuerzahnrad(l9) aus zwei verschieden großen Zahnrädern (19a, 19b) zusammensetzt, die miteinander zur gemeinsamen Drehung verbunden sind.
5. 5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennze lehnet, daß die erste Zahnradübersetzung (26) und die zweite Zahnradübersetzung (31) je zwei verschieden große Zahnräder (26a, 26b; jjla, 51b) haben, die miteinander zur gemeinsamen Drehung um eine gemeinsame Achse verbunden sind.
6. 6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Zahnräder (26a ) der ersten Zahnradübersetzung (26) mit dem ersten Zahnrad (18) und das andere (26b) mit

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   einem (19a) des Steuerzahnrades (19) kämmt, und daß eines (31a) der Zahnräder der zweiten Zahnradübersetzung (51) mit dem anderen Zahnrad (19b) des SteuerZahnrades (19) und das andere (j5lb) mit dem zweiten Zahnrad (21) kämmt, wobei die relative Größe der kämmenden Zahnräder der ersten Zahnradübersetzung (26) und des SteuerZahnrades (19) ungefähr 30 : 35 und die relative Größe der kämmenden Zahnräder des Steuerzahnrades (19) und der zweiten Zahnradübersetzung (31) ungefähr 38 : 27 beträgt.
7. 7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die relative Größe des ersten Zahnrades (l8) und des Zahnrades (26a) der ersten Zahnradübersetzung (26) 33 : 32 beträgt und die relative Größe des zweiten Zahnrades (21) und des Zahnrades (31b) der zweiten Zahnradübersetzung (3I) ungefähr 32 : 33 beträgt.
8. 8. Getriebe für eine Werkzeugmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eines gemäß den vorhergehenden Ansprüchen ist.

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