DE268039C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 268039 KLASSE 47Λ, GRUPPE

JAMES JOSEPH MYERS in THURLES, Irland. Umlaufräder-Wechsel- und -Wendegetriebe.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1911 ab.

Die Erfindung betrifft ein Umlaufräder-Wechsel- und -Wendegetriebe zum Umwandeln einer gleichbleibenden Drehbewegung in eine Drehbewegung mit veränderlicher Geschwindigkeit und gleichem oder verschiedenem Sinne unter Benutzung eines Planeteniadgetriebes, bei dem die Drehung der Planetenräder um die eigene Achse durch Verstellen eines Exzenters verändert werden kann. Das Wesen der Neuerung besteht darin, daß die Planetenräder in einer Richtung frei drehbar auf ihre Naben aufgesetzt und letztere mit Armen ausgestattet sind, die durch das umlaufende Exzenter hin und her geschwungen werden.

Auf der Zeichnung zeigt Fig. ι das Planetenradgetriebe in Seitenansicht und teilweisem Schnitt; Fig. 2 stellt teils eine Stirnansicht desselben nach Wegnahme der einen Gehäusewand, teils einen Schnitt nach Linie X-X der Fig. ι dar; Fig. 3 zeigt eine Einzelheit; die Fig. 4 und 5 zeigen Schnitte nach der Linie Y-Y in Fig. 1 mit verschiedenen Stellungen des Exzenters; die Fig. 6 bis 8 stellen Einzelheiten in größerem Maßstabe dar; Fig. 9 ist eine Gesamtansicht der neuen Vorrichtung; die Fig. 10, 11 und 12 zeigen andere Ausgestaltungen der Einrichtungen gemäß den Fig. 4, 5 und 1; die Fig. 13 bis 20 veranschaulichen Einrichtungen, mit denen die Exzentrizität des Exzenters verändert

^C3o werden kann, während das Planetenradgetriebe umläuft.

Das Planetenradgetriebe nach den Fig. 1 bis 8 ist folgendermaßen eingerichtet: Das Sonnenrad 1 ist auf eine Hohlwelle 2 aufgekeilt.

Durch letztere ist eine Welle 3 frei hindurchgeführt, auf welche der Planetenradträger 4 aufgekeilt ist. Dieser wird bei der dargestellten Ausführungsform durch zwei Dreiecke gebildet, von denen das eine auf die Welle 3 aufgekeilt und das andere auf der Hohlwelle 2 lose drehbar ist. Die beiden Dreiecke sind durch Bolzen 5 verbunden, auf welche die Naben 6 der Planetenräder 7 aufgesetzt sind. (Fig. 1 und 2). Die Nasen und die Zahnkränze der Planetenräder sind nicht starr miteinander verbunden, sondern zwischen sie sind nur in einem Sirine wirksame Klinkenkupplungen 8 (Fig. 8) eingeschaltet. Auf die Nabe jedes Planetenrades 7 sind je zwei Arme 9 (Fig. 6, 7) aufgekeilt, die an ihren freien Enden durch einen Bolzen 10 verbunden sind. Auf diesen Bolzen ist zwischen den Armen 9 je eine Rolle 11, sowie auf der einen Seite der Arme 9 noch eine weitere Rolle 12 frei drehbar aufgesetzt.

In der Verlängerung der Hohlwelle 2 ist auf die Welle 3 eine zweite Hohlwelle 13 frei drehbar aufgesetzt, welche einen ausgeglichenen Mitnehmer 14 enthält (Fig. 1, 4, 5). Dieser faßt in den Hohlraum 15 eines gleichfalls ausgeglichenen Exzenters 16 ein. Letzteres enthält eine Rollbahn 17, welche mit den Rollen 11, sowie eine zweite Rollbahn 18, welche mit den Rollen 12 zusammenwirkt. Die beiden Rollbahnen liegen gleichachsig zum Mittelpunkt des Exzenters, dessen Außenfläche kreisrund ist. Das Exzenter ist frei drehbar in eine extentrische, ebenfalls kreisrunde Bohrung 19 des Gehäuses 20 eingesetzt, da's aus einem mittleren, zylindrischen Teil und zwei mit ihm fest verbundenen Stirnwänden 21, 22 besteht. Die

Stirnwand 21 ist in ihrer Mitte mit einer Nabe 23 versehen, welche die Hohlwelle 2 frei drehbar umfaßt. Die Stirnwand 22 ist in ihrem mittleren Teil ebenfalls als Nabe 24 ausgebildet und auf die Hohlwelle 13 drehbar aufgesetzt. Von dem Ende der Nabe 24 gehen zwei Arme 25 aus (Fig. 3), in welchen eine Schnecke 26 gelagert ist. Die Schnecke greift in eine Schneckenradverzahnung 27 ein, welche in die Hohlwelle 13 eingeschnitten ist.

Bei der Ausführung des Exzenters nach Fig. 10 und 11 ist auf die Hohlwelle 13 statt des Mitnehmers. 14 ein Zahnrad 14' aufgesetzt, das in eine Innenverzahnung des Exzenters 16 eingreift.

Bei der Ausführung des Exzenters 16 nach Fig. 12 sind an letzterem zwei Rollbahnen 18 vorgesehen, die mit je einer Rolle 12 zusammenwirken, die zu beiden Seiten jedes Armpaares 9 angeordnet sind, zu dem Zwecke, auf die Arme 9 keine einseitig biegenden Kräfte wirken zu lassen wie bei der Ausführung nach Fig. 6 und 7.

Das Planetenradgetriebe arbeitet in folgender Weise: Als antreibender Teil dient die Hohlwelle 13, welche z. B. mit der Welle irgendeiner Kraftmaschine verbunden sein mag. Die Hohlwelle 13 versetzt durch den Mitnehmer 14 oder das Zahnrad 14' (Fig. 10, 11) das Exzenter 16 und mittels der als Sperrung wirkenden Schnecke 26 das Gehäuse 20 in Umdrehung. Zwischen dem Exzenter 16 und dem Gehäuse 20 findet eine Verdrehung aber nur statt, wenn die Schnecke 26 verstellt wird, worauf später noch eingegangen werden soll. Vorerst genügt es für das Verständnis, wenn man annimmt, daß das Exzenter 16 mit' dem Gehäuse 20 starr verbunden sei. Bei der Drehung des Exzenters 16 bewegen sich dessen Rollbahnen 17, 18 über die Rollen 11 und 12 der Arme 9 hinweg. Infolgedessen wird jedes Armpaar 9 bei jedem vollen Umlauf des Exzenters 16 und des Gehäuses 20 gegen den Planetenradträger 4 durch die Rollbahn 17 nach dem Sonnenrad 1 hin, und durch die RoIlbahn 18 von dem Sonnenrad fort verschwenkt. Die Größe der Schwingbewegung hängt allein von der Exzentrizität des Exzenters 16 ab. Je größer letztere ist, um so größer wird auch die von den Armpaaren ausgeführte Schwingung. Die Exzentrizität läßt sich durch Drehen der Schnecke 26 verändern, wodurch die gegenseitige Lage des Exzenters 16 und des Gehäuses 20 verändert wird.

Von den beiden Schwingungen des Armpaares 9 wird nun infolge der zwischen den Naben 6 und den Kränzen der Planetenräder 7 befindlichen Klinkenkupplungen 8 (Fig. 8) nur die eine auf die Räder 7 übertragen, z. B. die Schwingung nach dem Sonnenfad 1 hin. Entspricht diese Schwingung z. B. einer vollen Zahnteilung der Zahnkränze 7, so werden letztere bei jedem Umlauf des Exzenters 16 und des Gehäuses 20 gegen den Planetenradträger 4 um einen Zahn gedreht.

Nimmt man z. B. an, daß die W^Telle 3 auf irgendeine Weise festgestellt sei, so wird offenbar die Drehung jedes Zahnkranzes 7 um einen Zahn das Sonnenrad 1 und damit auch die Hohlwelle 2 um einen Zahn gegen.den Sinn des Uhrzeigers in Fig. 2 drehen. Wäre nur ein einziges Planetenrad 7 vorgesehen, so würde das Sonnenrad ι bei jedem Umlauf des Exzenters 16 bzw. des Gehäuses 20 nur um einen Zahn gegen den Sinn des Uhrzeigers gedreht werden. In Wirklichkeit ist aber die dem Sonnenrad 1 erteilte Drehung größer, um zwar um soviel mal, als Planetenräder 7 vorhanden sind. Bei der dargestellten Ausführungsform mit drei Planetenrädern führt also das Sonnenrad 1 bei jedem Umlauf des Exzenters 16 bzw. des Gehäuses 20 gegen den Planetenradträger 4 eine Drehung um drei Zähne gegen den Sinn des Uhrzeigers aus.

Nimmt man dagegen an, daß die Hohlwelle 2 und damit auch das Sonnenrad 1 in irgendeiner. Weise festgestellt sei, so wird die schrittweise Drehung der Planetenräder 7 um ihre eigenen Achsen ein Abrollen derselben auf dem Sonnenrade ι und damit eine Drehung des Planetenradträgers 4 sowie der mit ihm verkeilten Welle 3 im Sinne des Uhrzeigers zur Folge haben.

Bisher ist der Drehungssinn der Hohlwelle 13 nicht angegeben worden. Er ist in keinem Falle maßgebend für den Sinn der Drehung der Hohlwelle 2 oder der Welle 3, dagegen übt er auf die Größe der Drehung der Welle 3 einen Einfluß aus. Offenbar hängt bei einer bestimmten Stellung des Exzenters die Größe der Drehung der Hohlwelle 2 oder der Welle 3 in der Zeiteinheit, z. B. einer Minute, lediglich davon ab, wie viele volle Schwingungen währenddessen die Armpaare 9 ausführen. Steht die Welle 3 und damit der Planetenradträger 4 fest, so ist weiter die Zahl der wirksamen Schwingungen der Arme 9 innerhalb der Zeiteinheit direkt proportional der Umdrehzahl des Exzenters 16, d. h. der Hohlwelle 13. Steht dagegen die Hohlwelle 2 mit dem Sonnenrad 1 fest, so wird die Drehung der Welle 3 nicht nur durch die Drehung der Planetenräder 7 um die Achsen 5, sondern auch durch die Drehung des Planetenradträgers 4 bestimmt. Die Größe der letzteren ist aber verschieden, je nachdem die Welle 13 und damit das Exzenter 16 im Sinne des Uhrzeigers umläuft, oder umgekehrt. Damit jedes Armpaar 9 eine volle Schwingung ausführen kann, muß das Exzenter 16 gegenüber dem Planetenradträger 4 ein volles Mal umlaufen. Dreht sich das Exzenter also im gleichen Sinne wie der Planetenradträger, so wird eine volle Umdrehung des Exzenters gegenüber dem Planeten-

radträger erst erhalten, wenn sich das Exzenter mehr als einmal um seine eigene Achse gedreht hat. Läuft dagegen das Exzenter im entgegengesetzten Sinne zu dem Planetenradträger um, so erhält man eine volle Umdrehung des ersteren gegen letzteren, d. h. eine volle Schwingung jedes Armpaares schon bei weniger als einer vollen Umdrehung des Exzenters um die eigene Achse. Faßt man das bisher Gesagte zusammen, so

ίο gilt mithin folgendes: Unabhängig von dem Drehsinn der treibenden Hohlwelle 13 erhält man — je nachdem die Welle 3 mit dem Planetenradträger 4, oder umgekehrt die Hohlwelle 2 mit dem Sonnenrad 1 festgestellt wird — eine Drehung der Hohlwelle 2 in dem einen oder eine Drehung der Welle 3 in dem umgekehrten Sinne. Der Sinn dieser Drehung ist lediglich abhängig von der Stellung der Klinken 8, welche die Kränze der Planetenräder 7 mit den Naben 6 der Arme 9 kuppeln. Ferner wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der treibenden Welle 13 und der getriebenen Welle 2 bzw. 3 durch die Anzahl der Armpaare 9 sowie durch die Größe der Schwingung der letzteren, d.h.

die Exzentrizität des Exzenters 16 bestimmt. Endlich übt auch der Drehsinn der antreibenden Welle 13 einen Einfluß auf das Übersetzungsverhältnis aus, jedoch nur dann, wenn die Hohlwelle 2 mit dem Sonnenrad 1 festgestellt wird und die Welle 3 mit dem Planetenradträger 4 umläuft.

Die in Fig. 9 dargestellte Vorrichtung dient einerseits zur Kupplung des anzutreibenden Teiles mit den Wellen 2 oder 3 und anderseits zur Feststellung einer dieser Wellen.

Der anzutreibende Teil ist die Scheibe 28, welche z. B. für Riemenbetrieb eingerichtet sein kann. Sie sitzt auf der Welle 3 oder 2 frei drehbar, jedoch in der Längsrichtung nicht verschiebbar. Auf der Hohlwelle 2 bzw. auf der Welle 3 ist je eine weitere Scheibe 29 bzw. 30 nicht drehbar, aber in der Längsrichtung verschiebbar angeordnet. Auf den Außenseiten der Scheiben 29 und 30 stehen zwei feste Maschinenteile 31. Durch Verschieben z. B. der Scheibe 29 nach links wird diese mit dem Maschinenteil 31 gekuppelt und damit die Hohlwelle 2 an der Drehung gehindert. Durch Verschieben der Scheibe 29 nach rechts wird dagegen die Hohlwelle 2 mit der Scheibe 28 gekuppelt. In entsprechender Weise wirkt die Scheibe 30. Beide Scheiben 29, 30 werden durch gabelförmige Hebel 32 umfaßt, die um feste Zapfen 33 drehbar und durch Laschen 34 an.

einen Stellhebel 35 angeschlossen sind. Durch Verschwenken des letzteren z. B. nach links wird die Hohlwelle 2' mittels der Scheibe 29 mit der Scheibe 28 gekuppelt und gleichzeitig die Welle 3 festgestellt, indem die Scheibe 30 mit dem festen Maschinenteil 31 in Eingriff gebracht wird.

Die Verstellung des Exzenters 16 gegen das Gehäuse 20 soll gemäß obigem durch Drehen der Schnecke 26 bewirkt werden. Werden hierzu die üblichen Einrichtungen, z. B. eine Kurbel verwendet, so ist offenbar ein Drehen der Schnecke nur möglich, wenn das Gehäuse 20 und damit das ganze Getriebe stillsteht. Um aber auch ohne Stillsetzen eine Drehung der Schnecke zu ermöglichen, kann das neue Getriebe gemäß der Erfindung noch mit den Vorrichtungen nach Fig. 9 und 13 bis 20 ausgestattet sein.

Zwei gegenständige Schalträder 37 sind auf die Welle 36 der Schnecke 26 aufgesetzt und wirken mit Klinken 38 zusammen, welche zweckmäßig unter der Einwirkung von Federn 39 (Fig. 17) stehen. Die Klinken sind auf den entgegengesetzten Seiten eines Schiebers 40 angebracht, der auf die Hohlwelle 24 des Gehäuses 20 unverdrehbar aufgesetzt ist und daher mit ihm umläuft. Der Schieber 40 läßt sich jedoch gegenüber dem Gehäuse 20 achsial verschieben, so daß die eine Klinkengruppe 38 auf der einen Seite des Schiebers in Eingriff mit dem zügehörigen Schaltrad 37 gebracht wird, während gleichzeitig die Klinken auf der anderen Seite des Schiebers außer Eingriff mit dem zugehörigen Schaltrad gebracht werden. Infolgedessen wird die Schnecke in der einen Richtung gedreht, wenn man dem Schieber gegenüber dem Gehäuse 20 eine hin und her gehende Bewegung auf der einen Seite seiner Mittelstellung erteilt. Bewegt man dagegen den Schieber auf der anderen Seite seiner Mittelstellung hin und her, so kommt der andere Satz von Klinken mit dem anderen Schaltrad in Eingriff und bewegt die Schnecke in der entgegengesetzten Drehrichtung.

Die Fig. 18 bis 20 veranschaulichen eine Vorrichtung, durch welche der Schieber 40 in dem erforderlichen Maße verschoben werden kann. In geeigneter Stellung in bezug auf das Gehäuse ist ein Ständer 41 mit zwei Kurbeln 42 angeordnet, die in Schlitze 43 eines Rahmens 44 greifen. In letzterem ist ein Ring 45 drehbar angebracht, welcher in eine am Ende des Schlittens 40 befindliche Ringnut 46 (Fig. 13) greift. Die obere Kurbel 42 wird mittels eines Handrades 47 gedreht, wodurch der Rahmen 44 hin und her bewegt wird. Die untere Kurbel 42 wird dagegen durch einen mit einer federnden Stellklinke 49 ausgestatteten Hebel 48 bewegt. Die Klinke steht über einem Zahnbogen 50 und kann in eine von drei Kerben 51 des letzteren eingelegt werden. Der untere Kurbelzapfen 42 bildet den Drehpunkt für den Rahmen 44, um welchen dieser' schwingt, wenn das Handrad 47 gedreht wird. Mit dem Rahmen 44 schwingt natürlich auch der Ring 45, welcher mit dem Schieber 40 in Eingriff steht. Durch die Bewegung des Rahmens 44 erhält mithin der

Schieber 40 je nach Stellung der unteren Kurbel 42 eine schwingende Bewegung auf der einen oder anderen Seite seiner Mittelstellung. Soll sich die angetriebene Scheibe 28 immer nur in einem Sinne drehen, so kann die eine Welle 2 oder 3 dauernd festgestellt und die Scheibe 28 auf der anderen Welle befestigt werden. Es entfallen sodann die Teile 32 bis 35 sowie die beiden Muffen 29, 30.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Um lauf räder-Wechsel- und -Wendegetriebe, bei dem die Drehung der Planetenräder um die eigene Achse durch Verstellen eines Exzenters verändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetenräder (7) in einer Richtung frei drehbar auf ihre Naben (6) aufgesetzt und letztere mit Armen (9) ausgestattet sind, die durch das umlaufende Exzenter (16) hin und her geschwungen werden.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (9) an ihrem freien Ende mit frei drehbaren Rollen (11,

12) versehen sind, die je mit einer zur Mitte des Exzenters (16) konzentrischen Rollbahn (17,18) des letzteren derart zusammenwirken, daß die eine Rollbahn (17) die Schwingung der Arme (9) nach dem Sonnenrad (1) hin und die andere Rollbahn (18) die Schwingung von dem Sonnenrad (1) fort bewirkt.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß statt der einen Rolle (12) deren zwei und dementsprechend auch zwei Rollbahnen (18) am Exzenter (16) vorgesehen sind.

4. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (20) gegen das Exzenter (16) mittels einer Schnecke (26) verstellt werden kann, die an der Nabe einer Stirnwand (22) des Gehäuses (20) gelagert ist und in eine Schneckenradverzahnung (27) der Hohlwelle (13) eingreift.

5. Getriebe nach Anspruch· 1, gekennzeichnet durch einen Schieber (40) mit Klinken (38), die mit auf der Schneckenradwelle (36) angeordneten Schalträdern (37) beim Hin- und Herbewegen des Schiebers (40) derart zusammenwirken, daß beim Bewegen des Schiebers (40) von seiner Mittellage aus nach der einen oder anderen Seite hin die Schnecke (26) in dem einen oder anderen Sinne gedreht wird.

6. Getriebe nach Anspruch 1 und 5, gekennzeichnet durch einen den Schieber (40) umgreifenden Rahmen (44), in dessen geschlitzte Enden (43) die Zapfen zweier in einem festen Gestell (41) gelagerter Kurbeln (42) eingreifen, wobei die eine Kurbel mittels eines Handrades (47) gedreht und die andere mittels eines in zwei Endlagen feststellbaren Hebels (48) eingestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.