DE3129904C2 - Gearbox with several simple planetary stages coupled with one another and two concentric output shafts - Google Patents

Gearbox with several simple planetary stages coupled with one another and two concentric output shafts

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Heinz M. Dr.-Ing. 4000 Düsseldorf Hiersig
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe mit einem vom Antriebsmotor angetriebenen Vorstufengetriebe sowie mehreren Getriebestufen, deren Zentralräder hintereinander koaxial angeordnet sind, sowie mit zwei koaxial angeordneten Abtriebswellen, nämlich einer Vollwelle sowie einer diese letztere umgebenden Hohlwelle. Um ein Getriebe zu schaffen, dessen eine Abtriebswelle relativ zu einer zweiten Abtriebswelle, welche die erste Welle umgibt, nach Änderung des Drehsinnes des Antriebes eine wesentlich erhöhte, z.B. doppelte Drehzahl wie vor der Drehsinnänderung, aufweist, wird vorgeschlagen, das Vorstufengetriebe als Planetengetriebe auszubilden, daß vom Motor aus gesehen hinter der Abtriebswelle eine weitere Abtriebswelle koaxial angeordnet ist mit einer bestimmten Anordnung der Getriebewelle hierzu und daß die Übersetzung der einzelnen Getriebestufen untereinander unterschiedlich ist. Einzelheiten dieser Ausgestaltung ergeben sich aus den Merkmalen des Anspurchs 1.The invention relates to a gearbox with a pre-stage gearbox driven by the drive motor and several gear stages, the central gears of which are arranged coaxially one behind the other, and with two coaxially arranged output shafts, namely a solid shaft and a hollow shaft surrounding the latter. In order to create a gearbox whose one output shaft, relative to a second output shaft that surrounds the first shaft, has a significantly increased speed, e.g. twice the speed before the change in direction of rotation, after changing the direction of rotation of the drive, it is proposed to design the pre-stage gear as a planetary gear, that, seen from the engine, behind the output shaft, a further output shaft is arranged coaxially with a certain arrangement of the gear shaft for this purpose and that the translation of the individual gear stages is different from one another. Details of this embodiment result from the features of claim 1.

Description

a) die zweite und dritte Planetenstufe einen gemeinsamen Steg (11) aufweisen, der gehäusefest gehalten ist, daßa) the second and third planetary stages have a common web (11) which is fixed to the housing is held that

b) die Hohlräder (12, 14, 21) der zweiten, dritten und vierten Planetenstufe miteinander verbunden sind und eine Antriebswelle (13) bilden, daßb) the ring gears (12, 14, 21) of the second, third and fourth planetary stages are connected to one another and form a drive shaft (13) that

c) das Sonnenrad (16) der dritten Planetenstufe über einen nur in einem Drehsinn wirkenden Sperrmechanismus mit dem Sonnenrad (19) der vierten Planetenstufe gekoppelt ist, das die andere Antriebswelle (24) bildet, und daßc) the sun gear (16) of the third planetary stage via one which only acts in one direction of rotation Locking mechanism is coupled to the sun gear (19) of the fourth planetary stage, the other Forms drive shaft (24), and that

d) der Steg (22) der vierten Planetenstufe an dem Steg (11) über eine Bremse (23) in dem Drehsinn, in dem der Sperrmechanismus (17) unwirksam ist, festlegbar ist.d) the web (22) of the fourth planetary stage on the web (11) via a brake (23) in the direction of rotation, in which the locking mechanism (17) is ineffective, can be fixed.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (23) eine elektrisch betätigte Feder-Druckbremse oder Lamellenbremse ist.2. Transmission according to claim 1, characterized in that the brake (23) is an electrically operated Is spring-pressure brake or multi-disc brake.

3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Abtriebswelle (24) in einem Drehsinn annähernd doppelt so groß ist wie in dem entgegengesetzten Drehsinn.3. Transmission according to claims 1 and 2, characterized in that the speed of the output shaft (24) is almost twice as large in one direction of rotation as in the opposite direction of rotation.

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit mehreren miteinander gekoppelten einfachen Planetenstufen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a transmission with several simple planetary stages coupled to one another according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Getriebe ist aus der DE-PS 30 29 578 bekannt.Such a transmission is known from DE-PS 30 29 578.

Aus der GB-PS 9 56 919 ist ferner ein Haspelantrieb bekannt, der durch Einschalten einer Klauenkupplung direkt von dem Tellerrad eines Kegeltriebes angetrieben wird. Ebenfalls vorhanden sind mehrere Planetenstufen. Das haspelseitige Planetengetriebe läuft blokkiert um. Eine über einen Freilauf ankuppelbare Bremse stellt das Getriebe insgesamt still, erlaubt aber eine Bewegung der Trommel. Bei Umkehr des Motordrehsinns bleiben die Drehzahlen der Antriebswelle bei diesem Getriebe gleich.From GB-PS 9 56 919 a reel drive is also known, which by switching on a dog clutch is driven directly by the ring gear of a bevel gear. There are also several planetary stages. The planetary gear on the reel side rotates blocked. A brake that can be coupled via a freewheel stops the gear as a whole, but allows the drum to move. When reversing the direction of rotation of the motor the speeds of the drive shaft remain the same in this gearbox.

In speziellen Fällen werden aber Aggregate mit einem Getriebe benötigt, welche ein langsames Einfahren und schnelles Ausfahren, z. B. von Lanzen, ermöglicht.In special cases, however, units with a transmission are required, which allow a slow run-in and rapid extension, e.g. B. of lances, allows.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Getriebe zu finden, dessen eine Abtriebswelle relativ zu einer zweiten Abtriebswelle, welche die erste Welle umgibt, nach Änderung des Drehsinns des Antriebs eine wesentlich erhöhte, z. B. doppelte Drehzahl wie vor der Drehsinnänderung, aufweist.The object of the invention is to find a generic transmission, one output shaft of which is relative to a second output shaft, which surrounds the first shaft, after changing the direction of rotation of the drive significantly increased, e.g. B. twice the speed as before the change in direction of rotation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Patenanspruchs I gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sindThis object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim I solved. Advantageous further developments of the invention are

in den Unteransprüchen enthalten.contained in the subclaims.

Durch die Erfindung wird erreicht daß bei gleicher Drehzahl der Hohlwelle die Drehzahl der entgegengesetzt angetriebenen zweiten Abtriebswelle, die mit einer mit einer Mutter zusammenwirkenden Spindel verbunden ist, bei Änderung des Antriebsdrehsinnts etwa doppelt so groß ist wie vor der Änderung des Drehsinnes.
Die Erfindung ist in den Abbildungen anhand eines
The invention achieves that at the same speed of rotation of the hollow shaft the speed of the oppositely driven second output shaft, which is connected to a spindle cooperating with a nut, is about twice as large when the drive direction of rotation changes than before the change of direction of rotation.
The invention is shown in the figures using a

ίο Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt jeweils in schematischer Darstellungίο embodiment explained in more detail. It shows in schematic representation

F i g. 1 das Getriebe mit Antrieb, einer Vorstufe und drei Getriebestufen undF i g. 1 the gearbox with drive, a preliminary stage and three gear stages and

F i g. 2 das Getriebe mit Getriebestufen 11,111 und IV.F i g. 2 the gearbox with gear stages 11, 111 and IV.

Das aus einer Vorstufe (I) und drei koaxial hintereinander angeordneten Getriebestufen (II, III und IV) bestehende Getriebe ist in einem feststehenden Gehäuse angeordnet, welches im Fundament verankert ist. Dieses mit 1 bezeichnete Gehäuse sowie die Getriebestufen (Planetenstufen) I bis JVsind aus Fig. 1 ersichtlich. Die F i g. 2, die zur besseren Übersicht dient, zeigt den Verlauf der Drehmomentübertragung in den Getriebestufen II, III und IV.
Der Antriebsmotor3 — vergleiche Fig. 1 — hat eine Antriebswelle 2, die das Planetengetriebe der Stufe I (Planeten-Vorstufe) antreibt. Die Stufe I weist ein auf der Antriebswelle 2 angeordnetes Zentralrad 4 (Sonnenrad) sowie mit diesem Zentralrad kämmende Planetenräder 5,5' auf. Die Planetenräder 5,5', die von einem umlaufenden Planetensteg 6 getragen sind, stehen mit einem Hohlrad 7 im Eingriff, welches mit dem feststehenden Gehäuse 1 fest verbunden ist.
The transmission, which consists of a preliminary stage (I) and three gear stages (II, III and IV) arranged coaxially one behind the other, is arranged in a stationary housing which is anchored in the foundation. This housing, designated 1, and the gear stages (planetary stages) I to JV can be seen from FIG. The F i g. 2, which is used for a better overview, shows the course of the torque transmission in gear stages II, III and IV.
The drive motor 3 - see FIG. 1 - has a drive shaft 2 which drives the planetary gear of stage I (planetary preliminary stage). Stage I has a central gear 4 (sun gear) arranged on the drive shaft 2 and planet gears 5, 5 'which mesh with this central gear. The planetary gears 5, 5 ', which are carried by a rotating planetary web 6, are in engagement with a ring gear 7, which is firmly connected to the stationary housing 1.

Der Planetensteg 6 hat eine abtreibende Welle 8, auf der ein Zentralrad 9 der Getriebestufe II befestigt ist.The planetary web 6 has an output shaft 8 on which a central wheel 9 of gear stage II is attached.

Die Planetenräder 10, 10' bzw. 10" dieser Stufe sind auf einem feststehenden Steg H drehbar gelagert. Die Räder tO, 10' bzw. 10" stehen mit einem Hohlrad 12 im Eingriff, das mit einem rohrförmigen koaxial zum feststehenden Gehäuse 1 angeordneten, umlaufenden Abtriebsgehäuse (Hohlwelle) 13 fest verbunden ist und die eine Abtriebswelle bildet.The planet gears 10, 10 'and 10 "of this stage are on a fixed web H rotatably mounted. The wheels tO, 10 'and 10 "are with a ring gear 12 im Engagement, which is arranged with a tubular coaxially to the stationary housing 1, circumferential output housing (Hollow shaft) 13 is firmly connected and which forms an output shaft.

Die einzelnen Elemente der beschriebenen Getriebestufen I und Il sind derart angeordnet und aufeinander abgestimmt, daß die Drehzahl des Motors 3 reduziert und das umlaufende Abtriebsgehäuse 13 entgegengesetzt zum Drehsinn des Motors 3 angetrieben wird (siehe schwarze bzw. weiße Pfeile an der Hohlwelle — F ig. 2).
Der Leistungsfluß vom Hohlrad 12 der Getriebestufe II führt über das umlaufende Abtriebsgehäuse 13, das in eine Hohlwelle übergeht, zu dem Hohlrad 14 der Getriebestufe III, dessen Planetenräder 15,15' bzw. 15" das Zentralrad 16 antreiben. Der feststehende Steg 11 ist für die Planetenräder der Getriebestufe II und der Stufe Hl gemeinsam.
The individual elements of the described gear stages I and II are arranged and coordinated in such a way that the speed of the motor 3 is reduced and the rotating output housing 13 is driven in the opposite direction to the direction of rotation of the motor 3 (see black and white arrows on the hollow shaft - FIG. 2).
The power flow from the ring gear 12 of the gear stage II leads via the rotating output housing 13, which merges into a hollow shaft, to the ring gear 14 of the gear stage III, whose planet gears 15, 15 'and 15 "drive the central gear 16. The fixed web 11 is for the planet gears of gear stage II and stage Hl together.

Wesentlich ist, daß das Zentralrad 16 der Stufe III mit der Abtriebswelle 18 über einen Sperrmechanismus 17 verbunden ist. Die Wellen 8 sowie 18 sind koaxial hintereinander angeordnet.It is essential that the stage III central wheel 16 is connected to the output shaft 18 via a locking mechanism 17 connected is. The shafts 8 and 18 are arranged coaxially one behind the other.

Der in Fig.2 dargestellte Mechanismus 17 bewirkt die Übertragung des Drehmoments nur in einem Sinne, während er in dem entgegengesetzten Sinn ein freies Drehen des Zentralrades 16 ermöglicht, ohne daß die Abtriebswelle 18 mitgenommen wird.The mechanism 17 shown in Figure 2 causes the transmission of the torque only in one sense, while it is free in the opposite sense Rotation of the central wheel 16 is made possible without the output shaft 18 being entrained.

Auf der Abtricbswelle 18 ist ferner ein Zentralrad 19 der Getriebestufe IV fest angeordnet, welches mit den auf dem Steg 22 drehbar gelagerten Planetenrädern 20, 20' bzw. 20" im Eingriff steht. Die Räder wirken mitA central wheel 19 is also located on the output shaft 18 the gear stage IV fixedly arranged, which is connected to the planetary gears 20, 20 'or 20 "is in engagement. The wheels cooperate

einem Hohlrad 21 zusammen, welches im Abtriebsgehäuse 13 befestigt ist.a ring gear 21 which is fastened in the output housing 13.

Der Steg 22 der Getriebestufe IV kann mit Hilfe einer Bremse festgestellt werden. In dem in Fig. 1 und 2 gezeichneten Beispiel ist als Feststellvorrichtung eine elektrisch betätigbare Federdruckbremse 23 dargestellt Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist wird beim Einschalten des Stromes die Bremse 23 gelüftet, so daß der Steg 22 umlaufen kann. Wird der Strom abgeschaltet, schließt die Bremse, und der Planetensteg 22 steht fest Die Steuerung Asr Bremse erfolgt in Abhängigkeit vom Drehsinn des Antriebsmotors.The web 22 of the gear stage IV can be determined with the aid of a brake. In the example shown in FIGS. 1 and 2, an electrically actuatable spring-pressure brake 23 is shown as the locking device, as shown in FIG. 2 it can be seen that the brake 23 is released when the current is switched on, so that the web 22 can rotate. If the current is switched off, the brake closes and the planetary web 22 is stationary. The brake Asr is controlled as a function of the direction of rotation of the drive motor.

Das Zentralrad 19 der letzten Getriebestufe ist mit einer Abtriebs-VoNweile 24 fest verbunden.The central wheel 19 of the last gear stage is firmly connected to an output shaft 24.

Die einzelnen Elemente der Getriebestufen Il und IV sind derartig aufeinander abgestimmt, daß diese Getriebestufen unterschiedliche Übersetzungen aufweisen. Während die Drehzahlen der mit dem umlaufenden Gehäuse 13 (Hohlwelle) verbundenen Hohlräder 14 und 21 gleich sind, wird die Abtriebswelle 18 über uie Planetenräder 15 und 20, die Stege 11 bzw. 22 sowie die Zentralräder 16 und 19 mit unterschiedlichen Drehzahlen — je nach dem Drehsinn des Antriebes — angetrieben.The individual elements of the gear stages II and IV are coordinated in such a way that these gear stages have different ratios. While the speeds of the with the rotating housing 13 (hollow shaft) connected ring gears 14 and 21 are the same, the output shaft 18 is via uie planet gears 15 and 20, the webs 11 and 22 and the central wheels 16 and 19 at different speeds - depending on the direction of rotation of the drive - driven.

Wie sich aus der Anordnung des dargestellten Getriebes ergibt, wird die Hohlwelle 13 entgegengesetzt zum Drehsinn des Motors angetrieben, während die Vollwelle 24 den gleichen Drehsinn aufweist wie jeweils der Motor 3 (siehe schwarze bzw. weiße Pfeile an der Hohlwelle 13).As can be seen from the arrangement of the transmission shown, the hollow shaft 13 is opposite to Direction of rotation of the motor driven, while the solid shaft 24 has the same direction of rotation as each Motor 3 (see black and white arrows on the hollow shaft 13).

Bei Verwendung des Getriebes zum Einfahren von Lanzen sind die Übersetzungen der einzelnen Stufen derart gewählt, daß bei gleicher Drehzahl der Hohlwelle 13 in beiderlei Drehsinn (z. B. h = + 26 U/min) die Drehzahl der entgegengesetzt angetriebenen Abtriebs-VoIIwelle 24 etwa doppelt so groß ist (z. B. + 124) wie vor der Änderung des Drehsinnes (z. B. — 74 U/min). An dem Stumpf der vollen Abtriebswelle 24 wurde in diesem Falle eine nicht dargestellte Spindel angeschlossen, während die entsprechende Mutter mit der Hohlwelle 13 verbunden ist, so daß eine an der Spindel angeschlossene Lanze auf diese Weise langsam eingefahren, jedoch mit doppelter Geschwindigkeit ausgefahren werden kann.When using the transmission for running of lances the translations of the individual Stu f s are selected such that at the same speed of the hollow shaft 13 in both direction of rotation (z. B. h = + 26 U / min), the rotational speed of the counter driven power take-VoIIwelle 24 is about twice as large (e.g. + 124) as before the direction of rotation was changed (e.g. - 74 rpm). In this case, a spindle (not shown) was connected to the stump of the full output shaft 24, while the corresponding nut is connected to the hollow shaft 13, so that a lance connected to the spindle can be retracted slowly in this way, but extended at twice the speed.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

5050

5555

6060

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Getriebe mit mehreren miteinander gekoppelten einfachen Planetenstufen und zwei konzentrischen Antriebswellen (13,24) und einer Antriebswelle (2), die das Sonnenrad (4) der ersten Planetenstufe I antreibt, deren Planetensteg (6) mit dem Sonnenrad (9) der zweiten Planetenstufe II verbunden ist und deren Hohlrad mit jeweils einem Glied der nachfolgenden Planetenstufen II, HI verbunden und gehäusefest gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß1. Gearbox with several simple planetary stages coupled with one another and two concentric ones Drive shafts (13,24) and a drive shaft (2), which the sun gear (4) of the first planetary stage I drives whose planetary web (6) is connected to the sun gear (9) of the second planetary stage II and their ring gear each connected to a member of the following planetary stages II, HI and is held fixed to the housing, characterized in that
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