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Stirnrad-Ausgleichgetriebe an Landfahrzeugen. Die vorliegende Erfindung
betrifft ein Stirnrad - Ausgleichgetriebe an Landfahrzeugen, insbesondere Motorpflügen
und anderen Fahrzeugen mit großer Rückübersetzung. Bisher bekannte, diesem Zweck
dienende Getriebe ermöglichen außer der Ausgleichswirkung keine Geschwindigkeitsübersetzung.
Eine Geschwindigkeitsübersetzung bei Ausgleichgetrieben, insbesondere eine solche
ins Langsame, hat den erheblichen Vorteil, daß von zwei bis vier Übersetzungsstufen
die eine im Ausgleichgetriebe untergebracht, also gespart werden kann. In der Bauart
des Antriebmechanismus und des Getriebekastens eines Fahrzeuges kann daher eine
erhebliche Vereinfachung erzielt werden. Dies wird dadurch ermöglicht, daß das zentrale
Antriebszahnrad kleiner ausgebildet wird, als das andere zentrale Zahnrad, das auf
der einen Sekundärwelle des Getriebes sitzt, die das eine Fahrrad des Fahrzeuges
antreibt. Die andere Sekundärwelle dreht sich zu voriger in ent gegengesetztem Sinne
und ist in bekannter Weise mit dem Planetenradträger verbunden. Das für den Antrieb
des einen Fahrrades nötige Umkehrgetriebe wird mit Vorteil gleichzeitig als Übersetzungsstufe
ausgebildet. Dabei ist es ein leichtes, das Getriebe so zu bauen, daß die bedeutendsten
Übersetzungen überwältigt werden können. Zur Ausgleichung von Stößen ist schon vorgeschlagen
worden, den Träger der Umlaufräder in der Weise elastisch mit der anderen Sekundärwelle
zu verbinden, daß in Hohlräumen, die durch zwei zueinander drehbare Teile gebildet
sind, elastische Körper, z. B. Federn, angeordnet sind. Dies hat aber den Nachteil,
daß, wenn das Getriebe nicht ganz genau ausgearbeitet ist, oder im Lauf der Zeit
ungenau werden sollte, es leicht vorkommt, daß die ganze Artriebskraft zeitweise
von einem einzigen Planetenrad übertragen werden muß. Um dies zu vermeiden, sind
beim vorliegenden Ausgleichgetriebe die Lagerteile der Planetenräder unter Zwischenschaltung
von Federn zueinander beweglich ausgebildet. Außer der Dämpfung der Stöße wird dauerndes
Parallelarbeiten der Planetenräder mit Sicherheit erzielt.
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Fig. i und 2 zeigen schematisch eine beispielsweise Ausführungsform
.dieses Getriebes, wobei vom Fahrzeug nur die beiden Antriebswellen für die Triebräder
und die primäre Antriebswelle gezeichnet sind.
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Ein zylindrisches Zahnrad i, das auf der primären, hohlen Antriebswelle
i' festsitzt, treibt die drehbar um die Achse q. gelagerten Planetenräder 2 an,
die ihrerseits einen zylindrischen Zahnkranz 3 mit Innenverzahnung antreiben. .
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Die Lager io eines jeden Planetenrades 2 sind dabei mit der Antriebswelle
4 des einen
Triebrades starr verbunden, während das Zahnrad 3 mit
der Antriebswelle 5 des anderen Triebrades ebenfalls starr verbunden ist.
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Die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles ist folgende: Das antreibende
Rad i übt auf die Planetenräder 2 eine Umfangskraft P aus, wie in Fig. i durch einen
Pfeil angedeutet ist. Diese Planetenräder üben auf den äußeren Zahnkranz 3 angenähert
dieselbe Kraft P aus, wenn die Reibung als klein angenommen wird. Der Lagerdruck
der Planetenräder beträgt daher nahezu 2 P. In der Zeichnung sind die Kräfte in
dem Sinne eingezeichnet, wie sie auf das in Fig. i obere Planetenrad wirken. Die
Planetenräder übertragen den Lagerdruck im gleichen Sinne auf ihre Lager, wie die
auf die Planetenräder ausgeübte Umfangskraft gerichtet ist.
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Wenn also die Planetenräder in diesem Sinne um die zentrale Achse
o herumlaufen, so vermögen sie Arbeit zu leisten.
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Hat man sich die Lager der Planetenräder vorerst festgehalten gedacht,
so wurde schon eine ziemliche Übersetzung erzielt, welche dem Verhältnisse der Raddurchmesser
der Zahnräder i und 3 entsprach. Die Übersetzung wird nun aber etwa doppelt so groß,
wenn man die Planetenräder entsprechend langsam um die Achse o herumlaufen läßt.
Je mehr sich die Planetenräder um o herumdrehen, um so langsamer bewegt sich der
äußere Zahnkranz relativ zu i nach rückwärts. Die an diesen abgegebene Arbeit und
die an die Naben der Planetenräder abgegebene Arbeit ist zusammen ungefähr gleich
der vom Zahnrad i geleisteten Arbeit. Sie kann durch eine entsprechende Geschwindigkeitsverteilung
beliebig auf beide Antriebsräder verteilt werden.
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Die Welle 4 und die Welle 5 drehen sich im entgegengesetzten Sinne.
Um daher bei den Triebrädern des Fahrzeuges eine gleiche Drehrichtung erhalten zu
können, muß eine dieser Wellen mittels eines Umkehrgetriebes auf das zugehörige
Triebrad wirken. Ein solches Umkehrgetriebe läßt sich dann besonders einfach einbauen,
wenn nach dem Ausgleichgetriebe noch eine Übersetzungsstufe angewendet wird.
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Sind beispielsweise die Achsen des Stirnradausgleichgetriebes parallel
zu den Radachsen des Fahrzeuges, welche Anordnung sich infolge ihrer konstruktiven
Einfachheit besonders empfiehlt, so kann man die eine der Wellen, welche die Weiterleitung
der Energie vom Ausgleiehgetriebe bewirken (z. B. Welle 5), mittels eines Stirnradkolbens
auf einen Zahnkranz mit Innenverzahnung arbeiten lassen, mit welchem das eine Triebrad
des Fahrzeuges verbunden ist, während die andere der Wellen, welche die Weiterleitung
der Energie vom Ausgleichgetriebe bewirken (z. B. Welle 4.), mit Hilfe eines Zahnkolbens
ein Zahnrad mit Außenverzahnung antreibt, welches mit dem anderen-Triebrad des Fahrzeuges
verbunden ist.
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Arbeitet ein Zahnkolben auf einen Zahnkranz mit Innenverzahnung, so
weisen beide Teile gleiche Drehrichtungen auf. Arbeiten hingegen zwei außen verzahnte
Zahnräder zusammen, so drehen sie sich in'entgegengesetzter Richtung.
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Das durch Welle 5 angetriebene Triebrad des Fahrzeuges weist somit
die gleiche Drehrichtung wie Welle 5 auf. Das von Welle a. angetriebene Triebrad
hingegen weist eine der Welle 4 entgegengesetzte Drehrichtung auf. Und da die Wellen
4 und 5, wie erwähnt, selbst entgegengesetzte Drehrichtungen aufweisen, so erhält
das von Welle ,. mittels einer außen verzahnten Übersetzungsstufe angetriebene Triebrad
des Fahrzeuges ebenfalls gleiche Drehrichtung wie Welle 5. Beide Triebräder drehen
sich also im gleichen Sinne, wie vorausgesetzt wurde.
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An Stelle der Bewegungsübertragung mittels einer Zahnradstufe mit
Innenverzahnung kann auch eine Kettenübertragung treten, oder es kann auch ein Zwischenrad
eingeschaltet werden, so daß der mit der Welle 5 verbundene Zahnkolben nicht direkt
auf ein außen verzahntes, mit dem einen Triebrade verbundenes Zahnrad arbeitet,
sondern auf ein außen verzahntes Zwischenrad, welches seinerseits das mit dem Triebrade
verbundene Zahnrad antreibt. Die Drehrichtung des Zwischenrades ist dann umgekehrt
wie die Drehrichtung der Welle 5, und die Drehrichtung des mit dem Triebrade - verbundenen
Zahnrades wiederum umgekehrt wie diejenige des Zwischenrades, also gleichsinnig
wie der Drehsinn der Welle 5. Beide Triebräder drehen sich also auch hier im gleichen
Sinne.
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Bisweilen ist es. erwünscht, an den Triebrädern verschiedene Kräfte
auszuüben. Häufiger wird man aber eine gleichmäßige Verteilung vorziehen. Durch
Anwendung von geeigneten Übersetzungsverhältnissen zwischen den Wellen 4 und 5 und
den von ihnen angetriebenen Triebrädern hat man es in der Hand, die Energie auf
die beiden Triebräder in der gewünschten Weise zu verteilen.
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Diese Energieverteilung wird dann gleichmäßig erfolgen, wenn die bei
normalem Abrollen der Triebräder vorhandenen Geschwindigkeiten der Wellen 4 und
5 (Fig. 2) derart sind, daß die Kräfte P und 2P (Fig: i) dieselbe Arbeit leisten.
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Fig. 3 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel des Getriebes schematisch
dar. 15
Mit jedem Planetenrad 2 ist ein zweites, koachsial zu demselben
angeordnetes Zahnrad
2' verbunden, welches mit einem Zahnrad 3'
mit Außenverzahnung in Eingriff steht. Dieses ist mit der Antriebswelle 5 des einen
Triebrades des Fahrzeuges verbunden, während die Lager der Planetenräder mit der
Antriebswelle .i des anderen Triebrades verbunden sind.
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Jede dieser Verbindungen kann starr oder elastisch ausgeführt werden.
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Ein Beispiel einer elastischen Verbindung der Planetenradlager mit
der Antriebswelle des einen Triebrades stellen Fig. q. und 5 dar.
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In diesem Beispiel sind die Planetenräder 2 in voneinander getrennten
Lagerteilen 6 gelagert. Diese Lagerteile können sich relativ zu einem mit der Welle
4 starr verbundenen Führungsgehäuse 7 um die Achse o drehen. Zwischen den beiden
Lagerteilen 6 sind mittels Lagerzapfen 12, in den Stirnwänden des Gehäuses 7 zwei
einander diametral gegenüberliegende Zylinder g gelagert, in denen je zwischen zwei
voneinander getrennten, mit Bolzen versehenen Scheiben 13 und 13' eine Feder
8 angeordnet ist. Bei einer durch Pfeil angedeuteten Verdrehung der Lagerteile 6
werden die Federn 8 gespannt, indem die Lagerteile 6 je mit ihrem einen Ende gegen
den aus dem Zylinder 9 ragenden Bolzen der Scheibe 13 stoßen.
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Durch diese spezielle elastische Verbindung, bei welcher die parallel
arbeitenden Planetenräder in voneinander getrennten Stücken gelagert sind, von welchen
ein jedes elastisch mit der Antriebswelle des einen Triebrades verbunden ist, wird
nicht nur eine Dämpfung der Stöße erreicht, sondern auch eine viel gleichmäßigere
Arbeitsverteilung auf die verschiedenen, parallel arbeitenden Planetenräder, auch
wenn das Getriebe nicht ganz genau hergestellt wurde.
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Es wäre auch eine elastische Verbindung des Zahnkranzes 3 mit der
Antriebswelle des einen Triebrades denkbar, oder auch eitle elastische Verbindung
eines gemeinsamen Lagergehäuses sämtlicher Planetenräder mit der Antriebswelle des
anderen Triebrades. Solche Verbindungen würden auch die Stöße dämpfen, jedoch vermöchten
sie nicht eine gleichmäßige Arbeitsverteilung auf alle Planetenräder zu sichern.