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Für drei verschiedene Geschwindigkeiten eingerichtetes Umlaufräder-Wechselgetriebe.
Die Erfindung bezieht sich auf solche Umlaufräder-Wechseigetriebe für drei verschiedene
Geschwindigkeiten, die zwei gleichachsig zueinander angeordnete rückkehrende Zahnräderwerke
besitzen, die einzelne Glieder gemeinsam haben. Die Erfindung bezweckt, ein Getriebe
dieser Art zu schaffen, das sich besonders einfach auf die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen
umstellen läßt.
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In der Zeichnung sind drei verschiedene Ausführungsformen des Gegenstandes
der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigen Abb. = die erste Ausführungsform
des von einem Gehäuse mit abnehmbarem Deckel umschlossenenWechselgetriebesin achsiaJemLängsschnitte,
Abb. 2 eine zu Abb. i gehörige Oberansicht bei abgenommenem Gehäusedeckel, und Abb.
3 und 4 der Abb. a entsprechende Darstellungen bei anderer Stellung einzelner Teile.
In Abb. 5 bis 8 ist die zweite Ausfühxungsform des Wechselgetriebes in entsprechender
Darstellung veranschaulicht.
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Abb. g bis ii zeigen in achsialem Längsschnitte die dritte Ausführungsform
des Wechselgetriebes bei verschiedenen Stellungen einzelner Teile.
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Es soll zunächst die erste Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung
beschrieben werden. Mit der treibenden Welle A sind zwei Stirnräder a1 und a2 von
verschiedenen Durchmessern starr verbunden, und zwar hat das Rad a1 den kleineren
Durchmesser. Die getriebene Welle D trägt eine Scheibe b1 (Abb. i), mit der unter
Vermittlung von Schraubenbolzen cl, die in Abb. 1, 3 und 4 der Deutlichkeit halb--r
nur in der rechten Hälfte der Abbildungen dargestellt sind, eine zweite Scheibe
C in Verbindung steht. An der Schiebe C, die durch die Bolzen cl parallel zur Scheibe
b1 und in einem bestimmten Abstande von ihr gehalten wird, sind vier Zapfen c2 (s.
besondere Abb. 2) befestigt, auf denen je ein Stirn- bzw. Umlaufrad D drehbar gelagert
ist. Die Umlaufräder D stehen ständig mit dem Stirnrade a2 in Eingriff. Die Scheibe
b1 trägt drei Zapfen b2 (Abb. 2), auf denen mit dem Stirnrade a1 ständig in Eingriff
stehende Stirn- bzw. Umlaufräder E drehbar gelagert sind. In dem mit einem Deckel
f 1 v,-rsehenen Getriebegehäuse F; das gegenüber den nicht dargestellten Lagern
der Wellen A und D in leicht lösba:-er «.reise feststellbar ist, ist in weiter unten
näher erläuterter Weise in achsialer@ Richtung ein mit einer Innenverzahnung und
zwei äußeren Flanschen versehener Ring G verschiebbar geführt. Wenn sich der Ring
in seiner in Abb. i wiedergegebenen Mittelstellung befindet, steht seine Verzahnung
sowohl mit den Umlaufrädern D als auch mit den Umlaufrädern E in Eingriff, während
bei der aus Abb. 3 ersichtlichen Grenzstellung des Ringes nur die Umlaufräder D
und bei der anderen, aus Abb. 4 ersichtlichen Grenzstellung nur die Umlaufräder
E in die Verzahnung des Ringes eingreifen. In den beiden Flanschen des Ringes G
sind Aussparungen g2 und g3 (vgl. besonders Abb. 2) angeordnet, die in den beiden
Grenzstellungen des Ringes mit entsprechenden Vorsprüngen f 1 und
f' des Gehäuses F in Eingriff treten, so daß der Ring in jeder der beiden
Grenzstellungen gegenüber dem Gehäuse F festgestellt ist. Am Getriebsgehäuse F ist
ein dieses umschließender, in achsialer Richtung verschiebbarer Ring H undrehbar
gelagert, der vier paarweise einander diametral gegenüberstehende Stifte hl trägt.
In Abb. 2 sind die Stifte in ihrer richtigen Lage dargestellt, während in Abb. i,
3 und 4 ein einzelner Stift der Deutlichkeit halber um 45 ° versetzt ist. Die Stifte
hl greifen durch Schlitze f 2 des Getriebegehäuses F hindurch und stehen mit einer
Ringnut g1 (s. besonders Abb. i) des Ringes G in Eingriff. Der Ring G ist also in
achsialer Richtung zusammen mit dem Ringe H verschiebbar und kann sich außerdem
gegenüber diesem drehen. Im Ringe H sind ferner zwei diametral einander gegenüberliegende,
unter der Wirkung von Federn h2 stehende Stifte h3 verschiebbar gelagert, die mit
drei nebeneinanderliegenden, im Gehäuse F vorgesehenen Bohrungen f3, f 4 und
f 5
(Abb. i) in Eingriff treten und so durch Vermittlung des Ringes H und
der Zapfen hl den Ring G in seinen drei verschiedenen achsialen Stellungen festlegen.
In den Abb. 1, 3 und 4 ist von den beiden mit je einem Handgriffe h4 versehenen
! Stiften h3 nur der auf der linken Seite liegende dargestellt.
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Die Stirnräder a1 und a2 bilden die Mittel-bzw. Sonnenräder und die
Stirnräder E und D die Planeten- oder Umlaufräder zweier rückkehrender Umlaufräderwerke,
deren Stegglieder durch die Scheiben b1 und C gebildet werden. Der Ring G stellt
das den Umlaufrädern gemeinsame äußere Mittelrad dar und soll daher weitehin
als
Mittelrad bezeichnet werden. Be` der in Abb. = wiedergegebenen Stellung des Ringes
H und des Mittelrades G stehen die Aussparungen g2 und g3 des Mittelrades G außer
Eingriff mit den Vorsprüngen f6 und f 7 des beim Betrieb3 festgestellten Getriebegehäuses
F, so daß das Mittelrad G sich frei gegenüber dem Gehäuse F drehen kann. Gegen eine
Verschiebung in Richtung der Achsen der Wellen A und B ist das Mittelrad G in dieser
Stellung durch die Stifte h3 gesichert, die in die Bohrungen f 4 eingreifen. Die
Verzahnung des Mittelrades G steht hierbei zugleich mit den Umlaufrädern D und E
in Eingriff. Wenn sich bei der beschrieb,-nen acbsialen Stellung des Mitteln ades
G die Wellen A und B mit verschiedenen '#Vinkclgeschwindigkeiten drehen könnten,
so müßte es auch möglich sein, daß sich die Welle A dreht, während die Welle B und
mithin auch die beiden Stegglieder bl und C festgestellt sind. In diesem Falle würde
dem Mittel ade G durch das Rädergetriebe a2, D eine andere Winkelgeschwindigkeit
erteilt werden als durch das Rädergetriebe al, E. Da das Mittelrad G aber nicht
gleichzeitig zwei verschiedene Winkelgeschwindigkeiten annehmen kann, so ist eine
Verdrehung der Welle A gegenüber der Welle B
unmöglich, die beiden
Umlaufräderwerke a2, C, D, G und al, bl, E, G wirken daher als starre
Kupplung zwischen den Wellen A und B. Die Welle B dreht sich also
beim Antriebe der Welle A mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Welle A.
Die eben beschriebene Stellung des Ringes H und des Mittelrades G entspricht der
höchsten Geschwindigkeitsstufe des Getriebes.
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Zwecks Umstellung des Getriebes auf die mittlere Geschwindigkeitsstufe
werden zunächst die Stifte h3 entgegen der Wirkung ihrer Federn lag aus den
Bohrungen f 4 herausgezogen. Hierauf werden der Ring H und "das mit ihm iri
Verbindung stehende Mittelrad G in solchem Sinne verschoben, daß die Vorsprünge
f ' des Getriebegehäuses F in die Ausspaxungen g2 des Mittelrades G treten (Abb.
3). Falls das Mittelrad G und das Getriebegehäuse eine gegenseitige Winkellage einnehmen,
bei der die Aussparungen g2 nicht gerade den Vorsprüngen f s gegenüberstehen, wird
außerdem das Getriebegehäuse, nachdem seine Verbindung mit den nicht dargestellten
Lagern der Wellen A und B gelöst ist, gegenüber dem Mittelrede G um den erforderlichen
Betrag verdreht. Nachdem der Eingriff der Vorsprünge f s in die Aussparungen g2
und damit eine Sicherung des Mittelrades G gegen eine Verdrehung gegenüber dem Gehäuse
F erfolgt ist, werden die Stifte h3 freigegeben, die dann unter der Wirkung der
Federn k2 in die Bohrungen f 5 des Getriebegehäuses eintreten und dadurch auch eine
Verschiebung des Mittelrades G gegenüber dem Getriebegehäuse verhindern. Hierauf
wird, wenn nötig, das Getriebegehäuse wieder gegenüber den Lagern der Wellen A und
B festgestellt. Die Umlaufräder E stehen jetzt außer Eingriff mit dem Mittelrede
G.
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Beim Betriebe versetzt das rnit der trcibcndcn Welle A verbundene
Mitteln ad a2 die mit ihm in Eingrifr stehenden Umlauf äder D in Drehung, die sich
infolgedessen auf dem festgestellten Mittelrede G abrollen. Gleichzeitig führt das
den beiden rückkehrenden Umlaufräderwerken a2, C, D, G und al, b1,
E, G gemeinsame Stegglied C, bl um die Längsachse der Welle A eine
Winkeldrehung aus, die siel: unmittelbar auf die Welle B überträgt. Die Umlaufräder
E rollen hierbei ohne Einfluß auf die Bewegur_gsübertragung auf dem Stirnrede al
ab.
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Zwecks Einstellung des Getriebes auf die niedrigste Geschwindigkeitsstufe
wird das Mittelrad G in seine aus Abb. q. ersichtliche Grenzlage gebracht und gegenüber
dem Getriebegehäuse F durch.die Gesperre g3, f 7 und h3, f 3 festgestellt.
Die Umlaufräder D stehen dann außer Eingriff mit dem Mittelrede G. Beim Betriebe
setzt die treibende Welle A unter Vermittlung des Stirnrades al die Umlaufräder
E in Drehung, die hierbei auf der Innenverzahnung des festgestellten Mittelrades
G abrollen. Gleichzeitig dreht sich auch das Stehglied bl, C und die Welle B. Die
Umlaufräder D drehen sich hierbei ohne Einfluß auf die Bewegungsübertragung mit.
Da das Rad a2 größer ist als das Rad al, so erfolgt bei der aus Abb. q. ersichtlichen
Stellung der Teile die Drehung der Welle B unter sonst gleichen Umständen mit geringerer
Winkelgeschwindigkeit als bei der Stellung nach Abb. 3.
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Bei der in Abb. 5 bis 8 dargestellten zweiten Ausführungsform des
Erfindungsgegenstandes ist mit der treibenden Welle K nur ein einziges Sonnenrad
kl starr verbunden. Die getriebene Welle L trägt eine Scheibe 1l, mit der unter
Vermittlung von Bolzen 12 eine zweite Scheibe M starr verbunden ist. Auf jedem der
Bolzen 12 sind zwei Umlaufräder N und N1 gelagert, die zusammen ein Stück bilden.
Die Umlaufräder N stehen ständig mit dem außen verzahnten Sonnenrads kl in Eingriff;
während die Umlaufräder NI ständig mit einem mit Innenverzahnung versehenen
Rade P in Eingriff stehen, das außer seinerl.Innenverzahnung auch eine Außenverzahnung
besitzt. Die Umlaufräder N sowie die Außenverzahnung des Rades P können mit einem
ebenfalls mit einer Innenverzahnung versehenen weiteren Mittelrede O in Eingriff
treten, dessen Innenverzahnung den gleichen Teilkreisdurchmesser besitzt wie die
Außenverzahnung des Mittelrades P. Das Mittelrad 0, das ebenso wie das Mittelrad
G des ersten Ausführungsbeispieles als Ring ausgeführt ist, ist wie dieses i in
achsialer Richtung verschiebbar und kann gegenüber dem Getriebegehäuse in drei verschiedenen
Stellungen,
die aus Abb. 5, 7 und 8 ersichtlich sind, gegen Verschiebung gesichert werden. In
den beiden äußeren Stellungen (Abb. 7 und 8) ist das Mittelrad 0 auch gegen Dzehung
gesichert, während es in der Mittelstellung (Abb. 5) frei drehbar ist. Die zur Lagerung,
Verschiebung und Feststellung des Mittelrades O dienenden Teile entsprechen den
beim ersten Ausführungsbeispiele für das Mittelrad G vorgesehenen Teilen und bedürfen
daher keiner weiteren Erläuterung.
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Bei der in Abb.5 wiedergegebenen Mittelstellung des Mittelrades 0
steht seine Innenverzahnung mit den Umlaufrädern 11,T und mit der Außenverzahnung
des Mittelrades P zugleich in Eingriff. Bei der Drehung der Welle K wirken in diesem
Falle die beiden rückkehrenden Räderwerke kl, IIT, ET, 0 und kl, 1l, N, NI,
P - in gleicher Weise wie bei der aus Abb. i ersichtlichen Stellung der Gctriebetcile
die Entsprechenden Räderwerke - als starre Kupplung zwischen der treibenden Welle
K und der angetriebenen Welle L. Die beiden Wellen K und L drehen
sich also mit der gleichen WinkeIgeschwindigkeit. Die getriebene Welle hat in diesem
Falle ihre größte Winkelgeschwindigkeit.
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Soll das Getriebe auf die mittlere Geschwindigkeitsstufe umgeschaltet
werden, so wird das Mittelrad 0 in seine aus Abb. 7 ersichtliche Grenzlage gebracht,
in der Es gegenüber dem Getriebegehäuse festgestellt ist und in der seine Innenverzahnung
nur mit den Umlaufrädern N in Eingriff steht. Beim Betriebe versetzt das mit der
treibenden Welle K verbundene Sonnenrad kl die Umlaufräder N in Drehung, die hierbei
auf dem festgestellten Mittelrade 0 abrollen. Hierbei führt das den beiden rückkehrenden
Räderwerken hl, M, N, O und kl, h, N, NI-, P
gemeinschaftliche
Stegglied M, h eine Winkeldrehung um die Achse der Welle K aus, die sich unmittelbar
auf die Welle L überträgt. Die Zahnräder NI und P drehen sich ohne Einfiuß auf die
Bewegungsübertragung mit.
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Zwecks Umstellung des Getriebes auf die niedrigste Geschwindigkeitsstufe
wird das Mittelrad O in seine aus Abb. 8 ersichtliche Grenzlage übergeführt und
gegenüber dem Getriebegehäuse festgestellt. In dieser Lage steht die Außenverzahnung
des Mittelrades P mit der Innenverzahnung des festgestellten Mittelrades 0 in Eingriff.
Da die beiden Zahnräder 0 und P gleichen Teilkreisdurchmesser haben, so kann das
Mittelrad P keine Bewegung gegenüber dem Mittelrade 0 ausführen, es ist also durch
das Mittelrad 0 festgestellt.
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Die Drehung der Welle K überträgt sich dann durch das Rädergetriebe
kl, N auf die Umlaufräder NI, die auf dem Mittelrade P abrollen. Infolgedessen
führt das Stegglied 161, 1l eine Winkeldrehung um die Achse K aus, die sich, unmittelbar
auf die Welle L überträgt. Durch passende Wahl der Teilkreisdurchmesser der Zahnräder
NI und P kann ohne Schwierigkeit erreicht werden, daß in diesem Falle die Winkelgeschwindigkeit
der Welle L ihren kleinsten Wer t annimmt.
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Bei der in Abb. g .bis i= dargestellten dritten Ausführungsform des
Umlaufiäder-Wechselgetriebes sind mit der treibenden Welle Q zwei Sonnenräder q1
und q2 von verschiedenen Durchmessern starr verbunden. Die getriebene Welle 2Z trägt
eine Scheibe 71-, mit der unter Vermittlung von Schraubenbolzen s' eine zweite Scheibe
S verbunden ist, die durch die Bolzen s' in einem b--stimmten Abstande von der Scheiberl
gehalten wird. Die Scheibe S ist an ihrem äußeren Umfange mit einer Stirnradverzahnung
s3 versehen. An der Scheibe S sind Zapfen s2 befestigt, auf denen je ein Umlaufrad
T drehbar gelagert ist. Die Umlaufräder T stehen ständig mit dem Sonnenrade q2 in
Eingriff. Die Scheibe v' trägt Zapfen r', auf denen ständig mit dem Sonnenrade q1
in Eingriff stehende Umlaufräder U drehbar gelagert sind. Im Getriebegehäuse ist
ein als Ring ausgeführtes, mit Innenverzahnung versehenes Mittelrad V in achsialer
Richtung verschiebbar gefühlt, das in drei verschiedenen achsialen Stellungen gegen
Verschiebung gesichert werden kann. In der einen achsialen Grenzstellung (Abb. g),
in der es frei drehbar ist, steht es gleichzeitig mit der Verzahnung s3 der Scheibe
S und mit den Umlaufrädern T, in einer mittleren Stellung (Abb. =o), in der es gegenüber
dem Getriebegehäuse undrehbar ist, nur mit den Umlaufrädern T und in der anderen
Grenzstellung (Abb. =i), in der es gleichfalls gegenüber dem Getriebegehäuse undrehbar
ist, nur mit den Umlaufrädern U in Eingriff. Die zur Lagerung, Verschiebung und
Feststellung des Mittelrades V dienenden Teile entsprechen den beim ersten Ausführungsbeispiele
für das Mittelrad G vorgesehenen Teilen und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung.
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Zwecks Einstellung des Getriebes auf die höchste Geschwindigkeitsstufe
wird das Mittelr ad V in seine aus Abb. g ersichtliche Grenzlage gebracht, in der
es gegenüber dem Getriebegehäuse frei drehbar ist. Die Innenverzahnung des Mittelrades
V steht dann sowohl mit der Verzahnung s3 der Scheibe S als auch mit den Umlaufrädern
T in Eingriff. Bei der Drehung der Welle Q wirken in diesem Falle die beiden rückkehrenden
Räderwerke q2, S, T, V und q l, r1, U, V in gleicher Weise wie bei
der aus Abb. x ersichtlichen Stellung der Teile die entsprechenden Räderwerke des
ersten Ausführung" beispieles als starre Kupplung zwischen der treibenden Welle
Q und der angetriebenen Welle R.
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Zwecks Umstellung des Getriebes auf die 12, mittlere Geschwindigkeitsstufe
wird das Mittelrad V in seine in Abb. io dargestellte mittlere
Lage
gebracht, in der es gegenüber dem Getriebegehäuse undrehbarr ist. In dieser Stellung
stehen nur die Umlaufräder T mit dem Sonnenrade V in Eingriff. Beim Betriebe versetzt
das Mittelrad q2 die Umlaufräder T in Drehung, die hierbei auf dem feststehenden
Mittelrade V abrollen. Infolgedessen führt das den beiden rückkehrenden Räderwerken
gemeinsame Stegglied S, yl eine Winkeldrehung um die Achse der Welle Q aus, die
sich unmittelbar auf die Welle R überträgt. Die Räder q1 und U drehen sich hierbei
ohne Einfluß auf die Bewegungsübertragung mit.
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Soll das Getriebe auf die niedrigste Geschwindigkeitsstufe eingestellt
werden, so wird das Mittelrad V in seine aus Abb. zz ersichtliche Grenzlage gebracht,
in der es ebenfalls gegenüber dem Getriebegehäuse undrrehbaxr ist. In dieser Lage
stehen nur die Umlaufräder U mit dem Mittelrade V in Eingriff. Beim Betriebe rollen
jetzt die Räder U auf dem Mittelrade V ab, und das Stegglied S, y1 führt wieder
eine Drehung um die Achse der Welle Q aus, die sich unmittelbar auf die Welle R
überträgt. Durch passende Wahl des Teilkreisdurchmessers des Sonnenrades q1 läßt
sich ohne weiteres erreichen, das in diesem Falle das Übersetzungsverhältnis s einen
kleinsten Wert erhält.
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Das eben beschriebene Wechselgetrriebe hat den Vorteil, daß die drei
Stellungen des Mittelrades V, denen die höchste, die mittlere und die niedrigste
Geschwindigkeitsstufe entspricht, in gleicher Reihe aufeinanderfolgen, während bei
dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiele die mittlere Lage (Abb. z oder 5) der
Mchsten Geschwindigkeitsstufe entspricht.