DE374335C

DE374335C - Planetary gear transmission

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Publication number: DE374335C
Application number: DEB100444D
Authority: DE
Original assignee: AUGUSTE BRUNEL
Current assignee: AUGUSTE BRUNEL
Priority date: 1921-07-01
Filing date: 1921-07-01
Publication date: 1923-04-23

Description

Planetenräderwechselgetriebe. Planetenräderwechselgetriebe, bei welchen die in einer festen Scheibe der treibenden Welle gelagerten Umlaufräder die Kraft auf ein zentrales Sonnenrad der anzutreibenden Welle dadurch übertragen, daß Kurbelzapfen der Umlaufräder in eine zur gemeinsamen Wellenachse sowohl zentrisch wie exzentrisch einstellbare Nut eines Gleitringes fassen, sind bekannt. Während aber bei den bekannten Vorrichtungen, ohne Rücksicht auf die verwickelten kinematischen Vorgänge bei dem Umlauf der Planetenräderkurbeln in der Ringnut, ein starres, durch besondere Steuerung einsetzendes Kuppeln und Entkuppeln des gezahnten Kranzes mit seinem Umlaufradkörper vorgesehen ist, das die praktische Brauchbarkeit des Getriebes stark in Frage stellt, beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß nur durch ein zwischen Zahnrad und Umlaufradkörper eingeschaltetes Klinkengesperre mit selbsttätig wirkender Sperrung und -Entsperrung die Lösung für die Aufgabe bringt, die Umlaufräder bei ihrem Übergang in die Stellungen, wo sie abwechselnd als kraftgebende und lediglich mitgenommene Räder zu wirken haben, für diese jeweils eintretenden Funktionen geeignet zu machen.Planetary gear change transmission. Planetary gear change, in which the planetary gears mounted in a fixed disk of the driving shaft generate the power transferred to a central sun gear of the shaft to be driven in that crank pin of the planetary gears in one to the common shaft axis both centric and eccentric Hold adjustable groove of a sliding ring are known. But while with the known Devices, regardless of the involved kinematic processes in the Circulation of the planetary gear cranks in the ring groove, a rigid one, by special control incipient coupling and uncoupling of the toothed ring with its planetary gear body it is provided that the practical usability of the gearbox is strongly questioned, the invention is based on the knowledge that only by one between the gear and Revolving wheel body activated ratchet lock with automatic locking and unlocking brings the solution to the task of the planetary gears in their transition into the positions where they alternate as energizing and merely entrained Wheels have to work to make them suitable for these functions.

Diesem Klinkengesperre wird man zweckmäßig die Bauart geben, wie sie in der Beschreibung in zwei Ausführungsformen näher erläutert ist.This ratchet lock will be appropriately given the type of design is explained in more detail in the description in two embodiments.

In der Zeichnung ist in einem Ausführungsbeispiel der Erfindungsgegenstand dargestellt. Es zeigt Abb. z einen senkrechten Schnitt durch das Getriebe, Abb.2 einen Querschnitt nach der Linie X-X' der Abb. Z, Abb..3 eine schematische Ansicht der gelagerten vier Umlaufräder auf der Scheibenplatte, die von der treibenden Welle getragen wird.In the drawing, the subject of the invention is in one embodiment shown. It shows Fig. Z a vertical section through the gearbox, Fig.2 a cross section along the line X-X 'of Fig. Z, Fig..3 is a schematic view of the four rotating gears mounted on the disk plate, by the driving shaft will be carried.

Abb. 4 ist eine schematische Ansicht des Teils der Vorrichtung zum Steuern der exzentrischen Ringnut, Abb. $ eine schematische Ansicht, in der die im Getriebe sich abspielenden Bewegungsvorgänge erläutert sind, Abb. 6 die äußere Ansicht eines der Umlaufräder und des Gesperres, Abb.7 eine ähnliche Ansicht mit Teilschnitt.Fig. 4 is a schematic view of the Part of the Device for controlling the eccentric ring groove, Fig. $ A schematic view, in which the movement processes taking place in the transmission are explained, Fig. Figure 6 shows the external view of one of the planetary gears and the locking mechanism, Figure 7 a similar one Partial section view.

Die Welle A trägt in an sich bekannter Weise an ihrem Ende eine Scheibenplatte i, in der auf Kugeln 3 freilaufend die festen Achsen 2 von Umlaufscheiben q. gelagert sind. Im erläuterten Ausführungsbeispiel sind vier solcher Umlaufscheiben (in Abb.3 mit I, II, III, IV bezeichnet) vorgesehen; ihre Zahl kann indes vermehrt oder verringert werden. Jede der Umlaufscheiben q. besitzt, wie gleichfalls bekannt ist, einen Kurbelzapfen 5 auf der der Achse 2 entgegengesetzten Seite, der in die Ringnut 7 eines Kranzes 6 faßt.The shaft A carries a disk plate at its end in a manner known per se i, in which the fixed axes 2 of rotating disks q running freely on balls 3. stored are. In the illustrated embodiment, four such rotating disks (in Fig. 3 designated with I, II, III, IV) provided; their number can, however, be increased or decreased will. Each of the rotating disks q. as is also known, has a crank pin 5 on the opposite side of the axis 2, which is in the annular groove 7 of a ring 6 holds.

Der Kranz 6 läuft, wie ebenfalls bekannt ist, unter Zwischenschaltung von Kugeln 8 auf einem mit zentralem, jedoch exzentrischem Längsschlitz 9 versehenen bundähnlichen Zwischenstück 16, das in seiner Lage zu der geometrischen Achse der angetriebenen Welle B verschoben werden kann, in welchem Falle sich natürlich auch die Lage des Kranzes 6 zu der genannten Welle ändert. Das Zwischenstück 16 hat ferner Vorsprünge 17, 171, die in einer in der senkrechten Deckelwandung des die ganze. Vorrichtung einschließenden Gehäuses io angeordneten Nut ig gleiten.The ring 6 runs, as is also known, with the interposition of balls 8 on one provided with a central, but eccentric longitudinal slot 9 collar-like intermediate piece 16, which is in its position to the geometric axis of the driven shaft B can be moved, in which case of course also the position of the ring 6 changes to the shaft mentioned. The intermediate piece 16 also has Projections 17, 171, which in one in the vertical top wall of the whole. Device enclosing housing io slide arranged groove ig.

Das Zwischenstück 16 bildet ein Exzenter, das in einer gegen die Deckelwand des Ge- I häuses io sich sfützenden Kreisplatte 18 gelagert ist. Mit Hilfe eines Hebels ii, wie er i in Abb. i angedeutet ist, läßt sich eine relative Drehbewegung zwischen der Kreisplatte C 18 und dem Exzenter 16 vollziehen, wodurch sich das letztere entlang des Längsschlitzes g relativ zur angetriebenen Welle B verschiebt, die in der Deckelwand des Gehäuses ro gelagert, auf ihrem äußeren Ende ein festsitzendes Rad 12 trägt. Dieses steht mit gezahnten Kränzen 13 in Eingriff, die auf den Umlaufscheiben q. unter Einschaltung von Kugeln 14 frei laufen. Endlich ist ein Gesperresystem 15 vorgesehen, das die Übertragung der von den Umlaufscheiben .1 empfangenen Drehung auf die gezahnten Kränze vollzieht.The intermediate piece 16 forms an eccentric, which in one against the cover wall of the housing is mounted on the circular plate 18 which is seated on one another. With help of a Lever ii, as indicated i in Fig. I, allows a relative rotational movement between the circular plate C 18 and the eccentric 16 complete, whereby the latter moves along the longitudinal slot g relative to the driven shaft B, which in the top wall of the housing ro mounted, on its outer end a tight fit Wheel 12 carries. This is in engagement with toothed rings 13 on the rotating disks q. run freely with the involvement of balls 14. Finally there is a locking system 15 provided that the transmission of the rotation received from the revolving disks .1 on the toothed wreaths.

Die Arbeitsweise des Getriebes ist folgende Die treibende Welle A dreht sich in der Richtung des Pfeiles f und nimmt die Achsen der Umlaufscheiben q. mit sich. Die Kurbelzapfen 5, deren zwangläufige Verschiebung durch die Ringnut 7 gegeben ist, bestimmen die Drehung der Umlaufscheiben q. um ihre Achsen 2, gleichfalls in Richtung der Pfeile f. Jede Umlaufscheibe kommt nacheinander an die Orte I, II III usw. ; jeder Kurbelzapfen verschiebt sich in der Ringnut ohne großen Reibungsverlust, da der Kranz 6 als Träger der Ringnut auf Kugeln läuft. Man kann auch diese Kurbelzapfen mit besonderen Hülsen ausstatten, um ihre Abnutzung auf das geringste Maß zu beschränken.The mode of operation of the gearbox is as follows: The driving shaft A. rotates in the direction of arrow f and takes the axes of the rotating disks q. with himself. The crank pin 5, their inevitable displacement through the annular groove 7 is given, determine the rotation of the rotating disks q. about their axes 2, likewise in the direction of the arrows f. Each rotary disk comes to locations I, II one after the other III etc.; each crank pin moves in the ring groove without great loss of friction, since the ring 6 runs on balls as a carrier of the annular groove. You can also use these crank pins equip them with special sleeves to reduce their wear and tear to a minimum.

Wenn die Achse einer Umlaufscheibe im i Punkt p1 (Abb. 5) und der Kurbelzapfen im Punkt ml liegt, so entspricht die Winkellage des Radius p1-ml der Stellung der Zapfen und 2 der oberen Umlaufscheibe in Abb. 2. In der Stellung II (Abb. 5) befindet sich die Achse 2 im Punkt P2 und der Kurbelzapfen 5 im Punkt m2. Zieht man zu dem Radius P.-ml im Kreis I parallel einen Radius im Kreis II (in Abb. 5 Strichlinie), so entsteht der Winkel w2, der der Winkelverschiebung entspricht, die die Umlaufscheibe auf dem Wege von P1 nach P2 erfahren hat. Aus der Stellung III ersieht man den Winkel w3, der sich aus der Verschiebung der Umlaufscheibe bei ihrem Übergang von der Stellung II in die Stellung III ergibt. Die Winkelverschiebungen w4, Ws, wg, denen die Umlaufscheibe auf dem rechten Halbkreis unterworfen ist, fallen dagegen, wie Abb.5 zeigt, immer kleiner aus.If the axis of a rotating disc at i point p1 (Fig. 5) and the If the crank pin lies at point ml, the angular position of the radius p1-ml corresponds to Position of the pins and 2 of the upper rotating disc in Fig. 2. In position II (Fig. 5) the axis 2 is at point P2 and the crank pin 5 at point m2. If one draws a radius in circle II parallel to the radius P.-ml in circle I (in Fig. 5 dashed line), the result is the angle w2, which corresponds to the angular displacement, which the rotary disc experienced on the way from P1 to P2. From the position III you can see the angle w3, which results from the displacement of the rotating disk at their transition from position II to position III results. The angular displacements w4, Ws, wg, to which the rotating disk on the right semicircle is subject, fall on the other hand, as Fig. 5 shows, it is always smaller.

Hieraus ergibt sich, daß auf dem vollen Kreisumlauf einer Achse 2 sich der Kurbelzapfen um diese um einen gewissen Winkel gedreht hat, der bestimmt wird durch die Exzentrizität der Nut 7 in bezug auf die geometrische Achse der Welle A.From this it follows that on the full circle of an axis 2 the crank pin has rotated around this by a certain angle that determines is due to the eccentricity of the groove 7 with respect to the geometric axis of the shaft A.

Nimmt man vier Umlaufscheiben an (I, II, III, IV), die in einem Abstand von je go' voneinander gelagert sind, so werden Winkelgeschwindigkeiten W (I), W (II), W (III), W (IV) entstehen. Wenn W (I) die maximale Ge- i schwindigkeit ist, so wird naturgemäß der dem Kranz 13 erteilte Antrieb die maximale Geschwindigkeit, durch die Umlaufscheibe I in Richtung des Pfeiles f1 (s. Abb. 5) vermittels des zentralen Rades i2 auf die Welle B über tragen. Die anderen Kränze drehen sich mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist als W (I) entspricht, und die Folge davon ist, daß, da sie dauernd mit dem Rade 12 in Eingriff sind, von diesem mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit mitgenommen werden wie jener, die sie als zentrale Elemente mit den Winkelgeschwindigkeiten W (II), W (III), W (IV) besitzen, demzufolge eine Entsperrung stattfindet, und dieser Zustand dauert so lange, bis die mit der Platte i umlaufende Scheibe q. sich auf dem linksseitigen Halbkreis befindet, wo der Radius für die maximale Geschwindigkeit zur Geltung kommt. Man erkennt hieraus, daß die Umlaufscheibe q. (I) aufhört als das eigentliche kraftliefernde Glied zu wirken, sobald die Umlaufscheibe 4 (1I) sich an ihren Ort begeben hat und nach dieser wiederum die anderen Umlaufscheiben die Stellung der vorigen eingenommen haben.Assuming four rotating disks (I, II, III, IV), which are mounted at a distance of go 'from each other, angular velocities W (I), W (II), W (III), W (IV) will arise . If W (I) is the maximum speed, the drive given to the ring 13 naturally becomes the maximum speed through the rotary disk I in the direction of the arrow f1 (see Fig. 5) by means of the central wheel i2 on the shaft B carry over. The other rims rotate at a speed which is less than W (I), and the consequence of this is that, since they are constantly in engagement with the wheel 12, they are entrained by it at a higher angular speed than those which do they have as central elements with the angular velocities W (II), W (III), W (IV), as a result of which an unlocking takes place, and this state lasts until the disk q rotating with the plate i. is on the left-hand semicircle, where the radius for maximum speed comes into play. It can be seen from this that the rotating disk q. (I) ceases to act as the actual force-supplying member as soon as the rotary disk 4 (1I) has moved to its place and after this the other rotary disks have again assumed the position of the previous ones.

Die Übertragung der Kraft auf die Welle B vollzieht sich also dauernd, ununterbrochen und- gleichförmig. -Um die von der Welle B zu empfangende Geschwindigkeit in einer fortschreitenden Weise zu ändern, genügt es, die Lage der Nut 7 zu verstellen, indem das Exzenter 16 entsprechend gesteuert wird. An die Stelle des Exzenters nebst dem Hebel 11 könnte jede andere mechanische Einrichtung treten, die dern Zwecke dient, die relative Lage der Ringnut 7 zu der Welle B zu ändern.The transmission of the force to wave B takes place continuously, continuous and uniform. -To the speed to be received by wave B. to change in a progressive manner, it is sufficient to adjust the position of the groove 7, by controlling the eccentric 16 accordingly. In place of the eccentric as well the lever 11 could be any other mechanical device that serves the purpose serves to change the position of the annular groove 7 relative to the shaft B.

Es ist zu bemerken, daß sich die Welle A in einer zum Pfeile f entgegengesetzten Richtung drehen könnte, ohne daß eine bemerkenswerte Änderung in der Wirkung, abgesehen von der Umkehrung, eintreten würde. Die Kurbelzapfen können von den Achsen ihrer Scheiben vor sich her »gestoßen« (wie in Abb.2 und 5) oder nach sich »gezogen« werden.It should be noted that the wave A runs in an opposite direction to the arrow f Direction could turn without a noticeable change in effect, aside of the reversal, would occur. The crank pins can move from the axes of their Discs are “pushed” in front of you (as in Fig. 2 and 5) or “pulled” after you.

Am Umfange der Umlaufscheiben 4 sind ovale Ausschnitte 2o vorgesehen (Abb. 6), die zur Aufnahme von Kugeln 21 dienen. Die Kugeln stehen unter dem Druck von Federn 22, die in Ausnehmungen 23 eingelegt sind. Die Kugeln 21 werden unter dem Einfluß der Federn 22 in Rillen 24 gedrückt, die in entsprechender Anzahl auf der inneren Ringfläche der Kränze 13 ringsum verteilt sind. Die Zahl dieser Rillen bestimmt sich aus einem gewissen vielfachen der Anzahl der Bälle und eine Rille hinzugerechnet. Im vorliegenden Falle gibt es 21 Rillen und 4 Bälle oder Kugeln (21= 4 X 5 -I-1).Oval cutouts 2o are provided on the circumference of the rotating disks 4 (Fig. 6), which are used to hold balls 21. The balls are under pressure of springs 22 which are inserted into recesses 23. The balls 21 are under the influence of the springs 22 pressed into grooves 24, the corresponding number the inner annular surface of the rings 13 are distributed all around. The number of these grooves is determined from a certain multiple of the number of balls and a groove added. In the present case there are 21 grooves and 4 balls or spheres (21 = 4 X 5 -I-1).

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende 1. Bei der Drehrichtung des Rades 12 in Richtung des Pfeiles f, werden die Kugeln 21 fortschreitend nach dem Boden ihrer Ausnehmung zu, durch die Kanten 25 der Rillen 24 zurückgestoßen. Der Kranz 13 ist hiernach »entsperrt«. Die Lage der vier Kugeln ist infolge der vorgesehenen Anzahl der Kanäle verschieden, und zwar deshalb, weil jede von ihnen in bezug auf die andere Spannung um ein Viertel der Länge einer Rille zurückbleibt.The mode of operation of this arrangement is as follows: 1. The direction of rotation of the wheel 12 in the direction of arrow f, the balls 21 are progressively following the bottom of their recess, pushed back by the edges 25 of the grooves 24. The wreath 13 is then "unlocked". The position of the four balls is due to the provided number of channels different because each of them with respect to the other stress is left by a quarter of the length of a groove.

2. Dreht sich das Rad 12 in Richtung des Pfeiles f (Abb. 6), so werden die unter dem Druck der Federn 22 stehenden Kugeln 21 auf den Boden der Ausnehmungen zurückgedrängt und liegen eingeklemmt zwischen der halbkreisförmigen Fläche der Ausnehmungen und der Kante der Rillen. Hieraus folgt, daß wenigstens eine von ihnen einen Rückstoß von einem Viertel der Rille bewirkt, um vollständig eingeklemmt zu sein. Bei 21 Rillen findet also der Angriff genau in der Zeit von der Umdrehung statt.2. If the wheel 12 rotates in the direction of arrow f (Fig. 6), then the balls 21 under the pressure of the springs 22 on the bottom of the recesses pushed back and sandwiched between the semicircular surface of the Recesses and the edge of the grooves. It follows that at least one of them A recoil of a quarter of the groove causes it to be completely pinched be. With 21 grooves the attack takes place exactly in the time of the revolution instead of.

Eine teilweise abgeänderte Anordnung zeigt die Abb.7, bei der jede Kugel von einer Rolle 26, die in eine passende Ausnehmung der Umlaufscheiben 4 eingelassen ist, gehalten wird. Diese Rolle ist in ihrem unteren Teil ausgeschnitten, um eine Angriffsfläche für die Stahlfeder 27 zu bieten, die das Bestreben hat, die Rolle und damit auch die Kugel 21 in Richtung des Pfeiles t zu drehen. Jede Rille ist von zwei verschieden gekrümmten, ineinander übergehenden Bogen gebildet. Der eine Bogen 28 entspricht dem Radius der Kugel und der andere 29 ist von geringerer Krümmung. Unter dem Druck der Feder 27 beschreibt die Kugel 21, während sie sich in Richtung des Pfeiles t bewegt, einen Bogen, dessen Radius größer ist als der des Bogens 29, demzufolge auf einen gewissen Teil ihrer Bewegung eine Klemmung eintreten wird. Für jeden Geschwindigkeitsfall erfolgt die Einrückung völlig stoßfrei lediglich durch Druck.A partially modified arrangement is shown in Fig. 7, in which each Ball from a roller 26 which is let into a suitable recess in the rotating disks 4 is held. This roll is cut out in its lower part to make a To offer attack surface for the steel spring 27, which has the aim of the role and thus also to rotate the ball 21 in the direction of the arrow t. Every groove is formed by two differently curved, merging arches. The one Arch 28 corresponds to the radius of the sphere and the other 29 is of lesser curvature. Under the pressure of the spring 27 describes the ball 21 while moving in the direction of the arrow t moves an arc, the radius of which is greater than that of the arc 29, consequently some part of their movement will be jammed. For each speed case, the engagement is simply completely bumpless by pressure.

Claims

PATENT CLAIMS i. Planetary gear change gear, with which crank pin the planetary gears mounted in a fixed disk of the driving shaft into the sliding groove one to the axis of the driven sun gear both centric and eccentric adjustable Grasp ring, characterized in that between the outer toothed ring rim (13) and the inner cylindrical body (4) of each planet wheel an automatically effective ratchet lock is switched on.

2. Planetary gear change gear according to Claim 1, characterized by a number on the circumference of the planetary gear bodies (4) balls (15, 2r) embedded in recesses (2o) under spring pressure a corresponding number distributed around the inner circumference of the wheel rims (z3) Grooves (24).

3. planetary gear change transmission according to claims 1 and 2, thereby characterized in that the grooves (24) are curved according to two different arcs (28, 29) are and the ball (21) in a spring-loaded, in turn in the circulating body (4) movably embedded role. (26) lies.