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Planetenrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Die Erfindung
bezieht sich auf Planetenrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchen
der Übergang von einer Geschwindigkeit auf eine andere bzw. die unmittelbare Kupplung
der treibenden mit der getriebenen Welle mit Hilfe von durch Nocken einzustellenden
Bremsscheiben erfolgt.
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Gegenüber bekannten Planetenrädergetrieben hat die Erfindung ein Getriebe
dieser Art zum Gegenstand, welches sowohl in der Herstellung als auch in der -Handhabung
wesentlich einfacher ist, so daß nicht nur die Anschaffungskosten herabgemindert
werden, sondern gleichzeitig auch die Betriebssicherheit beträchtlich erhöht wird.
Erreicht wird dies gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß seitlich neben
den äußeren Zahnkränzen mit Spiel aufgesetzte Lamellen angeordnet und diese Zahnkränze
mit neben feststehenden Ringen des Gehäuses befindlichen Bremsscheiben ausgerüstet
sind und ferner die Lamellen durch eine unter Federdruck stehende, auf der angetriebenen
Welle verschiebbare Druckscheibe beeinflußt -werden, während die Bremsscheiben durch
zu ihnen gleichachsige Ringe, die durch die Nocken einer zur Lenkhandradv@elle gleichachsigen
Hohlwelle mittels Hebel =ünd Zugstangen achsial verschoben werden, gegen die feststehenden
Ringe gepreßt werden. -Der Erfindungsgegenstand ist auf der
Zeichnung
in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, und zwar zeigen: Abb. i einei Längsschnitt
durch das gesamte Getriebe mit Ansicht der Einstellglieder, Abb.2 einen Schnitt
durch die anzutreibende Welle mit den Scheiben zur Lagerung der Planetenräder in
größerem Maßstab, Abb. 3 die Draufsicht eines Teils der Einstellglieder, Abb. q.
und 5 geschnittene Einzelheiten abgeänderter Ausführungsformen von Bremsringen in
größerem Maßstab, Abb. 6 einen Schnitt durch die Druckscheibe in größerem Maßstab,
Abb. 7 eine mit Bezug auf Abb. i um 9o° gedrehte Ansicht und einen Schnitt des Getriebegehäuses
in größerem Maßstab und Abb. 8 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 7.
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Die treibende Welle i ruht mit ihrem freien Ende in einer Bohrung
der getriebenen Welle 2. Das Planetenrädergetriebe sitzt in einem geschlossenen
Gehäuse 3. Das Getriebe selbst hat an sich bekannte Bauart, d. h. auf der treibenden
Welle i ist eine Anzahl von Zahnrädern verschiedener Größe fest aufgekeilt, die
durch Planetenräder Zahnkränze derart antreiben, daß, wenn diese Zahnkränze einzeln
gebremst werden, die entsprechende Geschwindigkeit auf die getriebene Welle :2 übertragen
wird. So sitzt z. B. zunächst auf. der treibenden Welle i ein kleines Zahnrad q.,
welches ein Zwischenrad treibt, dessen Achse 6 frei drehbar in Scheiben 7, 8, 9
angeordnet ist. Auf der Achse 6 sitzt ein mit Zahnrad 5 verbundenes zweites Zahnrad
io, und auf dem Umfang der Scheiben 7, 8, 9 der getriebenen Welle :2 sind frei drehbar
Zahnkränze n und 12 mit Innenverzahnung angeordnet, die äußere, nur achsial verschiebbare,
sich mit den Zahnkränzen drehende Bremsscheiben 13 bzw. 14. aufweisen. Das Zwischenrad
5 steht mit dem Zahnkranz i i in Eingriff. Das auf der Achse 6 sitzende Zahnrad
io kämmt mit dem Zahnkranz 12. Da beide Planetenräder aber verschiedenen Durchmesser
haben, werden die Zahnkränze i 1, 12 mit verschiedenen Geschwindigkeiten in Umdrehung
versetzt. Solange die Zahnkränze i i, 12 auf den Umfängen der Scheiben 7, 8, 9 frei
drehbar sind, erfolgt keine Übertragung auf die getriebene Welle 2. Wird aber einer
der- Zahnkränze z i oder 12 gebremst, -so wird die dem Übersetzungsverhältnis zwischen
den Zahnrädern q., 5; 1i bzw. d., io, 12 entsprechende Umdre= hungsgeschwindigkeit
auf - die getriebene Welle 2 übertragen. In dem_ dargestellten Beispiel- ist. das
Getriebe für den Zahnkranz 12 dasjenige für die geringste Geschwindigkeit, dasjenige
für den Zahnkranz ii dagegen für die nächstfolgende höhere Geschwindigkeit. In ähnlicher
Weise ist auf der treibenden Welle i ein weiteres Zahnrad 15 angeordnet, welches
größer ist als das Zahnrad q. und welches durch ein Zwischenrad 16 mit einem Zahnkranz
17 mit Innenverzahnung in Eingriff' steht, der gleichfalls ei~e achsial verschiebbare
Bremsscheibe 18 aufweist. Weil hier ein großes Zahnrad 15 für den Antrieb benutzt
wird, ist daher die Geschwindigkeit für den Zahnkranz 17 noch größer als für den
Zahnkranz i i, so daß mithin auf diese Weise drei Geschwindigkeiten erzielt werden
können. Die Zahnkränze 11, 12, 17 laufen zweckmäßig nicht unmittelbar auf den Umfängen
der Scheiben 7, 8, 9 bzw. 1g, sondern auf Rollen oder Kugeln 2o, um Reibungsverluste
möglichst zu verhindern.
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Um auch Rückwärtsgang zu ermöglichen, steht das Zahnrad io nicht nur
mit dem Zahnkranz 12, sondern auch mit einem auf der getriebenen Welle 2 lose aufgesetzten
Zahnrade 2i in Eingriff, welches mit einer Scheibe 22 zweckmäßig ein Stück bildet.
Das durch das Zahnrad io getriebene Zahnrad 21 dreht sich natürlich im umgekehrten
Sinne wie der innen verzahnte Zahnkranz 12. Wird daher nunmehr die Scheibe 22 gebremst.
so wird die entgegengesetzte Drehung, also Rückwärtsgang, auf die getriebene Welle
2 dadurch übertragen, daß das Zah-irad io nunmehr in der entgegengesetzten Richtung
auf dem Zahnrade 21 abrollt.
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Die Erfindung betrifft eine neue Gestaltung zur Übertragung der vollen
Geschwindigkeit von der treibenden auf die getriebene Welle, und zwar ist die Vorrichtung
wie folgt ausgebildet: ' Auf dem rohrförmigen äußeren Ende der getriebenen Welle
2 sitzt eine Druckscheibe 23, die unter Wirkung einer Feder 2.4 steht. Letztere
stützt sich einerseits gegen die Druckscheibe 23, andererseits gegen eine in der
Scheibe 23 achsial bewegliche Muffe 25. Wird die Muffe 25 in achsialer Richtung,
und zwar in Abb. i nach rechts verschoben, so wird hierdurch unter Vermittlung der
Feder 2.4 ein Druck auf die Druckscheibe 23 ausgeübt, wodurch die Lamellen und Zahnkränze
aneinandergepreßt werden. Dieses Andrücken der Lamellenbremsen an die Zahnkränze
17, i i erfolgt dadurch, daß die Druckscheibe 23 in Abb. i nach rechts bewegt wird,
wobei sie mit ihrem Umfang unmittelbar auf die erste Lamelle 26 auftrifft und diese
seitlich andrückt. Hierdurch wird der Druck der mit geringem Spiel eingesetzten
Lamellen auf die folgende Lamelle 26' und auf den nächstfolgenden Zahnkranz -t1
übertragen. Dieser Zahnkranz preßt die Lamelle 26" an
den seitlichen
Ringansatz 7', welcher auf der Scheibe 7 befestigt ist. Durch diese Seitenverstellung
der Druckscheibe 23 nach rechts werden mithin zwei Zahnkränze mit den dazwischen
liegenden Lamellen zusammengepreßt und damit das ganze Getriebe mit den Zahnrädern
4 bzw. 15 der treibenden Welle i fest gekuppelt, so daß die Zahnräder nur als Kupplungsglieder
arbeiten und auch die nunmehr um ihre Achse sich nicht mehr drehenden Planetenräder
mit ihrer eigenen Geschwindigkeit die getriebene Welle 2 mitnehmen. Es ist natürlich
klar, daß wenn die Druckscheibe 23 in Abb. i nach links zurückbewegt wird, also
der Druck aufhört, diese Übertragung gleichfalls zu Ende ist.
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Es empfiehlt sich, die Mittel zur Herbeiführung dieses direkten Antriebes
in bestimmter Weise weiter auszubilden. Um zunächst die achsial verstellbare Druckscheibe
23, die lose auf der getriebenen Welle 2 sitzt, an deren Drehung teilnehmen zu lassen,
sind in die Scheibe i9 zwei oder mehrere Zapfen 27 eingeschraubt, welche parallel
zur treibenden `Felle i die Wand der Druckscheibe 23 durchdringen u@id dadurch diese
Scheibe zwingen, an der Drehung der Kardanwelle teilzunehmen. Am Ende der Zapfen
27 sitzen auf Drehzapfen 28 zweiarmige Hebel 29, 3 i, von denen der eine Arm 29
sich gegen einen Bund 30 der Druckscheibe 23 legt, während der zweite Arm
31 nach außen verlängert und in einer schrägen Nut einer verschiebbaren Scheibe
32 geführt ist. Beginnt die Scheibe 32 zwecks Herbeiführung des direkten Antriebes
der getriebenen Welle 2 sich nach rechts zu bewegen, so wird in der ersten Phase
dieser Bewegung, trotzdem die Feder 24 auf die Druckscheibe 23 einwirkt, noch keine
Verstellung dieser Druckscheibe erfolgen, weil einerseits der Arm 31 anfangs auf
dem glatten Umfang der Scheibe 32 weiterrutscht, andererseits der Arm 29 sich gegen
die Innenwandung der Druckscheibe 23 legt, also eine Verstellung dieser Scheibe
unmöglich ist. Sobald aber während der weiteren Rechtsbewegung der Scheibe 32 der
Arm 31 in die schräge Nut der Scheibe 32 eindringt, werden die beiden um die Bolzen
28 schwingenden Arme 29, 31 verstellt, derart, daß sich der Arm 29 von der Innenwand
der Druckscheibe 23 abbewegt, also nunmehr deren Verstellung zuläßt. Da inzwischen
aber die Feder 24 verhältnismäßig stark gespannt worden ist, wird die Druckscheibe
23 mit verhältnismäßig großer Kraft seitlich nach rechts verstellt und wirkt in
entsprechendem Maße auf die Lamellenscheibe 26, so daß die zugehörigen Zahnkränze
fest angepreßt werden.
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Obgleich durch die oben beschriebenen. Lamellenbremsen 26 die Zahnkränze
der einzelren Planetenrädergetriebe gebremst werden können, kann dies doch nur in
Verbindung mit der Druckscheibe 23 bzw. durch diese geschehen und auch nur in dem
Sinne, daß alle Zahnkränze gemeinsam gebremst werden. Um die einzelnen Zahnkränze
der Planetenrädergetriebe unabhängig voneinander bremsen zu können, müssen daher
besondere Mittel vor, gesehen werden. Wie schon oben erwähnt, ist jeder der Zahnkränze
11, 12, 17 mit einer besondere«i Bremsscheibe 13, 14 bzw. 18 versehen. Jede dieser
Bremsscheiben liegt einerseits zwischen einem der feststehenden Ringe 34, 35 und
36, die beispielsweise durch Schraubenbolzen 37 oder auf andere Weise mit dem Gehäuse
3 fest verbunden sind, und einem der beweglichen, parallel zur Längsachse des Getriebes
verstellbaren Ringe 38, 39 und 40. Wird beispielsweise der Ring 38 in Abb. i nach
rechts verschoben, so drückt er gegen einen Rand der Scheibe 22 und zugleich damit
die ganze Scheibe gegen den feststehenden Ring 34. Die Scheibe 22, die mit dem Rücklaufgetriebe
in Verbindung steht, wird daher gebremst, mit der Folge, daß durch das Getriebe
auf die getriebene Welle 2 Rückwärtsgang übertragen wird. Wird dagegen der bewegliche
Ring 38 in Abb. i nach links verschoben, so drückt er die am Zahnkranz 12 befestigte
Bremsscheibe 14 gegen den festen Ring 35 und bremst daher den Zahnkranz 12, mit
der Folge, daß nunmehr die kleinste Vorwärtsgeschwindigkeit auf die getriebene Welle
2 übertragen wird. In ähnlicher Weise wirkt die Verstellung des beweglichen Ringes
39, der bei Rechtsverschiebung in Abb. i die Bremsscheibe 13 des Zahnkranzes i i
bremst, indem er diesen gegen den festen Ring 35 andrückt, während er bei Linksverschiebung
den Zahnkranz 17 für die dritte Vorwärtgeschwindigkeit dadurch bremst, daß er die
Scheibe 18 gegen den festen Ring 36 andrückt. Der bewegliche Ring 40 schließlich
hat den Zweck, bei Linksverschiebung die Druckscheibe 23 von den Lamellenbremsen
26 abzudrücken.
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Die achsialen Verstellungen der oben erwähnten beweglichen Ringe erfolgen
nun durch Zugstangen öder Zugrohre, und zwar nach Maßgabe von Nocken, die auf einer
gemeinsamen Hohlwelle angeordnet sind, Urelche als Rohr auf die Lenkhandradwelle
aufgesetzt sein kann.
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41 ist beispielsweise die Lenkhandradwelle eines Kraftwagens, die
durch das Handrad 42 vom Führer des Fahrzeuges gedreht werden kann, Auf dieser Welle
sitzt konzentrisch eine Hohlwelle 43, für deren Drehung ebenfalls ein Handrad 44
vorgesehen ist. Die Drehung des Handrades 44 erfolgt zweckmäßig nach Maßgabe von
Rasten
und - sichtbaren Zeichen, aus denen insbesondere die jeweilige, für eine bestimmte
Stellung in Betracht kommende Geschwindigkeit erkennbar ist. Für die verschiedenen
verschiebbaren Ringe ist auf dieser Hohlwelle43 je ein; Nocken vorgesehen. Jeder
dieser Nocken besteht aus zwei Teilen, und zwar aus einer äußeren, unter Wirkung
einer Feder 46 stehenden Hülse 45 und einer inneren Hülse 4.7, die unter Wirkung
einer Feder 48 steht, welch letztere entgegengesetzt- zur Wirkung der Feder 46 auf
die zugehörige Hülse -einwirkt, derart, daß die beiden Teile des Nockens dauernd
nachgiebig gegeneinandergedrückt werden. In ähnlicher Weise sind auch die anderen
Nocken ausgebildet. In dem Nocken 49 gleitet der Zapfen eines um die Achse 5o schwingbaren
- zweiarmigen Hebels 51, dessen unterer Arm 52 mit den Enden zweier Zugstangen 53
verbunden ist. Die freien Enden dieser Zugstangen stehen mit an den verstellbaren
Ringen 38 vorgesehenen Ösen 38' in Verbindung, die, wie insbesondere aus den Abb.7
und 8 zu ersehen ist, in seitlich vorspringenden Ansätzen 3' des Getriebegehäuses
3 verschiebbar sind. Durch den Nocken 49 kann mithin dieser Ring in Abb. i sowohl
nach rechts als auch nach links verstellt werden. Durch den Nocken 5.4 wird ein
ähnlicher, um die Achse 55 schwingbarer zweiarmiger Hebel 56 beeinflußt,
dessen unterer Arm 57 mit an den beweglichen Ringen 39 angeordneten, ebenfalls in
den seitlichen Ansätzen 3' des Getriebegehäuses 3 (Abb. 7 und 8) -gleitenden Ösen
39' verbunden ist. Die Rohre 57 gleiten auf den Zugstangen 53.
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Die Bewegung des Ringes 4o erfolgt dagegen durch Zugstangen 58, die
durch einen um den Bolzen 59 schwingbaren Fußhebel 6o beeinflußt werden können und
in größerem radialen Abstand voneinander in den Ansätzen 3' des Getriebegehäuses
3 gleiten (Abb. 7 und 8). Dieser Fußhebel steht einerseits unter Wirkung einer Feder
61, andererseits ist er durch Zugstange 6 2 mit einem Winkelhebel
63 verbunden, der durch eine Zapfen- und Schlitzverbindung mit den Zugstangen
58 in Eingriff steht. Wird daher der Fußhebe16o niedergedrückt und in die in Abb.
i dargestellte Lage gebracht, so wird zunächst durch die beschriebenen Teile des
beweglichen Ringes 4o eine Verstellung herbeigeführt und damit die Druckscheibe
23 aus einem etwaigen Eingriff mit der Laniellenscheibe 26 gelöst. Der Fußhebel
6o steht aber unter Vermittlung es Winkelhebels 63 und durch Zugstangen 61. auch
mit den Hinterradbremsen eines -Kr aftfahrzeuges in Verbindung, so daß also beim
Niederdrücken des- Fußhebels 6o nicht nur die Druckscheibe 23 zurückgestellt und
somit gleichzeitig gebremst wird, sondern zugleich auch die Radbremen angezoge.a
werden und mithin das Kraftfahrzeug gebremst wird.
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Dazu ist es allerdings noch notwendig, auch eine Betätigung irgendeines
der Planetenrädergetriebe zu verhindern. Zu diesem Zweck sind die Hebel
5, und 56, durch welche die Zugstangen 53 und 37 bewegt werden können, über
die Nocken 49 und 54 hViaus verlängert und an ihren freien Enden mit, Rollen 65
und 66 ausgerüstet: Des weiteren ist der Fußhebel 6o im Bereich der Hebel 5 i und
56 mit einem zweiarmigen Hebel 67 ausgerüstet, der an seinen Enden eigenartig
ausgebildete Klauen 68 und 69 aufweist, welche ihrerseits an den Enden abgeschrägte
Flächen 70 tragen. Die durch die Klauen 68 und 69 gebildeten Ausschnitte
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können die an den Enden der Hebel 5 i und 56 sitzenden Rollen 65 und 66
aufnehmen. Wird daher der Fußhebel 6o niedergedrückt sofern durch einen der beweglichen
Ringe 38 und 39 vorher eins der zugehörigen Planetenrädergetriebe gebremst wurde,
um die entsprechende Geschwindigkeit auf die getrietene Welle 2 zu übertragen, wird
der zweiarmige Hebel 67 entsprechend herumgeschwungen, und der dann aus seiner normalen
Lage herausgedrückte Hebel 51 oder 56 trifft zunächst auf die zugehörige
Schrägfläche 7o und wird durch diese seitwärts verstellt, bis er durch Eindringen
in einen der Ausschnitte 71 seine neutrale Lage erhält, hei welcher der entsprechende
Ring 38 oder 39 ebenfalls ausgeschaltet ist, d. h. jegliche Beeinflussung des. zugehörigen
Planetenrädergetriebes unmöglich macht.
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Aus diesen Erwägungen ergibt sich also, düß mit dem Niederdrücken
des Fußhebels 6o alle Getriebeteile in die neutrale Lage zurückgebracht werden,
d. h., daß alles ausgeschaltet ist, sofern vorher irgendeine Geschwindigkeit auf
die getriebene Welle übertragen wurde, wird alles ausgerückt, und zugleich werden
mittels der Zugstangen 64 die Hinterräder des Fahrzeugs gebremst, so daß daher nicht
nur Ausschaltung des Motors, sondern auch Anziehung der beiden Bremsen (Kardan-
und Kapselbremse) erfolgt.
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Diese Wirkung des Fußhebels 6o kann aber auch ganz selbständig durch
einfache Drehung des Handrades- 44- herbeigeführt werden. - Zu diesem Zweck ist
auf der Hohlwelle 43 ein Nocken 72 angeordnet, der mit einem Nocken 73 -ausgerüstet
ist, welcher derart in der Bewegungsbahn des Fußhebels 6o liegt, daß er bei gewisser
Einstellung des Hanoirades 44. auf diesen Fußhebel einwirkt und ihn niederdrückt,
wodurch die -erwähnten @virküngen herbeigeführt werden.
Iii ähnlicher
Weise wie die beweglichen Ringe für die Planetenrädergetriebe wird auch die Scheibe
32 durch einen um den Bolzen 74 schwingbaren Hebel 7 5 durch einen ocker 76 verstellt.
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Die federnde Ausbildung der Nocket149, 54 erfolgt hauptsächlich zu
dem Zweck, das Andrücken der dadurch bewegten Teile, z. B. der beweglichen Ringe,
an die Bremsscheiben der äußeren Zahnkränze bzw. an die feststehenden Ringe federnd
und nachgiebig zu gestalten. Der gleiche Zweck kann aber auch auf andere Weise,
z. B. durch die aus den Abb.4 und 5 ersichtlichen Mittel, erreicht werden. Nach
Abb. 4. ist z. B. der feststehende Ring 35 am oberen Rande im Querschnitt dachartig
ausgebildet, und demzufolge hat der auf dem Zahnkranz i i befestigte Ring 13 eine
entsprechende Abbiegung, so daß er, wenn er durch den beweglichen Ring 39, der ebenfalls
an der zugehörigen Kante eine Abschrägung aufweist, gegen den feststehenden Ring
35 gedrückt wird und mit seinem abgebogenen Rande in gewissem Maße federn kann.
Diese Federungsmöglichkeit kann durch radiale Einschnitte in den Rand des Ringes
13 noch erhöht werden.
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Die Ausbildung dieser federnden Teile kann weiter nach Abb.5 in der
Weise getroffen werden, claß der feststehende Ring 3., aus zwei Teilen 35' und 35"
hergestellt wird, zwischen -welchen Federn 77 liege" so daß die Ringteile 35' und
35" nach Maßgabe der an der Gehäusewand angebrachten :Vasen 78 auseinandergedriickt
werden können. Die übrige Ausbildung ist die gleiche wie in Abb.4 jedoch zeigen
die zwischengeschalteten Federn 77, daß im starken Maße ein federndes Andrücken
erreicht werden kann.