DE538955C

DE538955C - UEbersetzungsgetriebe

Info

Publication number: DE538955C
Application number: DE1930538955D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-02-08
Filing date: 1930-02-08
Publication date: 1931-11-19

Description

AUSGEGEBEN AM
19. NOVEMBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 538955 KLASSE 47 h GRUPPE

Olaf Kristoffersen in Oslo

Übersetzungsgetriebe Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Februar 1930 ab

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Übersetzungsgetriebe, bei welchem die Kraft von der Antriebswelle aus auf die getriebene Welle durch eine Differentialübersetzung übertragen wird, wobei die Übertragung durch eine dynamoelektrische Maschine irgendeiner Art gesteuert wird.

Es ist mehrfach ohne Erfolg versucht worden, eine unendliche Geschwindigkeitsübersetzung zu erreichen, und bei einem der erfolgreichsten dieser Versuche wurde eine Dynamomaschine zwischen der Antriebsmaschine und der getriebenen Welle vorgesehen. Die Kosten dieser Dynamomaschine waren jedoch auf Grund der großen Ausmaße und des großen Gewichtes zu groß, so daß

nicht einführte und wieder üblich

diese Ausführung sich

die alte Räderübersetzung
wurde.

Eine der Absichten dieser Erfindung ist, Mittel zu finden, mit deren Hilfe die Größe der Dynamomaschine bedeutend herabgesetzt werden kann und somit die oben angeführten zwei Nachteile bei den bekannten magnetischen Übersetzungen vermieden werden können.

Nach der Erfindung wird eine Übersetzung geschaffen, bei welcher die Antriebsmaschine das Gehäuse einer Differentialübersetzung mit zwei starr verbundenen Zahnrädern mit verschiedener Zahnzahl in Umdrehung setzt, wobei die Läuferwelle der Dynamomaschine durch eine Übersetzung in Eingriff mit dem größeren und der Ständer der Maschine in Eingriff mit dem kleineren dieser Zahnräder ist, indem der Ständer gleichzeitig einen Teil der getriebenen Welle bildet oder mit dieser verbunden ist, so daß die Kraft der Antriebsmaschine ungleichmäßig zwischen den beiden sich drehenden Elementen, dem Läufer und dem Ständer, verteilt wird, so daß die elektromagnetische Kraft, die zwischen den beiden notwendig ist, um das erforderliche Kraftmoment auf die getriebene Welle übertragen zu können, bedeutend kleiner sein wird als die Kraft der Antriebsmaschine oder die Kraft, die auf die getriebene Welle übertragen ist.

Um das bessere Verständnis der Erfindung herbeizuführen, ist sie im nachstehenden unter Hinweis auf ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel, das in keiner Weise in den Einzelheiten bindend ist, beschrieben.

In der dieses Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ist Fig. 1 ein Schnitt durch ein Übersetzungsgetriebe gemäß der Erfindung in einer Stellung, bei der die Kraft von der Treibwelle direkt auf die getriebene W^Telle ohne Änderung der Geschwindigkeit überführt wird; Fig. 2 zeigt einen entsprechenden Schnitt, in dem die Kupplung zum Ausführen einer selbsttätigen Übersetzungsregulierung zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle eingestellt ist.

Fig. 3 ist ein Schnitt, nach dem die Kupplung derart eingestellt ist, daß die getriebene Welle in der entgegengesetzten Richtung in einem festen Übersetzungsverhältnis zu der S Antriebswelle umlaufen wird.

Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. ι in doppeltem Maßstabe, und sie stellt eine Einzelheit dar.

Xach der Zeichnung besteht die Über-ίο Setzung aus einer Kupplungsvorrichtung i, einem Differentialgetriebe 2 und einer Elektrodynamo3. Die Antriebswelle 4 steht mit der äußeren Hülse 5 der Kupplung r in direkter Verbindung, welche innen konisch ausgebildet ist. Der Kupplungskreis 6 wird mittels Schraubenfedern 7 und 8 an die Kupplung 5 angedrückt, welche gegen eine Scheibe 9 anliegen, die wiederum gegen einen Flansch 10 auf der Nabe 1 r der Kupplung 6 drückt. Zwischen dem Flansch 10 und der Scheibe 9 sind, um die Reibung herabzusetzen, Kugellager 12 vorgesehen.

Das Differentialgetriebe 2 hat eine äußere Ringfläche 13, und ist mit ihm eine Nabe 14 im Rahmen 15 mittels Kugellager 16 gelagert. Die Nabe 14 hat eine Verlängerung 17, die auf der Außenseite mit Keilen oder Längsrippen 18 versehen ist. Die Naben der Kupplung 6 hat entsprechende Nuten 19. Die Kupplung 6 ist somit gegenüber dem Differentialgetriebe 2 verschiebbar, aber nicht verdrehbar.

In dem Differentialgetriebe 2 sind auf einem im Kugellager 21 drehbaren Zapfen 20 ein großes Kegelrad 22 und ein kleineres Kegelrad 23 befestigt. Das erstgenannte Zahnrad 22 steht mit einem Zahnrad 24 in Eingriff, welches mittels axialer Rippen 26 mit entsprechenden Rippen auf einer Welle 27 in Eingriff steht, welche axial verschiebbar in einem Kugellager 28 in der Kupplung und in einem Kugellager 29 des Ständers 30 der elektrodynamischen Maschine gelagert ist.

Die Antriebskraft wird somit vom Zahnrad 22 auf die Welle 27 durch das Zahnrad 24 übertragen. Das andere Zahnrad 23 steht mit einem Zahnrad 61 in Eingriff, welches auf der Welle 27 geführt ist und dessen Nabe 31 in einem Kugellager 32 im Rahmen 33 gelagert ist. Die Nabe 31 ist mit dem Ständer 30 (Stator) des elektrodynamischen Teils fest gekuppelt, so daß die Treibkraft vom Zahnrad 23 durch das Zahnrad 61 und die Nabe 31 auf den Ständer 30 der Dynamo übertragen wird.

Die Welle 2~j trägt innerhalb der Kupplung ι eine Kupplung 34, die einerseits zum Anliegen gegen die Innenseite der Kupplung 6 zwecks Verbindung der Welle 27 mit dem Gehäuse 2 eingerichtet ist und die außerdem eine Kupplungsscheibe 35 besitzt, die zur Verbindung der Welle 27 mit der Antriebswelle 4 gegen eine entsprechende Kupplungsscheibe 36 der Kupplung 5 angepreßt wird. Der. Zweck der erwähnten Kupplung ist, das Differentialgetriebegehäuse 2 mit der Welle 27 und damit die Antriebswelle mit der getriebenen Welle 57 unmittelbar zu kuppeln.

Diese Kupplung kann auch weggelassen und durch eine Freilaufkupplung bekannter Konstruktion ersetzt werden, z. B. durch eine Sperradvorrichtung, wodurch verhindert wird, daß der Läufer langsamer umläuft als der Ständer.

Die Kupplung 34 ist an der Welle 27 mittels eines Keiles 37 befestigt und kann mittels Stangen 38 verschoben werden, die eine Scheibe 39 (die mittels eines Kugellagers 40 gegen die Kupplung 34 anliegtj mit einer Muffe 41 verbinden, in die ein gabelförmiger Hebel 43 eingreift.

Die Stangen 38 können durch Aussparungen 44 (Fig. 4) in dem ringförmigen Flansch 10 der Kupplung 6 frei hin und zurück gleiten. Der in der Zeichnung nur mit punktierten Linien dargestellte Hebel kann an einem Punkt 45 schwingbar befestigt und mit einem Handgriff 46 versehen sein. Von einem Punkt 47 aus geht ein Gelenk 48 zu einem Bremsband 50, das gegen die Außenseite der go Differentialgetriebehülse 13 anliegt. An dem anderen Ende ist die Welle 27 mit einem Läufer 51 versehen, der auf der Welle festgekeilt ist.

Der Läufer 51 und die Welle werden nach der Zeichnung mittels einer Schraubenfeder 53 auf der rechten Seite gehalten. Die Welle 27 ist im Ständer 30 in einem Kugellager 54 gelagert. Der Ständer 30 des Dynamos hat Pole 5.5 mit Wicklungen 56 und ist ebenso wie der Magnetkern des Läufers 51 konisch. Die Schaltung der Dynamomaschine kann in beliebiger Weise ausgeführt werden.

Mit dem Ständer 30 ist die getriebene Welle 57 fest verbunden.

Die Wirkungsweise der Übersetzungsvorrichtung ist folgende:

Zuerst wird die Verbindung zwischen der Antriebswelle 4 und dem übrigen Teil des Mechanismus ausgeschaltet. Dies erfolgt nach der Zeichnung durch Nachrechtsführen des Handgriffes 46, wodurch erst die Kupplung 34 und danach die Kupplung 6 aus ihrer Verbindung mit der Kupplung 5 gelöst wird. Die Antriebswelle und die Kupplung 5 werden dann frei umlaufen. Wenn die getriebene Welle 57 in Umlauf versetzt werden soll, wird der Handgriff 46 nach links in der Zeichnung zu der Stellung geführt, die in Fig. 2 gezeigt ist. In dieser Stellung ist Reibungskontakt zwischen der Kupplung 5 und der Kupplung 6, während die Kupplung 34 leer

_mläuft. Die Treibkraft von der Welle 4 wird dadurch durch die Kupplungen 5 und 6 auf die Nabe 17 und ferner auf das Gehäuse des Differentialgetriebes 2 übertragen, wodurch dieses in Umlauf versetzt wird. Die Zahnräder 22 und 23 werden somit in an sich bekannter AVeise die Kraft auf den Zahnrädern 24 und 6i verteilen. Das Zahnrad 24 ist mittels der Nuten 26 mit der Welle 27 gekuppelt,

ίο auf welcher der Läufer 51 der Dynamomaschine befestigt ist. Das Zahnrad 61 steht mit dem Ständer 30- der Dynamomaschine und mit der getriebenen Welle 57 in Verbindung, welche infolge der Übersetzung langsamer umlaufen als die Welle 27 mit dem Läufer.

Durch die elektromagnetische Wirkung zwischen Ständer und Läufer wird die Welle 27 mit dem Zahnrad 24 das Zahnrad 22 und folglich auch das Zahnrad 23 abbremsen, welches mit dem Zahnrad 22 fest verbunden ist. Das Übersetzungsverhältnis der getriebenen Welle wird dadurch der Belastung angepaßt werden, indem immer zwischen dem Drehmoment, das auf beide umlaufende Teile verteilt wird, Gleichgewicht vorhanden sein muß. Damit die Ausmaße der Dynamo nicht zu groß werden, ist die Anzahl der Zähne im Zahnrad 22 beträchtlich größer als die Anzahl der Zähne im Zahnrad 23. Die Welle 27 wird deshalb unter allen Umständen mit größerer Geschwindigkeit als der Ständer umlaufen, solange die Kupplung 4/5 nicht eingerückt ist.

Bei gleichbleibender Belastung, der getriebenen Welle 57 kann die Übersetzung außer Kraft gesetzt werden. Dies wird durch Einstellen der Kupplungen, wie in Fig. 1 gezeigt, bewirkt. Hier wird die Welle 2"j direkt in Verbindung mit der Antriebswelle 4 über die Kupplung 34/6/5 geschaltet. Das Differentialgetriebe 2 und die Dynamomaschine 3 mit der getriebenen Welle 57 werden alle in derselben Richtung mit derselben Drehzahl wie die Antriebswelle 4 umlaufen.

Wenn die getriebene Welle 57 in entgegengesetzter Richtung umlaufen soll, wird der Handgriff 46 ganz nach rechts gerückt, wie in Fig. 3 gezeigt. In dieser Stellung wird die Kupplung 34 gegen die Scheibe 36 der Kupplung" 5 gepreßt. Gleichzeitig wird das Bremsband 50 angezogen, so daß ein Umlaufen des Differentialgehäuses verhindert wird.

Ferner wird die Kupplung 6 aus ihrer Verbindung mit der Kupplung 5 dadurch ausgeschaltet, daß die Muffe 41 den Flansch 10 und die Kupplung 6 nach links hinüberdrückt. In dieser Stellung wird die Antriebskraft von der Antriebswelle 4 direkt auf die Welle 2¹J übertragen, die durch das Zahnrad 24 das Zahnrad 22 in Umlauf versetzt. Da das Differentialgetriebe 21 mit angezogenem Bremsband 50 nicht umlaufen kann, wird dieses Drehmoment durch das Zahnrad 23 auf das Zahnrad 61 und den Ständer der Dynamomaschine mit der getriebenen Welle 57 übertragen, welche in entgegengesetzter Richtung entsprechend dem Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 24, 22, 23 und 61 umlaufen wird.

Bei der selbsttätigen Regelung des Über-Setzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle 4 und der getriebenen Welle 57 kann es erwünscht sein, das magnetische Verhältnis zwischen dem Läufer und dem Ständer der Dynamo 3 zu variieren. Dies kann entweder mittels eines außen vorgesehenen regulierbaren Widerstandes über die Bürsten 58 und geschehen, oder die Regelung kann dadurch erfolgen, daß der Luftspalt zwischen Ständer und Läufer durch Verschieben der Welle 27 in der Längsrichtung geändert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Übersetzungsgetriebe mit Ausgleich zwischen Antriebskraft und Belastung durch ein Planetengetriebe, welches das Drehmoment auf die getriebene Welle und die Welle einer Dynamomaschine verteilt, wobei ein Teil der Dynamomaschine, z. B. der Ständer an der getriebenen bzw. treibenden Welle, befestigt ist und mit derselben umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Planetengetriebe und der Dynamowelle erheblich größer ist als zwischen dem Planetengetriebe und der getriebenen Welle.

2. Übersetzungsgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer der Dynamomaschine an einer in der Längsrichtung verschiebbaren Welle befestigt ist und daß der Magnetkern der Dynamomaschine konische Form hat, so daß eine Längsverschiebung des Läufers den Luftspalt zwischen dem Läufer und dem Ständer regeln wird.

3. Übersetzungsgetriebe nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Kupplung f34/6/5), die die Bewegungsfreiheit der Läuferwelle im Verhältnis zum Ständer sperren kann, wodurch die Übersetzung aufgehoben wird und die Antriebswelle und die getriebene Welle mit gleicher Umdrehungszahl umlaufen.

.4. Übersetzungsgetriebe nach Anspruch ι bis 3, gekennzeichnet durch die Anordnung einer Kupplung (5/6) zwischen der Antriebswelle und dem Planetengetriebe und einer Kupplung (35/36) zwischen der Antriebswelle und der Läuferwelle und einer Sperrvorrichtung

—■ ζ. B. ein auf das umlaufende Planetengehäuse einwirkendes Bremsband (50) —, welche zusammen ermöglichen, daß die Bewegungsrichtung der getriebenen Welle umgekehrt werden kann, indem die Antriebswelle direkt mit der Läuferwelle gekuppelt wird, die durch die Zahnräder im Differentialgetriebe auf die getriebene Welle wirkt, indem das Differentialgetriebe aus seiner Verbindung mit der Antriebswelle gelöst und von dem genannt ten Sperrmechanismus gesperrt ist.

5. Übersetzungsgetriebe nach" Anspruch ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Läufer bzw. der Läuferwelle und dem Ständer eine Kupplung vorgesehen ist, die eine relative Drehung der beiden erwähnten Elemente in einer Richtung gestattet, aber dieselben in der anderen Richtung sperrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen