DE8108351U1 - Additional variable speed gear for power controllable drive machines - Google Patents
Additional variable speed gear for power controllable drive machinesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16H2037/0886—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft with switching means, e.g. to change ranges
Description
Die Erfindung betrifft ein Zusatzregelgetriebe für eine leistungsregelbare Antriebsmaschine, welche über einem weiten Drehzahlbereich eine konstante Leistungsabgabe bringen soll. Insbesondere bei Zerspanungsmaschinen wird eine konstante Leistungsabgabe gefordert, um Spanquerschnitt und Schnittgeschwindigkeit bei jedem Drehdurchmesser im Idealfalle gleichhalten zu können.The invention relates to an additional control gear for a power-controllable drive machine, which over a wide Speed range should bring a constant power output. Particularly in the case of cutting machines, a constant Power output required to ideally keep the chip cross-section and cutting speed the same for every turning diameter to be able to.
Der Stand der einschlägigen Entwicklung ist ersichtlich aus dem Übersichtsaufsatz "Antriebe für Werkzeugmaschinen, 1. Hauptantriebe für spanende Werkzeugmaschinen" der Zeitschrift "Der Konstrukteur", Nr. 7 - 8/1980, Seite 46 bis 49, im Verlag für Technik und Wirtschaft, Meynen KG, Wiesbaden. Gemäß dieser Übersicht ist allgemein bekannt, den bauartbedingt begrenzten Bereich von leistungsregelbaren Antriebsmaschinen - vorzugsweise elektrischen Regelmotoren -, in welchem diese entsprechend ihrer Drosselkurven bei den verschiedenen, vom Einsatzfall abhängigen (z. B. Drehwerkstück) Drehzahlen noch gleich große Abtriebsmomente ergeben (z. B. für maximale Spantiefen), dadurch zu erweitern, daß man zwischen dem Motor und dem eigentlichen Reduziergetriebe in der Werkzeugmaschine noch ein oder mehrere Zusatzregelgetriebe anordnet. Diese sollen in den angrenzenden Bereichen nur den zusätzlichen Drehzahlabfall des Motors in Richtung konstanter Leistungsabgabe auf mechanischem Wege kompensieren,The status of the relevant development can be seen in the overview article "Drives for machine tools, 1. Main drives for cutting machine tools "of the magazine" Der Konstrukteur ", No. 7 - 8/1980, pages 46 to 49, in the publishing house for technology and economy, Meynen KG, Wiesbaden. According to this overview, it is generally known that the design limited range of power controllable prime movers - Preferably electric control motors -, in which this according to their throttle curves at the different speeds depending on the application (e.g. turning workpiece) still result in the same output torques (e.g. for maximum cutting depths), to be expanded by placing between the motor and the actual reduction gear still arranges one or more additional variable speed gears in the machine tool. These should be in the adjacent areas only compensate mechanically for the additional drop in speed of the motor in the direction of constant power output,
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im wesentlichen Einsatzbereich der Maschine jedoch Direktdurchtrieb der Motordrehzahl zum eigentlichen Hauptgetriebe, deis bedarfsspezifisch auf die Enddrehzahl reduziert, ermöglichen. However, the main area of application of the machine is direct drive the engine speed to the actual main gearbox, deis reduced to the final speed depending on requirements.
Die konstante Leistungsabgabe wird danach sowohl mittels speziell auf die Regelcharakteristik der Antriebsmaschine abgestimmter Zusatzregelgetriebe zischen einem leistungsregelbaren Antriebsaggregat und einem in der Werkzeugmaschine angeordneten Hauptgetriebe als auch mittels diesem vorgeordneter stufenloser Zusatzregelgetriebe und schließlich auch mit Kombinationen von beiden Zwischenübersetzungs-Arten erreicht. Die effektivste Leistungsregelung wird mit Motoren erreicht, die sich leicht Steuer- bzw. regelbar anfahren lassen und deren Drehzahl beispielsweise über Tachogeneratoren, Potentiometer usw. feinfühlig einstellbar ist und bei denen die zugeordneten Zusatzregelgetriebe je nach Drehzahlbereich automatisch unter Last betätigt werden können. Mit Kombinationen von stufenlosen und hochgeschwindigkeits-Schaltgetrieben überwindet man den begrenzten Verstellbereich der ersteren am nachhaltigsten.The constant power output is then coordinated specifically to the control characteristics of the drive machine Additional control gear between a power-adjustable drive unit and one located in the machine tool Main gear as well as by means of this upstream continuously variable additional control gear and finally also with combinations achieved by both types of intermediate translation. The most effective power control is achieved with motors which can be easily controlled or regulated and their speed, for example, via tacho generators, potentiometers etc. is sensitively adjustable and in which the associated additional control gear depending on the speed range can be operated automatically under load. With combinations of continuously variable and high-speed manual transmissions the most sustainable way to overcome the limited adjustment range of the former.
Die Unterbringung der Zusatzregelgetriebe erfolgt insbesondere bei Werkzeugmaschine aus Wärmeableitungs- und Wartungsgründen außerhalb des Hauptgetriebes in gesondertem Gehäuse. Diese Aufstellungsweise ist beispielsweise auch ersichtlich aus dem SIEMENS-Katalog DA 35.1981, Bestellnummer E 860 10-K 4G35-A 100-A 1, Abschnitt 5, auf den Seiten 1 bis 12. Die dort dar-The additional variable-speed gears are accommodated in particular in the case of machine tools for heat dissipation and maintenance reasons outside the main gearbox in a separate housing. This way of setting up can also be seen, for example, from the SIEMENS catalog DA 35.1981, order number E 860 10-K 4G35-A 100-A 1, Section 5, on pages 1 to 12. The
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gestellte Unterbringung der Zusatzregelgetriebe in gesonderten Gehäusen mit als Riementrieb ausgestalteten An- und Abtrieben und außenliegenden Stellgliedern zur Umschaltbetätigung hat sich seit langem zwar auf breiter Basis bewährt, ist jedoch hinsichtlich Herstell- und Montagekosten, Beschädigungs- und Unfallgefahren sowie bezüglich Raumbedarf, Wartungsfreundlichkeit und Energienutjiung noch verbesserungsfähig:Asked accommodation of the additional variable speed gearboxes in separate housings with drives and drives configured as a belt drive and external actuators for switching actuation has long since proven itself on a broad basis, but is with regard to manufacturing and assembly costs, the risk of damage and accidents, as well as space requirements and ease of maintenance and energy use can still be improved:
So ist zunächst einmal das abtriebsseitige Motor-Lager infolge seiner Zusatzbelastung durch erhebliche Seitenkräfte des Abtriebes stark einseitig beansprucht, so daß es besonderer Vorkehrungen und Überwachungen bedarf, um ausreichende Lebensdauern zu erzielen. Weiterhin verschlechtert der Einsatz von Riementrieben auch den Wirkungsgrad und die Betriebsbereitschaftssicherheit. First of all, the motor bearing on the output side is due to its additional load from considerable lateral forces the output is heavily stressed on one side, so that special precautions and monitoring are required, in order to achieve sufficient lifetimes. Furthermore, the use of belt drives worsens also the efficiency and operational reliability.
Die erhöhten Anforderungen bezüglich Leistungsgröße und Schaltgenauigkeit moderner Werkzeugmaschinen bringen zudem Einstellprobleme mit sich, die mit individuell auf separaten Konsolen angeordneten und mit den örtlichen Platzverhältnissen einzeln anzupassenden Stellgliedern auch nicht mehr wirtschaftlich und zuverlässig genug bewältigbar sind.The increased requirements in terms of power size and switching accuracy of modern machine tools In addition, there are adjustment problems with those that are arranged individually on separate consoles and with the local ones Actuators to be individually adapted to the available space are also no longer economically and reliably manageable.
Bei besonders präzisen Antrieben ist zudem lästig, daß infolge Schaltstößen, wie z. B. durch Wechsel der Drehrichtungen oder durch schnelle Änderungen der Drehzahlen die Elastizität der Riementriebe bzw. der dort auftretende Schlupf die unterschiedlichsten Funk-In the case of particularly precise drives, it is also annoying that as a result of switching shocks such. B. by changing the Direction of rotation or through rapid changes in the speeds, the elasticity of the belt drives or the slip occurring there the most diverse func-
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tionsfehler bei der angetriebenen Maschine bzw. deren Steuerung oder Beeinträchtigungen von deren Arbeitsergebnissen hervorrufen können.tion errors in the driven machine or its control or impairment of its work results can evoke.
Die aufgelöste Bauweise der bisherigen Anordnung führte auch wegen des hohen Raumbedarfes zu Unterbringungsproblemen für die Stellglieder zur Betätigung der Zusatzregelgetriebe. Individuelle Konsolen und Verstrebungen waren nötig. Die Riementriebe erforderten platzraubende Schutzgitter.The resolved design of the previous arrangement also led to accommodation problems due to the large amount of space required for the actuators to operate the additional variable speed gearbox. Individual consoles and struts were necessary. The belt drives required space-consuming protective grids.
Die Zwischenräume der Einzelaggregate und Schutzgitter ergaben auch Schmutzecken an der Gesamtanlage, in denen sich Späne etc. verfingen, und ein zuverlässiger Korrosionsschutz wurde in solchen Winkeln und Spalten erheblich erschwert.The spaces between the individual units and protective grids also resulted in dirty corners on the entire system in which chips etc. got caught, and a reliable corrosion protection became significant in such nooks and crannies difficult.
Die Bereithaltung verschieden ausgebildeter Motorlager für Einsatzfälle mit und ohne Zusatzregelgetriebe war kostspielig. The provision of differently designed engine mounts for applications with and without an additional variable speed gearbox was costly.
Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Zusatzregelgetriebe für leistungsregelbare Antriefosmaschinen mit konstanter Leistungsabgabe über einem'weiten Drehzahlbereich zu schaffen, bei welchem eine vorteilhaftere Herstell- und Montierbarkeit unter Verbesserung der Wirkungsgrade, der Lebensdauererwartung und der Wartungsfreundlichkeit sowie der Raumausnutzung sich ohne zusätzliche Erwärmungseinflüsse auf das Hauptgetriebe bzw. die eigentliche Werkzeugmaschine erreichen läßt, - und wobei die Nachrüstung entsprechender Antriebsmaschinen (Motore) keine Lagerverstärkungsprobleme aufwirft.The object of the invention was therefore to provide an additional control gear for variable-speed drive-based machines with constant To create power output over a wide speed range, in which a more advantageous manufacturing and Assemblability with improvement of the efficiency, the life expectancy and the ease of maintenance as well the use of space without additional heating effects on the main transmission or the actual machine tool can be achieved, - and the retrofitting is more appropriate Drive machines (motors) do not raise bearing reinforcement problems.
.i ο. .i ο.
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Diese Aufgabe wird von der im Kennzeichen des Anspruchs dargestellten Erfindung gelöst.This task is defined by the one in the characterizing part of the claim invention illustrated solved.
Es werden mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung folgendeWith this arrangement according to the invention, the following are made
Vorteile erreicht:Benefits achieved:
- Die Motorabtriebsdrehzahl wird schlupffrei und ohne Wirkungsgradeinbuße in das Zusatzregelgetriebe eingeleitet. Abwärme strahlt nicht unkontrolliert ab, sondern wird per Motorkühlsystem noch vor der Werkzeugmaschine m - The engine output speed is fed into the additional variable speed gearbox without slipping and without any loss of efficiency. Waste heat does not radiate in an uncontrolled manner, but is m. By the engine cooling system in front of the machine tool
abgeführt.discharged.
Das Zusatzregelgetriebe kann dank besonderer Ausgestal- | tung nunmehr mit höchsterreichbarer Eingangsdrehzahl «· arbeiten, also sehr klein bauen und feinfühliger reagieren. Die bisher gebräuchliche Drehzahlminderung mittels einer Riemenübersetzung entfällt. Damit wird auch der Wirkungsgrad der Kraftübertragung verbessert. Die Lagerung des Antriebsmotors ist nunmehr völlig entlastet von Seitenkräften aus dem Riemenabtrieb und kann jederzeit unverstärkt bzw. nur normal gewartet verwendet werden.The additional variable speed gearbox can, thanks to its special design | processing now with the highest possible input speed «· work, i.e. build very small and react more sensitively. The previously common speed reduction using a belt transmission is not required. This also improves the efficiency of the power transmission. The storage of the drive motor is now completely relieved of side forces from the belt output and can can be used at any time unamplified or only with normal maintenance.
Der Bauraum für den Riementrieb, dessen Schutzgitter und die Gewichte der Riemenscheiben und die separate Konsole für das Zusatzregelgetriebe entfallen. Der Zusammenbau des Zusatzregelgetriebes und der Antriebsmaschine mindert auch die Gefahr von Unfällen und Beschädigungen, insbesondere, da das Getriebe nun weniger exponiert angeordnet ist.The installation space for the belt drive, its protective grille and the weights of the belt pulleys and the separate Console for the additional variable speed gearbox is omitted. The assembly of the additional variable speed gearbox and the prime mover It also reduces the risk of accidents and damage, especially since the transmission is now is arranged less exposed.
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Die Montage und Einstellung des Zusatzregelgetriebes ist nun denkbar einfach und bereits vollständig während der Fabrikation zusammen mit der eigentlichen Antriebsmaschine möglich. Bauseitige Justagen und Anpassungsarbeiten entfallen.The assembly and adjustment of the additional variable speed gearbox is now very simple and already complete during the fabrication together with the actual drive machine possible. On-site adjustments and adaptation work omitted.
Die exaktere und starrere Triebverbindung durch Wegfall mindestens eines Riementriebes verbessert die Steuerungsund Arbeitsergebnisse insbesondere durch Minderung von Schwingungen und Verringerung der Schwungmassen. Im Bereich normaler Antriebsbelastung ist ein nahezu verlustfreier Direktdurchtrieb bei übersetzung 1 : 1 möglich.The more precise and more rigid drive connection by eliminating at least one belt drive improves the control and Work results in particular by reducing vibrations and reducing the centrifugal masses. in the The range of normal drive loads is an almost loss-free direct drive with a ratio of 1: 1 possible.
, - Die Gesamtmaschine wird übersichtlich gegliedert, indem, - The entire machine is clearly structured by
der Regelantrieb nun "einstückig" zusammengefaßt ist. Auch entfallen unschöne Schmutzecken und Stoßkanten. Die Zusammenlegung der Gehäuseteile von Antriebsmaschine und Züsatzregelgetrxebe und die Ableitung der Abtriebs-Seitenkräfte über ein gemeinsames Fundament mittels derthe control drive is now combined "in one piece". There are also no unsightly dirty corners and edges. The merging of the housing parts of the drive machine and additional control gear and the derivation of the output side forces on a common foundation by means of the
konzentrischen Flanschverbindung erspart umfangreicheconcentric flange connection saves extensive
Konsolen-Konstruktionen und damit verbundene Montagear-Console constructions and associated assembly methods
beiten.work.
si - Die Einbeziehung der Stellglieder in das Gehäuse eröffnetsi - The inclusion of the actuators in the housing opens up
weitere Montage- und Bedienungsvorteile.further assembly and operating advantages.
- Die Nutzung des gemeinsamen Gehäuses zur axialen und- The use of the common housing for axial and
radialen Festlegung von Abtriebswelle und Lagerung bzw. Wellenverbindung zur Antriebsmaschine erspart nicht nurradial fixing of the output shaft and bearing or shaft connection to the drive machine not only saves
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den normalerweise üblichen ersten Riementrieb, sondern auch eine Verstärkung des motorseitigen Antriebslagers und ergibt eine Doppelnutzung des Getriebelagers, diethe usual first belt drive, but also a reinforcement of the motor-side drive bearing and results in a dual use of the gearbox bearing that
es ermöglicht, sehr kleine Abtriebsräder-Durchmesser zu verwenden. Die davon ausgehenden erhöhten Zugkräfteit makes it possible to use very small output gears. The resulting increased tensile forces
•| (Zentrifugalwirkung) können über dieses Lager bzw. das• | (Centrifugal effect) can over this bearing or the
-■ Gehäuse zum ohnehin stabilen Motorfundament leichter - ■ Housing lighter than the already stable engine foundation
abgeleitet werden als mit separater Konsole. Das Motor-can be derived than with a separate console. The motor
[;, gewicht steht den Zugkräften schon selbst entgegen, so[;, weight already opposes the tensile forces, so
/| daß die Verankerung nicht wesentlich verstärkt werden/ | that the anchoring is not significantly strengthened
braucht.needs.
- Mit der Verlegung des Zusatzregelgetriebes zum Motor wird überdies die dort entstehende Wärme auf einfachere Weise abgeführt und von der anzutreibenden Hauptmaschine ferngehalten. Auch bezüglich Geräuschminderung ergeben sich Vorteile.- With the relocation of the additional variable speed gearbox to the engine, the heat generated there is also easier Wise discharged and kept away from the main engine to be driven. Also in terms of noise reduction advantages.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung enthalten die üntaransprüche:Advantageous further developments of the invention are contained in the claims:
- Mit Anspruch 2 wird erreicht, daß die Abtriebswelle durch eine Hohlwelle wesentlich versteift werden kann und daß das meist^belastete Lager vom Abtriebsrad her leicht zugänglich ist.- With claim 2 it is achieved that the output shaft can be substantially stiffened by a hollow shaft and that the most heavily loaded bearing comes from the driven gear is easily accessible.
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Mit Anspruch 3 wird erreicht, daß die Baugruppen des Zusatzregelgetriebes baukastenartig so zueinander kombinierbar sind, daß in denjenigen Fällen, in denen kein Drehzahlwandler notwendig ist, dennoch das gleiche verstärkte Lager der Antriebsmaschine zugeordnet werden kann, welches in den Bedarfsfällen mit Zusatzregelgetriebe angewendet wird.With claim 3 it is achieved that the assemblies of the Additional variable speed gearbox can be combined with one another in such a way that in those cases in which no speed converter is necessary, but the same reinforced bearing can be assigned to the drive machine can, which is used in cases of need with an additional variable speed gearbox.
Nach Anspruch 4 wird erreicht, daB die Stellglieder des Drehzahlwandlers nach dessen Abschaltung selbsttätig in eine Ausgangslage zurückkehren, in welcher die Leistungsregelung der Antriebsmaschine allein wirksam ist.According to claim 4 it is achieved that the actuators of the After it has been switched off, the speed converter automatically returns to a starting position in which the power control the prime mover alone is effective.
Nach Anspruch 5 wird erreicht, daß die Stellglieder auch dann betätigbar sind, wenn die Maschine arbeitet, und daß sie sich dem Kennfeldbereich für konstante Abgabeleistung aus der Antriebsmaschin möglichst lückenlos und ohne Drehzahlsprung anfügt.According to claim 5 it is achieved that the actuators can also be actuated when the machine is working, and that the map area for constant output power from the drive machine is as seamless as possible and adds without a jump in speed.
Nach Anspruch 6 wird erreicht, daß der Platzbedarf für die hydraulischen Stellglieder außerordentlich gering ist und deren Stellkraft direkt übertragbar ist. Außerdem kann der ölvorrat des Gehäuses auch als Schmierölsumpf benutzt werden.According to claim 6 it is achieved that the space required for the hydraulic actuators is extremely small and whose actuating force is directly transferrable. In addition, the oil supply in the housing can also be used as a lubricating oil sump to be used.
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Nach Anspruch 7 wird erreicht, daß das Zusatzregelgetriebe mit hohem Wirkungsgrad und hoher Kraftübertragungsleistung arbeitet.According to claim 7 it is achieved that the additional control gear with high efficiency and high power transmission capacity is working.
Nach Anspruch 8 wird erreicht, daß das Zusatzregelgetriebe sehr kompakt baut und energiesparend arbeitet und daß sich seine Außenkonturen denjenigen der Antriebsmaschine günstig anpassen.According to claim 8 it is achieved that the additional control gear is very compact and works in an energy-saving manner and that its outer contours adapt favorably to those of the prime mover.
Nach Anspruch 9 wird erreicht, daß das Zusatzregelgetriebe unterbrechungslos auf den erweiterten Kennfeldbereich umschaltbar ist.According to claim 9 it is achieved that the additional control gear is uninterrupted on the extended map range is switchable.
Nach Anspruch 10 wird erreicht, daß die verfügbaren Reibflächen des Zusatzregelgetriebes anstelle einer separaten Motorbremse zur Arettierung der Abtriebswelle ohne Nachlaufen bei Abschaltung des Antriebsaggregates mitbenutzbar werden.According to claim 10 it is achieved that the available friction surfaces of the additional control gear instead of one separate motor brake for locking the output shaft without running on when the drive unit is switched off become usable.
Nach Anspruch 11 wird erreicht, daß die Anpassung des Kennfeldes während der Einschaltung des Drehzahlwandlers und ohne Schaltsprünge auf besonders günstige Weise bei großer Bandbreite möglich ist.According to claim 11 it is achieved that the adaptation of the map while the speed converter is switched on and is possible without switching jumps in a particularly favorable way with a large bandwidth.
Nach Anspruch 12 wird erreicht, daß die Einfachheitsvorteile eines konstant übersetzenden Umlaufgetriebes mit einem stufenlosen Regelgetriebe zusammen einen noch größeren Einsatzbereich der anzutreibenden Hauptmaschine ergibt als es mit einem der Getriebe allein möglich ist.According to claim 12 it is achieved that the advantages of simplicity of a constant transmission epicyclic gear with a stepless variable speed gearbox together an even larger area of application for the main machine to be driven results than is possible with one of the gears alone.
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Mit Anspruch 13 wird erreicht, daß ein beliebiger Antriebsmotor verwendet werden kann, da diesem eine stufenlos regelbare Leistungskonstanthaltung zugeordnet ist.With claim 13 it is achieved that any drive motor can be used, as this one continuously variable power maintenance is assigned.
Nach Anspruch 14 wird erreicht, daß die Antriebsmaschine ein Motor mit elektrischer Leistungskonstanthaltung sein kann, bei welcher im wesentlichen Einsatzbereich ein Direktdurchtrieb durch das Zusatzregelgetriebe erfolgt.According to claim 14 it is achieved that the drive machine is a motor with constant electrical power can be, in which the main area of application is a direct drive through the additional variable speed gearbox he follows.
Nach Anspruch 15 wird erreicht, daß das Umlaufgetriebe in einer besonders bewährten und fertigungsgünstigen Weise gestaltet ist.According to claim 15 it is achieved that the epicyclic gear is designed in a particularly proven and production-favorable manner.
Nach Anspruch 16 wird erreicht, daß die Wellenverbindung als weitere Axialfestlegung auch den auf die Schrägverzahnung zurückzuführenden Axialkräften entsprechend ausgelegt sein kann.According to claim 16 it is achieved that the shaft connection as a further axial definition also on the Helical teeth to be traced back axial forces can be designed accordingly.
Nach Anspruch 17 wird erreicht, daß die Triebverbindung zwischen leistungskonstant-haltendem stufenlosen Getriebe und dem Umlaufgetriebe auf besonders platzsparende Weise gestaltet sein kann.According to claim 17 it is achieved that the drive connection between the continuously variable transmission and the epicyclic gear can be designed in a particularly space-saving manner.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated in the following with the aid of a schematic Drawings explained in more detail.
Fig. la zeigt den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung mit einem zweistufigen Umlauf-Wechselgetriebe,Fig. La shows the basic structure of the arrangement according to the invention with a two-stage Epicyclic gearbox,
Fig. Ib zeigt die mit dem dabei angewendeten verstärkten Lagerschild mögliche Verwendung des letzteren ohne Zusatzregelgetriebe unter Direktanflanschung an die Antriebsmaschine.Fig. Ib shows the reinforced with the applied Bearing shield possible use of the latter without additional variable speed gearbox with direct flange mounting on the drive machine.
Fig. 2 zeigt die prinzipielle Anordnung einer An-Fig. 2 shows the basic arrangement of an
triebsmaschine, der ein leistungsregelbares stufenloses Getriebe unmittelbar nachgeordnet ist, während das Zusatzregelgetriebe zur Ergänzung der Leistungskonstanthaltung diesem angeflanscht wird.prime mover, which is directly followed by a variable-speed, continuously variable transmission is, while the additional control gear to complement the power constant this is flanged.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Zusatzregelgetriebe in Vorgelege-Bauweise mit Formschlußkupplungen. Fig. 3 shows a section through the additional variable speed gearbox in countershaft design with form-locking clutches.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das Zusatzregelgetriebe in Umlauf-Getriebebauweise gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit lastschaltbaren Hydraulikkupplungen.Fig. 4 shows a section through the additional control gear in epicyclic gear design according to a preferred embodiment with power switchable Hydraulic couplings.
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Die bisher meist gebräuchliche Ausrüstung von Antriebsmaschine^ mit Zusatzregelgetrieben, die zur Vermeidung von wechselnden Wärmeeinflüssen auf die anzutreibende Maschine separat vorgeordnet sind, führte wegen des bisher nötig gewesenen erheblichen Aufwandes an Bauteilen und auch Verlustleistungen zu mehreren Nachteilen.The so far most common equipment of the prime mover ^ with additional variable speed gears that prevent changing heat influences on the machine to be driven are separately upstream, led because of the previously necessary considerable expenditure on components and power losses to several disadvantages.
- Der unabhängig vom Gehäuse des Motors zu schaffende Aufstellungsplatz mit Verankerung, Justierbarkeit usw. für das Zusatzregelgetriebe bedingte dorthin eine eigene erste Triebverbindung, die vom Lager bzw. der Welle der Antriebsmaschine und dem Wellenzapfen ausging. Dazu kam praktisch stets nur eine erste Riemenverbindung in Frage, die auch bei der häufig vorkommenden 1:1-Schaltung mitlaufen mußte, also dann unnötige Mehrverluste verursachte. Die bei der bisher üblichen Gestaltung praktisch von Fall zu Fall wechselnden Anbau- bzw. Zugänglichkeitserfordernisse machten für den Drehzahlwandler auch eine extrem variable Anordnung bzw. Ausgestaltung der Stellglieder nötig. Die Individualanpassung und die damit verbundene variable Anordnung außerhalb eines gemeinsamen Gehäuses wurde deshalb als unumgänglich notwendig angesehen. Gelegentliche Versuche einer Integration des Zusatzregelgetriebes in das Hauptge-- The installation space to be created independently of the housing of the motor with anchoring, adjustability, etc. for the additional variable speed gearbox required a first of its own there Drive connection from the bearing or the shaft of the drive machine and the journal ran out. In practice, only a first belt connection came into question, and that too had to run with the frequently occurring 1: 1 switching, so then caused unnecessary additional losses. Practically from case to case with the usual design Changing mounting or accessibility requirements also made the speed converter extremely variable Arrangement or design of the actuators necessary. The individual adaptation and the associated variable arrangement outside a common housing was therefore seen as essential. Occasional attempts an integration of the additional variable speed gearbox into the main
triebe haben wegen der örtlichen Wärmekonzentration nicht befriedigt.Shoots have not been satisfactory because of the local heat concentration.
Mit der zweiten Triebverbindung zum Hauptgetriebe vom separat aufgestellten Zusatzregelgetriebe her bekam der gesamte Triebstrang eine erhebliche Flexibilität und VerAkte 5751 FWith the second drive connection to the main gearbox from the separately installed additional variable speed gearbox, the entire drive train considerable flexibility and sales 5751 F
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Schleißanfälligkeit. Neben sehr sorgfältiger Montage war daher auch erhöhte Pflege erforderlich. Auch ließen sich bei dieser Anordnung selbst bei automatischer Steuerung Drehzahlbzw. Zugkraftsprünge nicht immer zuverlässig vermeiden. Es ist nämlich oft wichtig, daß auch der Obergang vom einen Regelbereich zum anderen glatt und stoßfrei erfolgt, so daß auch ein häufiges Hin- und Herschalten zwischen den Regelbereichen, beispielsweise ausgelöst durch Signale eines Tachogenerators am eigentlichen Spannfutter in der Hauptmaschine zwecks gleichbleibender Arbeitsresultate vermieden wird.Susceptibility to wear and tear. In addition to very careful assembly, increased maintenance was required. Also let themselves be this arrangement even with automatic control speed or. Do not always reliably avoid jumps in pulling force. It it is often important that the transition from one control range to the other is smooth and smooth, so that Frequent switching back and forth between the control ranges, for example triggered by signals from a tachometer generator avoided on the actual chuck in the main machine for the purpose of consistent work results will.
Der in Pig. 1Ia schematisch gezeigte erfindungsgemäße Direktanschluß des Zusatzregelgetriebes 2 an die Antriebsmaschine 1 führt schon optisch offensichtlich zu erheblichen Vereinfachungen. Eine Gehäuseglocke 9, die unabhängig vom Verwendungsfalle immer einem entsprechenden Gehäuse 4 der Antriebsmaschine 1 angeglichen herstellbar ist, trägt nun ohne eigenes Fundament unter Aufsicht von Montageproblemen unabhängigerweise auch das komplette Zusatzgetriebe 2, in welches die Stellglieder 12 wegen stets gleichartiger Zugänglichkeit bereits von Anfang an einbaubar sind. Dabei ist die Wellenverbindung 11, welche den ersten Riementrieb der bisherigen Bauweise ersetzt, drehstarr und schlupffrei ausführbar, so daß bei konstanter übersetzung zwischen Antriebsmaschine und zweitem Riementrieb 19 praktische keine Wirkungsgradexnbußen an dieser Stelle oder VerschleißvorgängeThe one in Pig. 1 1a, the direct connection according to the invention of the additional variable-speed transmission 2 to the drive machine 1, which is already visually obvious, leads to considerable simplifications. A bell housing 9, which can always be manufactured to match a corresponding housing 4 of the prime mover 1 regardless of the application, now also carries the complete additional gear 2 independently, without its own foundation, under supervision of assembly problems, in which the actuators 12 can be installed from the start due to the fact that accessibility is always the same are. The shaft connection 11, which replaces the first belt drive of the previous design, can be made torsionally rigid and slip-free, so that with a constant gear ratio between the drive machine and the second belt drive 19 there is practically no loss of efficiency at this point or any wear processes
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ablaufen würden. Die erfindungsgemäß geraeinsame und von der Antriebsmaschine 1 unabhängig besonders kräftig ausbildbare Lagerung 15 für den Drehzahlwandler 10 und die Abtriebswelle 13 liegt dabei auf der gut kühlbaren motorabgewandten Seite des Zusatzregelgetriebes 2, und dieses ist räumlich vom Hauptgetriebe 3 völlig getrennt.would expire. According to the invention, straight and from the The drive machine 1 is independently particularly powerfully designed bearing 15 for the speed converter 10 and the output shaft 13 is located on the well-coolable engine facing away Side of the additional control gear 2, and this is spatially completely separated from the main gear 3.
Fig. Ib zeigt die Möglichkeit, die mit dem Gehäusedeckel 45 bzw. Lagerhals 16 versehene Lagerbaugruppe des erfindungsgemäßen Zusatzregelgetriebes auch ohne dieses lediglich zur Verstärkung der Motorwellenlagerung einzusetzen und erst bei weiterem Bedarf an. LeistungskennfeIdflache mit einem entsprechenden Drehzahlwandler zu kombinieren .·Fig. Ib shows the possibility that with the housing cover 45 or bearing neck 16 provided bearing assembly of the additional variable speed transmission according to the invention even without this only to be used to reinforce the motor shaft bearings and only when needed. Performance indicator area to be combined with a corresponding speed converter.
Fig. 2. zeigt eine weitere Ausbaumöglichkeit, welche davon ausgeht, daß ein nicht regelbares Antriebsaggregat mit einem leistungsregelbaren stufenlosen mechanischen GetriebeFig. 2. shows a further expansion option, which one of them it is assumed that a non-adjustable drive unit with a variable-power, continuously variable mechanical transmission
gleicfer
in/Richtung betrieben wird. Der Drehzahlwandler 10 ist hier
auf sinngemäß gleiche Weise unmittelbar an der Antriebsmaschine 1 in einer entsprechenden größeren Gehäuseglocke 9
eingebaut, wie in der Anordnung nach Fig. 2a. Das Abtriebsrad 14 des beispielsweise als Riemen-Variotrieb ausgeführten
stufenlos regelbaren Vorschljätgetriebes 46 steht hier über
einem auf gleicher Welle umlaufender· Zwischenrad 47 im Eingriff mit dem ersten Kupplungs-Außenmitnehmer 22 des
mechanischen Stufen-Drehzahlwandlers (gemäS Fig. \ a). Bei same
is operated in / direction. The speed converter 10 is installed directly on the drive machine 1 in a correspondingly larger bell housing 9 in a similar manner, as in the arrangement according to FIG. 2a. The output wheel 14 of the continuously variable feed gear 46, designed as a belt vario drive, for example, engages with the first external clutch driver 22 of the mechanical step speed converter (according to FIG. 1 a) via an intermediate wheel 47 rotating on the same shaft. at
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dieser Kombination weist derselbe eine Umfangsverzahnung auf und ist gegenüber dem Wellenzapfen 7 der Antriebsmaschine 1 drehbar, weil dieser jetzt das Antriebsrad des stufenlosen VorSchaltgetriebes 46 mitzunehmen hat.this combination has a circumferential toothing on and is rotatable with respect to the shaft journal 7 of the drive machine 1, because this is now the drive wheel of the stepless gearbox 46 has to take with you.
v Diese Bauweise hat nicht nur alle baulichen Vorteile der v This design not only has all the structural advantages of the
vor geschilderten Ausgestaltung, sondern bietet dank derin front of the described design, but offers thanks to the
- stufenlosen Leistungskonstanthaltung auch mit einem entsprechenden Regelsystem R die Möglichkeit, den elektrischen Regelbereich für den Motor 1 mit dieser stufenlosen Vorstufe- Continuous power maintenance with a corresponding Control system R the possibility of the electrical control range for motor 1 with this stepless preliminary stage
zu ersetzen. Die Verwendung von normalen Motoren ohne elektrische Leistungsregelung wird damit möglich.to replace. The use of normal motors without electric This makes power control possible.
Es ist dabei von weiterem Vorteil, daß die Stellglieder auch in dieser Kombination im gleichen Gehäuse 9 eng zusammengefaßt und geschützt unterbringbar sind.It is a further advantage that the actuators also in this combination in the same housing 9 are closely grouped and can be accommodated in a protected manner.
\ Λ \ Λ
Eine dem Grundprinzip nach Fig. la verwandte Ausgestaltungsmöglichkeit zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig.3 · Einer vorzugsweise elektrisch regelbaren Antriebsmaschine J ' ist ein als Vorgelegegetriebe gestaltetes Zusatzregelgetriebe 2 zugeordnet. Vor allem aus Erwärmungsgründen sind beide räumlich getrennt von einenr Hauptgetriebe 3 aufgestellt.A design option related to the basic principle according to FIG. La shows the embodiment according to Figure 3 · A preferably electrically controllable drive machine J 'is an additional variable speed gear designed as a countershaft gear 2 assigned. Both are spatially separated from a main gear 3, mainly for reasons of warming.
Im Gehäuse 4 der Antriebsmaschine 1 (Motor) trägt dessen Lager 5 die Welle 6, von welcher ein Wellenzapfen 7 abtriebsseitig so weit vorkragt, daß er innerhalb der Flanschverbindung 8 der Gehäuseglocke 9 des Zusatzregelgetriebes 2 mit dem darin befindlichen Drehzahlwandler 10 an sich beliebigerIn the housing 4 of the drive machine 1 (motor) its bearing 5 carries the shaft 6, of which a shaft journal 7 is on the output side protrudes so far that it is within the flange connection 8 of the bell housing 9 of the additional control gear 2 with the speed converter 10 located therein is arbitrary
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Bauart über die Wellenverbindung 11 bei Montage in Fornuschluß bringbar ist. Die am Drehzahlwandler 10 angreifenden Stellglieder 12 bzw. die damit verbundenen Schaltelemente ermöglichen die Veränderung der Drehzahlen der Abtriebswe]:le mit dem daran befestigten Abtriebsrad 14, deren Lagerung 15 in einem aus der Gehäuseglocke 9 vorspringenden Lagerhals 16 erfindungsgemäß so gehaltert ist, daß das Abtriebsrad 14 im wesentlichen um ihn herumgraift. So wird vom Abtriebsrad 14 kaum zusätzliche Baulänge erfordert bzw. eine Biegekraft nur am Lager 15 verursacht. Das Lager 15 bzw. die dieses tragende Gehäuseglocke 9 des Zusatzregelgetriebes 2 ist daher inustande, auch die Lagerkräfte aus dem Drehzahlwandler 10 aufzunehmen und das Antriebsmaschinenlager 5 wirksam zu entlasten. Die Abtriebswelle 13 endet im gezeigten Beispiel mit dem Abtriebsrad 14, welches sowohl axial als auch radial gegenüber der Lagerung 15 im Lagerhals 16 festgelegt ist, den es am Umfang eng umschließt.Design via the shaft connection 11 when assembled in a form connection can be brought. The actuators 12 acting on the speed converter 10 or the switching elements connected therewith enable the change in the speeds of the output shafts with the output wheel 14 attached to it, the bearing 15 thereof is held in a protruding from the bell housing 9 bearing neck 16 according to the invention so that the output gear 14 in the essential around him. Thus, the output gear 14 hardly requires any additional length or only a bending force caused at camp 15. The bearing 15 or the bell housing 9 of the additional variable speed gearbox 2 carrying it is therefore inustande, also absorb the bearing forces from the speed converter 10 and effectively relieve the drive machine bearing 5. the Output shaft 13 ends in the example shown with the output gear 14, which both axially and radially opposite the Storage 15 is set in the bearing neck 16, which it encloses tightly on the circumference.
Bei der hier dargestellten Ausführung des Drehzahlwandlers 10 als Vorgelegetriebe an sich bekannter Bauart, welche sich auch für hohe Drehmomente gut eignet, konnteIn the embodiment of the speed converter 10 shown here as a countershaft transmission of a type known per se, which is also well suited for high torques
sich deshalb ein kompletter Zusammenbau, unabhängig von der Antriebsmaschine 1, verwirklichen lassen. In Einbaulage wird das Zusatzregelgetriebe daher allein von der Antriebsmaschine 1 ; getragen und mittels der Flanschverbindung 8 mit ihr zusammengehalten. Ohne eigene Konsolen oder Fundamente ist damit die exakte axiale Ausrichtung zur Welle 6 der Antriebsmaschine 1 immer garantiert.therefore, a complete assembly, independent of the prime mover 1, can be realized. In the installation position the additional variable speed gearbox therefore only from the prime mover 1; carried and held together by means of the flange connection 8 with her. The exact axial alignment to the shaft 6 of the drive machine 1 is therefore without its own consoles or foundations always guaranteed.
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Die Triebverbindung von der Antriebsmaschine 1 (Motor) zumThe drive connection from the prime mover 1 (motor) to
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Drehzahlwandler 10 (Vorgelegegetriebe) erfolgt gemäS diesem
Beispiel (Fig. 3) schlupffrei und drehstarr auf kürzeste Distanz über eine den motorseitigen Wellenzapfen 7 und ein
auf der dazu konzentrischen Abtriebswelle 13 umlaufendes erstes Zahnrad Zl im Betriebszustand in Formschluß haltende
Wellenverbindung 11. / Wc & r-t
Speed converter 10 (countershaft transmission) takes place according to this example (Fig. 3) slip-free and torsionally rigid at the shortest distance via a shaft connection 11 that keeps the motor-side shaft journal 7 and a first gear Zl rotating on the output shaft 13 concentric to it in the operating state.
Das Zahnrad Zl steht einerseits in Eingriff mit einer parallel zur Abtriebswelle 13 in der Gehäuseglocke 9 gelagerten Vorgelegewelle V bzw. den beiden darauf gehalterten Zahnrädern Z2 und Z3. Andererseits hat das Zahnrad Zl noch einen abtriebsseitigen Schalt-Zahnkranz ZKl, welchem auf an sich bekannte Weise ein auf der Abtriebswelle 13 festgehaltener Muffenträger M und eine darauf axial verschiebliche Schaltmuffe SM zugeordnet ist.On the one hand, the gear Zl is in engagement with one that is mounted in the bell housing 9 parallel to the output shaft 13 Countershaft V or the two gearwheels Z2 and Z3 mounted on it. On the other hand, the gear Zl has another one On the output side shift ring gear ZKl, which in a manner known per se has a fixed on the output shaft 13 Muff carrier M and a shift sleeve SM which is axially displaceable thereon is assigned.
Mittels der Schaltmuffe SM bzw. hier nicht gezeigten, an sich beliebigen Stellgliedern 12, kann der Muffenträger M bzw. die mit ihm fest verbundene Abtriebswelle 13 entweder dem Zahnrad Zl oder einem, dem Muffenträger M abtriebsseitig nachgeordneten, zur Abtriebswelle 13 koaxialen Zahnrad Z4, zugeschaltet werden. Dieses Zahnrad Z4 ist zur Abtriebswelle 13 drehbeweglich im Gehäusedeckel 45 gelagert und hat muffenträgerseitig auch einen Schalt-Zahnkranz ZK4. Sofern dieser mit dem Muffenträger M in Eingriff ist, wirkt die Übersetzung aus der Vorgelegewelle V. Steht er außer Eingriff und ist der Muffenträger M mit dem Schalt-Zahnkranz ZKl |The sleeve carrier M or the output shaft 13 fixedly connected to it either to the gear Zl or to one, the socket carrier M, on the output side downstream, to the output shaft 13 coaxial gear Z4, be switched on. This gear Z4 is rotatably mounted to the output shaft 13 in the housing cover 45 and has Also a gear ring ZK4 on the sleeve carrier side. If this is in engagement with the sleeve carrier M, the Translation from the countershaft V. If it is disengaged and is the sleeve carrier M with the gear rim ZKl |
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verbunden, so ist die übersetzung aus der Vorgelegewelle V abgeschaltet und das Zusatzregelgetriebe 2 hat Eingangsdrehzahl ~ Ausgangsdrehzahl. Durch die Plazierung des Zahnrades Z4 direkt radial über der Lagerung 15 der Abtriebswelle 13 auf einem mit der Gehäuseglocke 9 einstückigen, innenseitigen Tragbund des Lagerhalses 16 und durch das ihn außen eng umschließende Abtriebsrad 14 wird eine kurze Baulänge des gesamten Zusatzregelgetriebes 2 erreicht. Dadurch ist eine problemlose Direktverbindung der Gehäuseglocke 9 des Zusatzregelgetriebes 2 und des Motorgehäuses 4 über die exakt fixierende Flanschverbindung 8 möglich, ohne daß eigene Fundamente bzw. Konsolen benötigt wurden oder die Biegekräfte vom Abtriebsrad 14 her hinderliche bzv/. nachteilige Größenordnungen annehmen würden.connected, the transmission from the countershaft V is switched off and the additional control gear 2 has input speed ~ output speed. By placing the gear Z4 directly radially above the bearing 15 of the output shaft 13 on an inner support collar of the bearing neck 16 that is integral with the housing bell 9 and the output wheel 14 closely enclosing it on the outside, a short overall length of the entire additional variable speed gearbox 2 is achieved. As a result, a problem-free direct connection of the bell housing 9 of the additional variable speed gear 2 and the motor housing 4 via the precisely fixing flange connection 8 is possible without the need for separate foundations or brackets or the bending forces from the output gear 14 hindering or. would assume disadvantageous dimensions.
Eine noch kompaktere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zusatzregelgetriebes 2 ergibt sich bei Ausgestaltung des Drehzahlwandlers 10 als Umlaufgetriebe gemäß Fig. 4, wie sie auch in der Prinzipzeichnung, Fig. la, dargestellt ist. Auch hier ist das bereits bei der Erläuterung zu Fig. 3 geschilderte Grundprinzip in der Anordnung von Lagerung und Schaltelementen verwirklicht.An even more compact design of the additional variable-speed transmission 2 according to the invention results from the design of the speed converter 10 as a planetary gear according to FIG. 4, as is also shown in the principle drawing, FIG. Here, too, the basic principle already outlined in the explanation of FIG. 3 is the arrangement of bearings and Switching elements realized.
Die Abtriebswelle 13 endet jedoch in diesem Beispiel mit einer Hohlwelle 17, welche sowohl die axiale als auch die radiale Festlegung gegenüber der Lagerung 15 garantiert und deren Innenmitnahmen (18) (z. B. Keilverzahnung) und axiale Bundabstände etc. vorzugsweise so bemessen sind, daß sie auch aufThe output shaft 13 ends in this example with a hollow shaft 17, which is both the axial and the radial Fixed with respect to the bearing 15 guaranteed and their internal drivers (18) (z. B. spline) and axial collar distances etc. are preferably dimensioned so that they are also on
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dem Wellenzapfen 7 der Antriebsmaschine 1 direkt überschiebbar sind, falls einmal (gemäß Grundprinzip nach Fig. Ib).the shaft journal 7 of the drive machine 1 can be pushed over directly are, if once (according to the basic principle of Fig. Ib).
eine Lagerung 15 ohne vorgeordneten Drehzahlwandler 10 zur Vermeidung von überhöhten Beanspruchungen des Lagers 5 der Antriebsmaschine 1 an dieser unmittelbar über eine gleichartige Flanschverbindung 8, wie mit Drehzahlwandler 10, angebaut werden soll. In diesem Falle wäre natürlich die Gehäuseglocke 9 allenfalls in Kurzbauweise notwendig. Im hier gezeigten Beispiel ist ein umlaufgetriebe 20 an sich bekannter Bauart vorgesehen, das sich den Motor-Außenkonturen gut anpaßt und auch für hohe Drehzahlen gut eignet. Es ist zwar so konstruiert, daß ein kompletter Zusammenbau unabhängiga storage 15 without an upstream speed converter 10 to avoid excessive stresses on the bearing 5 of the The drive machine 1 is attached to this directly via a flange connection 8 of the same type, as with the speed converter 10 shall be. In this case, the bell housing 9 would, of course, only be necessary in a short design. Im shown here For example, an epicyclic gear 20, known per se, is provided that fits the outer contours of the motor well adapts and is also well suited for high speeds. Although it is designed to be a complete assembly independently
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von der Antriebsmaschine 1 erfolgen kann, jedoch wird es incan be done by the prime mover 1, but it is in
\ Einbaulage allein von dieser mittels der Flanschverbindung 8 \ Installation position of this alone by means of the flange connection 8
getragen und zusammengehalten. So bedarf es keiner gesonderten Konsolen oder Fundamente und die exakte axiale Ausrichtung zur Welle 6 der Antriebsmaschine 1 ist immer garantiert. Die Triebverbindung von der Antriebsmaschine 1 zum Drehzahlwandler 10 erfolgt dabei schlupffrei bzw. drehstarr über die mit dem Wellenzapfen 7 formschlüssige Wellenverbindung 11, die hier als Nabe 21 eines ersten Kupplungs-Außenmitnehmers ausgebildet ist. Dieser hat einen mit der Nabe 21 einen Ringzylinder 23 bildenden Außenring 24, in welchem ein erster Ringkolben 25 gegen eine axial wirkende Rückstellfeder 26 längsbeweglich gegen eine zur Hälfte im Außenring gehalterte Reibverbindung 27 mittels Druckmittel im Ringzylinder 23 anpreßbar nachgeordnet ist. Die Druckmittelzufuhr 28carried and held together. So there is no need for separate consoles or foundations and the exact axial alignment to the shaft 6 of the drive machine 1 is always guaranteed. The drive connection from the prime mover 1 to the speed converter 10 takes place in a slip-free or torsionally rigid manner via the shaft connection 11, which is interlocking with the shaft journal 7, which is designed here as a hub 21 of a first clutch external driver. This has one with the hub 21 Outer ring 24 forming ring cylinder 23, in which a first ring piston 25 against an axially acting return spring 26 longitudinally movable against a friction connection 27 held half in the outer ring by means of pressure medium in the ring cylinder 23 can be pressed downstream. The pressure medium supply 28
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zum Ringzylinderraum 23 erfolgt über Bohrungen bzw. Kanä.le 29 in der Nabe 21 bzw. einem auf ihr drehbeweglich gehalterten Schleifring 30 von der Wand der Gehäuseglocke 9 aus. Die zweite Hälfte der ersten Reibverbindung 27 wird gehalten von einem ersten Kupplungs-Innenmitnehmer 31, welcher mit einem auf der Abtriebswelle 13 drehfest gehaltenen Planetenrad-Tragring 32 umläuft,- das über Planetenräder 33 tragende Bolzen 34 mit einem äußeren Zentralrad 35 verbunden ist. Planetenräder 33 stehen einerseits in ständigem gleichzeitigen Zahneingriff mit einem in der Nabe 21 drehfest gehaltenen Ritzel 36 (Sonnenrad), das aber zur Abtriebswelle 13 drehbeweglich gehalten und vorzugsweise auf ein zu dieser radial und axial festgelegten Zentrallager 37 zusätzlich zur Stützwirkung durch die außen auf ihn eingreifenden Planetenräder 33 nochmals geführt ist. Andererseits sind die Planetenräder 33 außen nochmals in Eingriff mit einem sie und das Zentralrad 35 außen von der Abtriebsseite her umfassenden Hohlrad 38, das an seinem Umfang einen zweiten Kupplungs-Außen- . \ mitnehmer 39 hat, über den eine zweite Reibverbindung 49, M die über einen zweiten Kupplungs-Außenmitnehmer 41 zur 1 Gehäuseglocke 9 drehbar festgehalten ist, mittels eines | zweiten Ringzylinders 42 und zweiten Ringkolbens 43 als Bremse des Hohlrades 38 einschaltbar ist. Abtriebsseitig vom :to the annular cylinder space 23 takes place via bores or channels 29 in the hub 21 or a slip ring 30 rotatably mounted on it from the wall of the bell housing 9. The second half of the first friction connection 27 is held by a first clutch inner driver 31, which rotates with a planetary gear support ring 32 held non-rotatably on the output shaft 13 - the pin 34 carrying planetary gears 33 is connected to an outer central gear 35. Planet gears 33 are on the one hand in constant simultaneous tooth engagement with a pinion 36 (sun gear) held in a rotationally fixed manner in the hub 21, but which is held in a rotationally movable manner with respect to the output shaft 13 and preferably on a central bearing 37 fixed radially and axially to this in addition to the support effect by the externally engaging it Planet gears 33 is performed again. On the other hand, the planetary gears 33 are again in engagement on the outside with a ring gear 38 comprising them and the central gear 35 on the outside from the output side, which has a second outer clutch on its circumference. \ driver 39, via which a second friction connection 49, M, which is rotatably held by a second clutch outer driver 41 to the 1 bell housing 9, by means of a | second ring cylinder 42 and second ring piston 43 as a brake of the ring gear 38 can be switched on. Output side from:
gehäusefesten Ringzylinder 42 und vor einem auf der Außenstirnseite des Lagerhalses 16 angeflanschten Lagerdeckel 44 ist die sowohl die·Abtriebswelle 13 als auch die davonring cylinder 42 fixed to the housing and in front of one on the outer end face The bearing cover 44 flanged to the bearing neck 16 is both the output shaft 13 and that of it
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vorkragende Hohlwelle 17 abstützende Lagerung 15 angeordnet, welche den Abtriebsseitenkräften ausgesetzt ist. Diese Lagerung 15 wird erfindungsgemäß so dimensioniert, daß sie im Bedarfsfalle als selbständige Baugruppe zusammen mit einem entsprechenden Gehäusedeckel 45 auch unmittelbar an der Antriebsmaschine 1 angeflanscht sein kann, wo diese ohne Zusatzregelgetriebe 2 zum Einsatz gelangen soll.cantilevered hollow shaft 17 supporting bearing 15 arranged, which is exposed to the output side forces. These Storage 15 is dimensioned according to the invention so that it if necessary as an independent assembly together with a corresponding housing cover 45 also directly the drive machine 1 can be flange-mounted, where it is to be used without an additional variable-speed gearbox 2.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Zusatzregelgetriebes entspricht im Grunde der vom Stand der Technik bekannten Art;The mode of operation of the additional control gear according to the invention basically corresponds to the type known from the prior art;
In einem vorgebbaren Bereich meist gebräuchlicher Drehzahlen (z. B. circa η = 1000 bis 4000) arbeitet eine stufenlose Regelung (entweder die elektrische Motorregelung oder eine dieser entsprechende mechanische Nachschaltstufe, wenn kein Regelmotor vorhanden ist) mit der in den Triebstrang fest einkonstruierten Konstantübersetzung (beispielsweise 1:1). Dazu ist die über die zweite Reibverbindung 40 hergestellte Triebverbindung mit Blockumlauf des gesamten Getriebes ohne zusätzliche Verluste im Direktdurchtrieb der am ersten Kupplungs-Außenmitnehmer 22 verfügbaren Leistung vorgesehen. Diese kann im gesamten Bereich auf an sich bekannte Weise mittels eines entsprechenden Reglers R,. der auf die Stellglieder 12 in Richtung Drehzahlabfall-Ausgleich wirkt, | konstant gehalten werden.In a predeterminable range of mostly common speeds (e.g. approximately η = 1000 to 4000), a stepless one works Control (either the electrical motor control or a mechanical additional switching stage corresponding to this, if no Control motor is available) with the constant ratio built into the drive train (e.g. 1: 1). For this purpose, the drive connection established via the second friction connection 40 with block circulation of the entire transmission is without additional losses in the direct drive through the power available at the first clutch outer driver 22 are provided. This can be done in a manner known per se in the entire area by means of a corresponding controller R 1. the on the actuators 12 acts in the direction of speed drop compensation, | be kept constant.
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Muß dann jedoch (ζ. Β. wegen härteren Werkstoffen, größeren Werkstückdurchmessern oder dergleichen) mit niedrigerer Spindeldrehzahl gearbeitet werden, würde die abgebbare Leistung schon bei noch relativ häufig benötigten wichtigen Drehzahlen (z. B. zwischen η = 250 bis 1000) auf unbrauchbare Werte abgefallen sein. Daher erfolgt nun (z. B. bei η = 1000) die Zuschaltung des Zusatzregelgetriebes. Wenn dessen übersetzung i = 4 ist, verschiebt sich der Bereich der konstanten Abtriebsleistung auch um je ein Viertel, also ist dann in dem gewünschten Drehzahlbereich ebenfalls P = konstant und die Veränderung des Drehzahlabfalles liegt im gleichen Verhältnis wie bei l:l-Ubersetzung proportional zur Durchmesseränderung etc. - Auf die hier vorliegende Anordnung bezogen bedeutet das, daß das Zusatzregelgetriebe mindestens kurz nach Motoreinschaltung aktiviert sein muß. Dazu ist die erste Reibverbindung 27 geöffnet und die zweite 40 geschlossen, das Sonnenrad 36 wird nicht mehr durch die blockierten Planetenräder 33 festgehalten, sondern es wälzt sich mit denselben in Abstützung gegen das Hohlrad 38 unter Antrieb des Zentralrades 35 bzw. der Abtriebswelle 13 unter entsprechender Übersetzung im gleichen Drehsinne ab. Dabei wird je nach übersetzung der Planetenräder 33 die Antriebsdrehzahl für das Hauptgetriebe 3 mehr oder weniger langsam als sich die Motordrehzahl verändert. Wird schließlich der Punkt erreicht, wo die verfügbare Leistung wieder abzufallen beginnt (z. B. η ca. 1000), wird das Getriebe 2 abgeschaltet,But then (ζ. Β. Because of harder materials, larger Workpiece diameters or the like) are worked with a lower spindle speed, the output would be Performance at important speeds that are still required relatively often (e.g. between η = 250 to 1000) to unusable Values have fallen. Therefore, the additional control gear is now switched on (e.g. at η = 1000). If its translation i = 4, the range of constant output power also shifts by a quarter each, so in is then the desired speed range also P = constant and the change in the speed drop is in the same ratio as with 1: 1 ratio proportional to the change in diameter, etc. - Based on the arrangement shown here this means that the additional variable speed gearbox must be activated at least shortly after the engine has been switched on. To do this is the first Friction connection 27 is opened and the second 40 is closed, the sun gear 36 is no longer blocked by the Planet gears 33 held, but it rolls with the same in support against the ring gear 38 while driving of the central wheel 35 or the output shaft 13 with a corresponding translation in the same direction of rotation. It will ever after translation of the planetary gears 33, the drive speed for the main transmission 3 is more or less slow than itself the engine speed changed. The point is finally reached where the available power drops again begins (e.g. η approx. 1000), gear 2 is switched off,
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indem die erste Reibverbindung 27 geschlossen und die zweite Reibverbindung 40 geöffnet wird, wodurch das Hohirad 38 also f freilaufen kann. Dadurch wird der Kraftfluß über die erstein that the first friction connection 27 is closed and the second friction connection 40 is opened, whereby the hollow wheel 38 is thus f can run free. Thereby the power flow over the first
Reibverbindung zur Antriebswelle 13 direkt hergestellt, und die Kupplung 22 läuft mit dem Planetentrieb drehstarr um, während die dieser Schaltstufe vorgeordnete stufenloseFriction connection to the drive shaft 13 is established directly, and the clutch 22 rotates rigidly with the planetary drive, while the stepless upstream of this switching step
f Regelung nun im höheren Drehzahlbereich (z. B. η = ca. 1000f Control now in the higher speed range (e.g. η = approx. 1000
bis 4000) die Leistung konstant hält.up to 4000) keeps the power constant.
)|. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist selbstverständlich) |. The configuration according to the invention is a matter of course
elektrischen undelectrical and
sowohl mit druckmittelgesteuerten als auch/elektromagnetischenwith both pressure-controlled and / electromagnetic
f Stellgliedern und verschiedenartigen Getriebesystemen realisierbar. Die vorgeschilderte Bauart hat jedoch demgegenüber den Vorteil größerer Laufruhe und Kompaktheit bei guter f actuators and various types of transmission systems can be implemented. The design described above, however, has the advantage of greater smoothness and compactness with good
ti Präzision und besonders geringem Wartungsbedürfnis.ti precision and particularly low maintenance requirements.
Akte 5751 FFile 5751 F
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Claims (17)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3111178 | 1981-03-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8108351U1 true DE8108351U1 (en) | 1985-02-07 |
Family
ID=1328123
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8108351U Expired DE8108351U1 (en) | 1981-03-21 | Additional variable speed gear for power controllable drive machines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8108351U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448457A1 (en) * | 1990-03-23 | 1991-09-25 | Regie Nationale Des Usines Renault S.A. | Device consisting of two synchronised, additional gear steps for a mechanical gear box |
-
0
- DE DE8108351U patent/DE8108351U1/en not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0448457A1 (en) * | 1990-03-23 | 1991-09-25 | Regie Nationale Des Usines Renault S.A. | Device consisting of two synchronised, additional gear steps for a mechanical gear box |
FR2660041A1 (en) * | 1990-03-23 | 1991-09-27 | Renault | DEVICE WITH TWO ADDITIONAL SYNCHRONIZED SPEEDS ON A MECHANICAL GEARBOX. |
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