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Steuerungseinrichtung für Umlaufrädergetiiebe Es sind bereits Einrichtungen
an Umlaufrädergetrieben bekannt, welche durch Bremsung oder Festlegung bestimmter
Zahnräder oder des Umlaufräderträgers die Änderung der Geschwindigkeit oder die
Umsteuerung der Bewegung zwischen einer treibenden Welle und einer getriebenen Welle
gestatten.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Steuereinrichtung
für Umlaufrädergetriebe, insbesondere solchen, die zum Antrieb in Schiffen verwendbar
sind.
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Ne den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daB sie ein einziges Bremsglied aufweist, welches, ohne sieh zu drehen, axial so
gleiten kann, daB es das eine oder das andere von zwei sich drehenden Getriebeteilen,
die beiderseits dieses Bremsgliedes angeordnet sind, dadurch bremsen oder feststellen
'kann, daB es mit diesen in Berührung kommt oder eine wirkungslose Zwischenstellung
einnehmen kann. . Dieses Bremsglied gestattet so die Erzielung von zwei Betriebszuständen
im Getriebe, z. B. einen Vorwärtsgang und einen Rückwärtsgang.
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Das axial' verschiebbare Bremsglied weist vorzugsweise zwei symmetrische
konische Flächen auf, welche entsprechende, mit den festzustellenden drehbaren Getriebeteilen
starr verbundene Flächen bremsen und dann blockieren können. Die Verstellung des
Bremsgliedes kann durch eine beliebige mechanische, hydraulische, pneumatische oder
elektrische Kraft erfolgen.
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Ferner enthalten in der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung
das Bremsglied und der feststehende Träger, auf oder in welchem dieses
Bremsglied
gleitet, eine oder mehrere Zwischenwände und Quernuten, welche so angeordnet sind,
daß man das Bremsglied in der einen oder der anderen Richtung axial gleitend verschieben
kann, indem man ein Druckmittel zwischen gegenüberliegende Flächen der Wände und
Nuten einleitet, wobei elastische Mittel vorgesehen sind, um das Bremsglied in seine
unwirksame Stellung zurückzuführen, wenn keine Druckmittelzufuhr stattfindet.
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Die Steuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Bremsglied
auf, das an der Innenfläche des Gehäuses des Umlaufrädergetriebes gleitet und eine
einzige Nut an seinem äußeren Umfang aufweist, während das Gehäuse mit einer festen
Wand versehen ist, welche diese Nut in zwei getrennte Kammern teilt, wobei je ein
Kanal in jede dieser beiden Kammern mündet, wobei ein Verteiler gestattet, ein Druckmittel
durch den einen oder den anderen dieser Kanäle zuzuführen, so -daß das Bremsglied
in der einen oder der anderen Richtung verstellt wird, wobei eine Druckmittelquelle
den Verteiler speist und in jeder der beiden Kammern angeordnete Federn den Bremsring
bei Unterbrechung der Druckmittelzufuhr in den Kammern in seine unwirksame Stellung
zurückführen.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß eine große Fläche zur Verfügung
steht, auf welche der Druck des Druckmittels wirkt, und zwar entweder durch die
Zahl der in dem Bremsglied und seinem Träger vorgesehenen Nuten und Zwischenwände
oder durch den großen Durchmesser des Bremsringes, welcher an der Innenfläche des
Gehäuses gleitet, oder durch die Kombination dieser beiden Mittel.
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Weitere Kennzeichen der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung
einer besonderen Ausführungsform hervorgehen, welche als Beispiel gewählt ist und
für ein Umkehr- und Untersetzungsgetriebe für Schiffe verwendbar ist.
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Die Beschreibung nimmt auf die Zeichnungen Bezug.
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Fig. i ist eine schematische Schnittansicht eines mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung versehenen Umkehr- und Untersetzungsgetriebes; Fig. i a und i b sind
Schnitte des Druckmittelverteilers in zwei besonderen Stellungen; Fig.2 ist eine
ausführliche und teilweise geschnittene Ansicht desselben Umkehr- und Untersetzungsgetriebes.
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Bei dem auf den Zeichnungen dargestellten Umkehr- und Untersetzungsgetriebe
erfolgt die Übertragung der Bewegung zwischen der treibenden Welle i und der getriebenen
Welle 2 mit Hilfe eines Umlaufrädergetriebes mit zwei Sonnenrädern 3 und 4, von
denen das erste lose auf der treibenden Welle drehbar ist, während das zweite mit
der getriebenen Welle fest verbunden ist, einem Umlaufräder tragenden Gehäuse 5,
welches sich um die Achse der Sonnenräder drehen kann, und schließlich drei Umlaufrädern
6, 7 und 8, welche auf der im Gehäuse 5 drehbaren Welle 9 befestigt sind. Ein Sonnenrad
9° ist auf der treibenden Welle i befestigt und steht dauernd mit dem mittleren
L?mlaufrad 7 im Eingriff. Das Ende der treibenden Welle ist in einem Rollenlager
io (Fig. 2) gelagert, welches im Innern des mit der getriebenen Welle fest verbundenen
Sonnenrades 4 angeordnet ist. Der Umlaufräderträger 5 ist in zwei Rollenlagern
I i und 12 gelagert, von denen das erste auf der getriebenen Welle und das
zweite auf einem mit dem Sonnenrad 3 fest verbundenen zylindrischen Teil angeordnet
ist. Die die Umlaufräder tragende Welle 9 ist in einem Rollenlager 13 und einem
Kugellager 14 gelagert. Die Schaltung des Vorwärtsganges und des Rückwärtsganges
erfolgt durch Stillsetzung des Sonnenrades 3 mittels der mit diesem Sonnenrad starr
verbundenen Kupplungsscheibe 15 bzw. des Umlaufräderträgers 5. Die Bremswirkung
erfolgt, wie weiter unten ausgeführt, über die konischen Flächen 16 und 17, die
an dem Umlaufräderträger 5 bzw. an der Kupplungsscheibe 15 befestigt sind.
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Der Vorwärtsgang wird durch Festlegung des Umlaufräderträgers erhalten.
In diesem Fall erfolgt die Übertragung der Bewegung zwischen der treibenden Welle
und der getriebenen Welle über das Antriebszahnrad 9°, das Umlaufrad 7, das Umlaufrad
6 und über das mit der getriebenen Welle fest verbundene Sonnenrad 4. In diesem
Gang ist das Übersetzungsverhältnis bei dem dargestellten Beispiel kleiner als i,
so daß die Drehgeschwindigkeit zwischen der treibenden Welle und der getriebenen
Welle herabgesetzt wird.
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Der Rückwärtsgang wird durch Festlegung der Kupplungsscheibe 15 und
somit des mit ihr starr verbundenen Sonnenrades 3 erhalten. In diesem Falle dreht
sich der Umlaufräderträger um sich selbst, da sieh das Umlaufrad 8 auf dem Sonnenrad
3 abrollt, welches feststeht. Die Abmessungen der verschiedenen Zahnräder des Getriebes
sind so gewählt, daß die getriebene Welle 2 durch das Umlaufrad 6 in umgekehrter
Richtung wie die treibende Welle i und mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird,
die angenähert gleich der Geschwind digkeit des Vorwärtsganges ist. Wenn eine Bremsung
weder auf den Umlaufräderträger noch auf die Kupplungsscheibe 15 erfolgt, bleibt
die getriebene Welle 2 in Ruhe, da dann der Umlaufräderträger leer umlaufen kann.
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Die Bremseinrichtung besteht aus einem doppelkonischen Bremsring 18,
der an der Innenwand des Gehäuses des Umlaufrädergetriebes gleiten kante: Dieser
Bremsring ist durch in der Wand des Gehäuses befestigte Stifte i9 an einer Drehung
verhindert und kann drei Stellungen einnehmen: eine mittlere Stellung, in welcher
keine Bremsung erfolgt, und zwei Endstellungen, in welchen er entweder mit der konischen
Fläche 16 oder mit der konischen Fläche 17 zur Bremswirkung in Verbindung tritt.
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Der Umlaufräderträger 5 und die Kupplungsscheibe 15 legen sich gegen
die mit dem Gesamtgehäuse fest verbundenen Kupplungsscheiben 54 bzw. i5° an, wenn
sie der Einwirkung des doppelkonischen Bremsringes 18 unterworfen werden; Diese
Kupplungsscheiben nehmen die durch den
Bremsring ausgeübte Druckkraft
in der Längsrichtung auf und bewirken die Stillegung des Umlaufräderträgers bzw.
der Kupplungsscheibe.
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Der Bremsring weist an seinem äußeren Umfang eine Nut 2o auf, in die
eine Wand 21 des Gehäuses eingreift, welche die Nut in zwei Kammern 22 und 23 teilt.
Die Wand 21 befindet sich in der Mitte der Nut 20, wenn sich der Bremsring 18 in
seiner unwirksamen Mittelstellung befindet. Zwei Kanäle 24 und 25 münden in die
Kammern 22 und 23 und gestatten, einen Druck in der einen oder der anderen dieser
Kammern auszuüben, um entweder den Vorwärtsgang oder den Rückwärtsgang zu erhalten.
Zwei Federn 26 und 27, die in' je .einer Kammer untergebracht sind, führen den Bremsring
18 in seine Mittelstellung zurück, wenn keine der Kammern einem Druck ausgesetzt
ist.
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Der Druckmittelkreislauf wird durch das in dem Gehäuse des Umkehr-
und Untersetzungsgetriebes enthaltene Schmieröl gespeist, und zwar saugt eine durch
die treibende Welle über Zahnräder 29 und 30 angetriebene Pumpe 28 das
01 in dem Gehäuse durch einen Filter 31 und eine Leitung 32 an. Das
durch die Pumpe angesaugte 0I wird durch eine Leitung 33 .in einen Verteiler 34
gefördert, von dem auf Fig. i ein schematischer Schnitt angegeben ist, der von an
sich beliebiger bekannter Bauart sein kann und keinen Teil der vorliegenden Erfindung
bildet. Dieser Verteiler kann in drei verschiedene Stellungen gebracht werden. In
der der Fig. i entsprechenden Stellung des Verteilers gelangt das durch die Pumpe
geförderte (51 durch die Leitung 36 in die Kammer 22 und drückt infolgedessen den
doppelkonischen Bremsring nach links und legt damit den Umlaufräderträger 5 fest.
Man erhält so den Vorwärtsgang.
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In der in Fig. i a dargestellten Stellung des Verteilers gelangt das
durch die Pumpe geförderte 0I durch die Leitung 35 in die Kammer 23 und drückt den
doppelkonischen Bremsring nach rechts, womit die Kupplungsscheibe 15 und infolgedessen
das mit dieser fest verbundene Sonnenrad 3 festgelegt wird. Man erhält so den Rückwärtsgang.
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In der in Fig. i b dargestellten Stellung des Verteilers steht keine
der Kammern 22 und 23 unter Öldruck, so daß sich der doppelkonische Bremsring unter
Wirkung der beiden Federn 26 und 27 in seiner Mittelstellung, d. h. in seiner unwirksamen
Stellung, befindet.
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Wenn der Öldruck in einer der beiden Kammern 22 oder 23 wirksam wird,
erfolgt der Riickfluß des Öls in das Gehäuse durch eine der Leitungen 35 oder 36
und durch die Leitung 37, welche an dem oberen Teil des Gehäuses über die Öffnung
38 in dieses mündet. Ein Druckbegrenzer 39 ist von der Leitung 33 abgezweigt, welche
die Pumpe mit dem Verteiler verbindet. Er leitet das durch die Pumpe geförderte
0I über die Leitung 4o unmittelbar zu der Offnung 38 und dem Gehäuse, falls durch
eine Störung ein Überdruck auftritt.
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Es geht klar aus der vorstehenden Beschreibung hervor, daß die erfindungsgemäße
Vorrichtung gestattet, den Steuerdruck auf eine sehr große Fläche auszuüben und
infolgedessen diesen Druck vorteilhaft herabzusetzen. Ferner ist die gleichzeitige
Bremsung des Umlaufräderträgers und der Kupplungsscheibe unmöglich, so daß die Schäden,
welche in anderen bekannten Vorrichtungen -durch eine solche Bremsung verursacht
werden können, vollkommen ausgeschlossen sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist ferner den Vorteil auf, daß die Abnutzung der Bremsglieder durch eine einfache
Vergrößerung des Hubes des doppelkonischen Bremsringes selbsttätig ausgeglichen
wird. Es ist ferner zu bemerken, daß die Umsteuerung wegen des in der nicht dem
Druck der Pumpe unterworfenen Kammer 22 oder 23 vorhandenen Gegendrucks weich erfolgt.
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Schließlich weist das Bremsorgan infolge der Tatsache, daß es nur
axial gleiten kann, ohne sich drehen zu können, nicht die Nachteile auf, welche
bekannten ' Bremsorganen anhaften, welche durch Ein- und Ausschrauben verstellt
werden und dazu neigen, sich entweder festzuklemmen oder nicht mit den festzustellenden
drehbaren Organen in Berührung zu kommen. .
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Man kann zusammenfassend sagen, daß die den Gegenstand der Erfindung
bildende Vorrichtung betriebssicher und unverstellbar ist.
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Man kann an den Einzelheiten der beschriebenen Vorrichtung zahlreiche
Abwandlungen vornehmen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.