DE901613C

DE901613C - Planetary gear

Info

Publication number: DE901613C
Application number: DES21884A
Authority: DE
Inventors: Bruno Sommer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-02-15
Filing date: 1951-02-15
Publication date: 1954-01-14

Description

Planetengetriebe Der Gegenstand der Erfindung bildet ein stufenloses, selbsttätig regelndes Zahnradgetriebe.Planetary gear The object of the invention forms a continuously variable, self-regulating gear drive.

Es sind Getriebe bekannt, die verschiedene Übersetzungen, auch stufenlose haben. Diese sind Reibrad- oder Flüssigkeitsgetriebe. Doch haben diese den Nachteil, daß der Wirkungsgrad und die Drehzahl in verhältnismäßig niedrigen Grenzen liegen. Beim Schaltgetriebe ist immer ein Eingriff von außen her nötig, um ein anderes Übersetzungsverhältnis zu bekommen. Dadurch wird der Kraftschluß für die Zeit des Schaltvorganges unterbrochen, was wiederum einen Leistungsverlust, allerdings nur für kurze Zeit, zur Folge hat. Die Wahl des richtigen Übersetzungsverhältnisses hängt bei Schaltgetrieben immer von der menschlichen Geschicklichkeit ab, so daß sie mit einer gewissen menschlichen Unzulänglichkeit behaftet sind. Diese Nachteile wirken sich besonders kraß bei Kraftwagen und bei Arbeitsmaschinen, insbesondere Kopfdrehbänken aus, denn sie müssen zum Zwecke des Gangwechsels stillgelegt und wieder in Betrieb genommen werden oder, wie es bei Automobilen der Fall ist, von der Arbeitskraft während des Schaltvorganges getrennt werden. Beim Drehen großer Planscheiben kann nian mit einem Schaltgetriebe immer nur die dem größten Drehdurchmesser entsprechende Schnittgeschwindigkeit einstellen. Dadurch muß man sich mit einer kleineren Schnittgeschwindigkeit im Bereich der kleineren Drehd.urchmes,ser begnügen, was einen erheblichen Zeitverlust, speziellbefMassenfertigungen, zur Folge hat. Wenn das stufenlose Zahnradgetriebe durch Einwirkung eines Drehmomentenreglers automatisch geschaltet wird, so stellt sich die Schnittgeschwindigkeit mathematisch genau beim Plandrehen entsprechend den jeweiligen Drehdurchmessern automatisch ein, so daß Zeitverluste durch Unterschreitung der Schnittgeschwindigkeiten oder durch Abstellen der Maschine zwecks Wahl eines anderen Übersetzungsverhältnisses und ,damit verbundener Schnittgeschwindigkeit wegfallen. Bei rationeller spanabhebender Bearbeitung muß immer für jeden zu bearbeitenden Werkstoff die höchstzulässige Schnittgeschwindigkeit gewählt werden. Dazu muß der die Maschine Bedienende eine erhebliche Fachkenntnis haben. Stattet man den das Getriebe zu schaltenden Drehmomentenregler zusätzlich mit einer Vorrichtung aus, die auf die besondere Charakteristik des zu bearbeitenden Werkstoffes nach einer an dieser Vorrichtung angebrachten Tabelle einstellbar ist, so kann auch ein Nichtfachmann jede spanabhebende Arbeitsmaschine so bedienen, daß sich immer die rationellste Schnittgeschwindigkeit automatisch den Drehdurchmessern entsprechend einstellt, wenn der Drehmomentenregler bei Arbeitsbeginn .auf die zutreffende Materialcharakteristik umgestellt wurde.There are known gears that have different translations, including stepless ones to have. These are friction gears or fluid gears. But these have the disadvantage that the efficiency and the speed are in relatively low limits. In the case of a manual transmission, external intervention is always necessary to change the gear ratio to get. This interrupts the frictional connection for the duration of the switching process, which in turn results in a loss of performance, but only for a short time. Choosing the right gear ratio always depends on manual transmissions from human skill, leaving them with a certain human Are fraught with inadequacy. These disadvantages are particularly severe in motor vehicles and with work machines, especially head lathes, because they have to be used for the purpose of gear change to be shut down and put back into operation or how it in automobiles is the case, separated from the worker during the shifting process will. When turning large face plates, you can always use a manual transmission only set the cutting speed that corresponds to the largest turning diameter. As a result, one has to deal with a lower cutting speed in the range of the smaller ones Drehd.urchmes, ser content, which is a considerable loss of time, especially has the consequence. When the continuously variable gear transmission by the action of a torque controller is switched automatically, the cutting speed is determined mathematically exactly when facing according to the respective turning diameter automatically, so that time losses by falling below the cutting speed or by turning off the machine to select a different gear ratio and the associated cutting speed are omitted. With rational machining Machining must always use the highest permissible cutting speed for each material to be machined to get voted. For this, the operator of the machine must have considerable specialist knowledge to have. If you also equip the torque controller to be switched on the gearbox with a device based on the special characteristics of the Material can be set according to a table attached to this device, even a non-specialist can operate any cutting machine in such a way that the most efficient cutting speed is always automatically adapted to the turning diameter adjusts accordingly, if the torque regulator at the start of work. to the applicable Material characteristics have been changed.

Im Automobilbau setzen sich die stufenlosen Strömungsgetriebe trotz ihrer einfachen Bedienung und Ausgleichsfähigkeit an die jeweilige Motorencharakteristik deshalb nicht durch, weil sie nicht ohne Schlupf arbeiten und noch dazu einen um etwa io 0/a niedrigeren Wirkungsgrad haben als Zahnradgetriebe. Die automatisch schaltbaren Stufenzahnradgetriebe sind zwar nicht mit den Nachteilen des geringeren Wirkungsgrades und Schlupfes behaftet, können sich aber nicht bis ins kleinste differenzierbar der jeweiligen Motorencharakteristik angleichen, sondern nur annähernd innerhalb ihrer Stufenbereiche. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad eines Kraftfahrzeuges ungünstiger als bei Anwendung eines stufenlosen mechanischen Zahnradgetrieben, das der Gegenstand der Erfindung ist. Es vereinigt nämlich den Vorteil der Stufenlosigkeit mit der automatischen Schaltbarkeit ohne mit den Nachteilen der stufenlosen Flüssigkeitsgetriebe belastet zu sein. Seine Übersetzungsverhältnisse sind mittels eines einstellbaren Drehmomenten- oder öldruckreglers genauestens der Motarencharakteristik anzugleichen und regeln sich selbst, entsprechend den jeweiligen Belastungen. Das bedeutet einen Vorteil, da sämtliche Übertragungselemente im Kraftwagen sowie der Motor selbst keinen stoßweisen und ruckartigen Belastungen, die durch unsachgemäße Bedienung entstehen können, mehr ausgesetzt sind und folglich eine längere Lebensdauer haben.In the automotive industry, the continuously variable fluid transmissions set themselves in spite of their simple operation and ability to compensate for the respective engine characteristics therefore not through, because they do not work without slippage and one over at that have about io 0 / a lower efficiency than gear drives. The automatic switchable step gear transmissions are not with the disadvantages of the lesser Efficiency and slippage afflicted, but cannot be differentiated down to the smallest detail to match the respective engine characteristics, but only approximately within their level ranges. This increases the overall efficiency of a motor vehicle less favorable than when using a stepless mechanical gear drive, the is the subject of the invention. It combines the advantage of steplessness with the automatic switchability without the disadvantages of the continuously variable transmission to be burdened. Its gear ratios are adjustable by means of a The torque or oil pressure regulator has to be precisely matched to the engine characteristics and regulate themselves according to the respective loads. That means one Advantage because all transmission elements in the vehicle and the engine itself no jerky and jerky loads caused by improper operation can arise, are more exposed and consequently have a longer lifespan.

Durch ,den Gegenstand der Erfindung wird dieses dadurch erreicht, daß dieAchsen mehrerer mit einem Zahnrad der treibenden Welle ständig kämmender Planetenräder mit gleichachsig zu den Planetenrädern im Getriebegehäuse gelagerten Zahnrädern, die kranzförmig um die getriebene Welle angeordnet sind und mit einem auf dieser sitzenden Zahnrad ständig im Eingriff stehen, kuppelbar und gegenüber diesen Zahnrädern exzentrisch verstellbar sind.By, the subject matter of the invention, this is achieved by that the axes of several with a gear of the driving shaft are constantly meshing Planet gears with the same axis as the planet gears in the gear housing Gears that are arranged in a ring around the driven shaft and with a are constantly in mesh on this seated gear, can be coupled and opposite these gears are eccentrically adjustable.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Schnitt durch das Getriebe und einen Schnitt durch ein Steuer- und Kupplungssegment Abb.2 einen Schnitt in Draufsicht durch die Kupplung nach Linie A-B, Abb.3 eine Draufsicht im Schnitt durch die Kupplung nach Linie C-D, Abb. 4 eine schematische Darstellung der Arbeitsleistung bei Kraftübertragung i : i, Abb. 5 eine schematische Darstellung der Arbeitsleistung bei einer kleineren Kraftübertragung.In the drawing, the object of the invention is shown, for example, namely Fig. i shows a section through the transmission and a section through a Control and coupling segment Fig.2 a section in plan view through the coupling according to line A-B, Figure 3 a plan view in section through the coupling according to line C-D, Fig. 4 a schematic representation of the work performance in power transmission i : i, Fig. 5 a schematic representation of the work performance with a smaller one Power transmission.

In einem Gehäuse i ist die treibende Welle :2 gelagert. Das Zahnrad 3 ist fest mit der Welle 2 verbunden. In dem Gehäuse i ist zentrisch zur Welle 2 ein Kranzkörper 4. drehbar gelagert. In dem Kranzkörper 4 sind die Zahnräder 5 gelagert, und jede Welle dieser Zahnräder trägt eine Scheibe 6, die eine diametral durchlaufende schwalbenschwanzförmige Ausnehmung 7 trägt, in der ein Schlitten 8 geführt ist. Der Schlitten 8 ist durch einen Zapfen 9 mit einer Kupplung verbunden, die in später zu beschreibender Weise auf die getriebene Welle 16 arbeitet. Der Zapfen 9 greift in eine Scheibe io, die einen Achsstutzen i i trägt. Durch Drehen an einem Handrad 17 wird über ein Zahnrad 18 der Kranzkörper 4 mit den Zahnrädern 5 verdreht und kann nach Belieben zentrisch oder exzentrisch gegenüber den Achsstutzen i i gestellt werden. Durch diese Verstellung wird eine Kraftübertragung in den Grenzen o bis i : i erreicht. Auf jedem Achsstutzen ii sitzt eine Kupplungshülse ig. Die Hülse ig hat eine Rolle 2o, die auf einer Kurvenbahn 2 1 abrollt. Das andere Ende der Hülse ig ist kegelförmig ausgebildet. Die Federn 22 haben .das Bestreben, die Hülse 19 gegen die kegelförmige Ausnehmung eines Zahnrades 14 zu .drücken, das mit einem auf der getriebenen Welle 16 sitzenden Ritzel 15 kämmt. Das Kuppeln der Hülse ig mit dem Zahnrad 14 gelingt aber nur, wenn die Rolle 2o die tiefste Stelle der Kurvenbahn 21 erreicht hat. Ist die tiefste Stelle erreicht, dann haben die Federn 22 die Kupplung zwischen Hülse ig und Zahnrad 14 hergestellt. Die Kraft wird dann von dem Zahnrad 14 auf das Zahnrad 15 und weiter auf .die getriebene Welle 16 übertragen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben io ist genau so groß wie die der Scheiben 6, sofern die Scheibe io mit ihrem dazugehörigen Zahnrad 14 in einer Achse liegen. Wird die Scheibe 6 mit dem dazugehörigen Zahnrad 5 .durch Verdrehen -des Kranzes 4 so verschoben, daß die beiden vorgenannten Achsen nicht mehr zusammenfallen (also die Scheiben 6 und io exzentrisch zusammenstehen), so dreht sich die Scheibe 6 gleichmäßig weiter. Die Scheibe io hingegen dreht sich je nach Größe der Exzentrizität mit mehr oder weniger zu- oder abnehmender Umfangsgeschwindigkeit. Dieser Zustand wäre für ein Getriebe unbrauchbar, wird aber dadurch ausgeschaltet, daß die Kupplung jeweils zu dem Zeitpunkt im Eingriff steht, wenn der Hebelarm b-p am kleinsten ist. Die vier Kupplungen stehen niemals gleichzeitig im Eingriff. Der jeweilige Eingriff jeder einzelnen Kupplung liegt so, daß er hintereinander im Sinne der Drehbewegung erfolgt, und je kleiner die Übersetzung ist, desto kleiner die Eingriffzeit der Kupplung wird. Das wird durch die Verstellung,der Kurvenbahn 21 erreicht.The driving shaft: 2 is mounted in a housing i. The gear 3 is firmly connected to shaft 2. The housing i is centered on the shaft 2 a ring body 4. rotatably mounted. The gears 5 are mounted in the ring body 4, and each shaft of these gears carries a disc 6, which is a diametrically continuous Carries dovetail-shaped recess 7 in which a slide 8 is guided. The carriage 8 is connected by a pin 9 to a coupling that will be used in later In a manner to be described, the driven shaft 16 operates. The pin 9 engages into a disk io, which carries an axle stub i i. By turning a handwheel 17 is rotated via a gear 18 of the ring body 4 with the gears 5 and can be placed centrally or eccentrically opposite the axle stubs i i as desired will. Through this adjustment, a power transmission within the limits o to i: i reached. A coupling sleeve ig sits on each axle stub ii. The sleeve ig has a role 2o that rolls on a curved path 2 1. The other end of the Sleeve ig is conical. The springs 22 have .das tend to the sleeve 19 against the conical recess of a gear 14 to .press that with a on the driven shaft 16 seated pinion 15 meshes. The coupling of the sleeve ig with the gear 14 only succeeds if the roller 2o is the deepest point of the curved path 21 has reached. When the lowest point is reached, the springs 22 have the clutch between sleeve ig and gear 14 made. The power is then from the gear 14 to the gear 15 and further on .die driven shaft 16 transmitted. The peripheral speed the disks io is exactly the same size as that of the disks 6, provided that the disk io lie with their associated gear 14 in one axis. If the disc 6 with the associated gear 5 .by turning the ring 4 so shifted that the the two aforementioned axes no longer coincide (i.e. the disks 6 and io stand together eccentrically), the disk 6 continues to rotate evenly. the Disk io, on the other hand, rotates more or less depending on the size of the eccentricity increasing or decreasing peripheral speed. This condition would be for a transmission unusable, but is switched off by the clutch at the time is in engagement when the lever arm b-p is smallest. The four couplings are in place never engaged at the same time. The engagement of each individual clutch lies so that he is one behind the other in the sense of the rotary motion he follows, and the smaller the gear ratio, the shorter the clutch engagement time will. This is achieved by adjusting the cam track 21.

Das Verstellen der Kurvenbahn ist in der Zeichnung beispielsweise so dargestellt, daß das Zahnrad 23 beim Drehen des Handrades 17 die Zahnscheibe 24 dreht; dadurch wird .die Außenbahn der Kurvenbahn gegenüber der Innenbahn verschoben, und die Eingriffszeit der Kupplung ist geändert.The adjustment of the cam path is shown in the drawing, for example shown so that the gear 23 when turning the handwheel 17, the toothed disk 24 rotates; as a result, the outer path of the curved path is shifted in relation to the inner path, and the engagement time of the clutch is changed.

Die Verstellung des Kranzkörpers 4 kann wie in der Zeichnung dargestellt durch Hand- oder auch durch Drehmomenten- oder Drehzahlenregler verstellt werden.The adjustment of the ring body 4 can be as shown in the drawing can be adjusted by manual or by torque or speed controller.

Durch die beschriebene Vorrichtung erhält jedes Rad 14 pro Umdrehung einen Impuls, der auf das Rad 15 und Welle 16 übertragen wird. Auf diese Weise erhält das Rad 15 pro Umdrehung vier Impulse (bei sechs Zahnrädern 5 sind es sechs), wodurch der Antrieb annähernd ausgeglichen ist.With the device described, each wheel receives 14 per revolution an impulse which is transmitted to the wheel 15 and shaft 16. That way it gets the wheel 15 per revolution four pulses (with six gears 5 there are six), whereby the drive is almost balanced.

Das Getriebe kann auf einfache Art auf Leerlauf gebracht werden, indem der Kranzkörper 4 so weit verdreht wird, bis die Achsen der Zapfen 9 mit denen der Zahnräder 5 zusammenfallen, wodurch der Kraftschluß auf den Scheiben 6 aufhört. Es kann langsam und allmählich wieder kraftschlüssig gemacht werden, beginnend mit dem kleinsten übersetzungsbereich, wenn der Kranzkörper wieder in umgekehrter Richtung verstellt wird.The transmission can be brought to idle in a simple manner by the ring body 4 is rotated until the axes of the pins 9 with those of the Gears 5 coincide, whereby the frictional connection on the disks 6 ceases. It can be made frictional again slowly and gradually, starting with the smallest gear ratio when the rim body goes back in the opposite direction is adjusted.

Für den Kraftfahrer bedeutet das einen großen Vorteil, da das Pedal für die Kupplung wegfallen kann. Er bedient mit einem Fuß das Brems- und mit dem anderen das Gaspedal und braucht die Hände nicht mehr vom Steuerrad zu nehmen, weil kein Getriebeschalthebel mehr da ist.For the driver, this means a great advantage, as the pedal for the clutch can be omitted. He operates the brake with one foot and the others take the accelerator pedal and no longer need to take their hands off the wheel because there is no gear shift lever left.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Planetary gear, characterized in that the axes of several with a gear (S3) of the driving shaft (2) constantly meshing Planet gears (5) with coaxially mounted to the planet gears in the gear housing Gears (i4) which are arranged in a ring around the driven shaft (i6) and are constantly in engagement with a toothed wheel (15) seated on it, can be coupled and are eccentrically adjustable with respect to these gears (i4).

2. Planetary gear according to claim i, characterized in that ß the hubs of the ring-shaped Gears (i4) are designed as a coupling member (i9), the axial displacement of which on the gear axis to bring about the coupling process by means of a cam track (2i) is controllable.

3. Planetary gear according to claim 2, characterized in that that a common cam track is provided for all gears (i4) of the ring gear is, the coupling process enabling control points of the number of to corresponding coupling gears, with the control points on the cam track are distributed so that the coupling during one revolution of the driving shaft of the individual gears (i4) only takes place one after the other.

4. Planetary gear according to Claim 2, characterized in that the cam track for the purpose of changing over time the clutch impulse is adjustable.

5. Planetary gear according to claim i, characterized characterized in that the planet gears (5) in one the driving shaft (2) centric surrounding ring body (4) are mounted, for the purpose of bringing about an eccentric Adjustment relative to the gears (i4) is rotatable about the driving shaft.

6th Planetary gear according to claim i, characterized in that the axes of the planetary gears and the axle journals (i i) of the gears (i4) radially to one another at their connection point are movable.

7. Planetary gear according to claim 6, characterized in that that the axes of the planetary gears are designed as disks (6) at the connection points are, which have a diametrically continuous recess (7) into which the recess adapted front end (8) of the journal (i i) of the gears (i4) radially displaceable intervenes.