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Umlaufräder-Wechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf Umlaufräder-Wechselgetriebe
derjenigen Art, bei der die antreibende Welle und die angetriebene Welle auf derselben
Achse angeordnet sind und bei denen ein Triebwerk vorgesehen ist, welches aus zwei
Umlaufrädergetrieben besteht, von denen jedes ein Zentralrad aufweist, welches durch
ein einzelnes Planetenrad mit einem Zahnkranz verbunden ist.
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Nach der Erfindung werden die beiden Planetenräder mit ihren Achsen
von demselben Rahmen, dem Planetenradträger, getragen und stehen miteinander im
Eingriff.
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Das Zentralrad und der Zahnkranz des einen Triebwerkes sitzen zu beiden
Seiten der Eingriffszone des Zentralrades und des Zahnkranzes des anderen Triebwerkes
mit dem Planetenrad, welches diese verbindet.
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Mit anderen Worten, das eine der Planetenräder, welches ein Zentralrad
mit einem der Zahnkränze verbindet, durchquert die Eingriffszone des anderen Zentralrades
und des anderen Zahnkranzes mit dessen Planetenrad.
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Das Getriebe weist fünf konzentrische Teile auf, nämlich zwei innere
Zentralräder, zwei innen verzahnte äußere Zentralräder und einen Planetenradträger.
Letzterer trägt mindestens ein Paar miteinander im Eingriff stehender Planetenräder,
von denen das eine mit einem der inneren Zentralräder und einem der äußeren Zentralräder
im Eingriff steht, während das andere mit dem anderen inneren
Zentralrad
und dem anderen äußeren Zentralrad kämmt. Die beiden gleichachsig liegenden Glieder
sind mit der antreibenden und angetriebenen Welle verbunden, während die anderen
Teile lose auf ihren Achsen sitzen. Hierbei sind Mittel vorgesehen, um die Drehung
eines dieser drei losen und gleichachsig liegenden Teile wahlweise zu verhindern.
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Bei Wechselgetrieben der bekannten Art werden jede Vorwärtsgeschwindigkeit
und der Rückwärtsgang durch Unbeweglichmachen eines einzelnen Teiles erhalten, derart,
daß es insbesondere bei elektromagnetisch gesteuerten Wechselgetrieben genügt, je
einen Elektromagneten zu erregen, um die gewünschte Geschwindigkeit zu erzielen.
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Um bei solchen Wechselgetrieben die üblichen vier Geschwindigkeiten
oder den Rückwärtsgang zu erhalten, ist man gezwungen, die antreibende Welle wahlweise
mit dem einen oder anderen der beiden Zentralräder in Verbindung zu bringen oder
auf eine direkte Übertragung von Welle auf Welle zu verzichten. Jede dieser beiden
Lösungen bringt Schwierigkeiten und Nachteile, welche die vorliegende Erfindung
vermeidet.
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Nach der Erfindung weist wenigstens ein Paar äußerer, innen verzahnter
Zentralräder die Form von ineinanderliegenden Glocken auf und ist mit auf derselben
Seite des Wechselgetriebes angeordneten, mit der Abtriebswelle kuppelbaren Naben
versehen. Von auf einem Umlaufradträger angeordneten und miteinander kämmenden Umlaufrädern
kämmt das eine mit einem auf der Antriebswelle sitzenden inneren Zentralrad und
mit einem der zwei äußeren Zentralräder, während das andere Umlaufrad die Wirkungsebene
des erstgenannten Radsatzes durchdringt und einerseits mit einem frei drehbar oder
feststellbar angeordneten inneren Zentralrad und anderseits mit dem anderen äußeren
Zentralrad kämmt. Durch die Glockenform der Zahnkränze ist ihre wahlweise Verbindung
mit der angetriebenen Welle möglich.
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Die Naben sind zu diesem Zweck erfindungsgemäß mit Klauen od. dgl.
versehen, wobei auf der angetriebenen Welle ein gleitbares, aber in bezug auf diese
Welle sich nicht drehendes. Schaltorgan angebracht ist, welches gleichfalls Klauen
od,. dgl. trägt, die mit den, erstgenannten wahlweise in Eingriff gebracht werden
können, um auf- diese Art mit dem einen oder anderen der erwähnten Zahnkränze zusammenzuwirken.
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Diese Anordnung bietet die Möglichkeit, wenn: das gleitbare Organ
sich in der Leerlaufstellung befindet, das Getriebe von dem Abtrieb zu trennen,
Die Anordnung der vorstehend beschriebenen Schalteinrichtungen auf der angetriebenen
Seite des. Wechselgetriebes ermöglicht, die umfangreichen Teile des Wechselgetriebes
nahe am Motor anzuordnen, was einen großen Vorteil hinsichtlich der Benutzung des
Wechselgetriebes bei einem Kraftwagen darstellt.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung werden die Mittel zum Festhalten
der frei drehbaren, Teile des Wechselgetriebes von Elektron magneten gebildet. Nach
der Erfindung weist eines der beiden Planetenräder über seinem Umfang einen Ausschnitt
auf, so daß dem zweiten inneren Zentralrad ein größerer Durchmesser oder dem zweiten
äußeren Zentralrad ein kleinerer Durchmesser gegeben werden kann. Es ist besonders
vorgesehen, das Planetenrad, welches im Eingriff mit dem frei drehbaren inneren
Zentralrad und mit dem äußeren Zentralrad für die Vorwärtsgeschwindigkeit steht,
mit einem solchen Ausschnitt, einer Mittelnabe, zu versehen, wobei der Teil dieses
Planetenrades, welcher dem Motor näher liegt, sowie das frei drehbare innere Zentralrad
eine geringere Breite als die anderen Zahnräder erhalten können:, da die Tangentialkraft
auf ihre Zahnung gering ist.
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Nach einem weiteren, Merkmal der Erfindung sind die fünf gleichachsig
liegenden Teile und die zwei Planetenräder so gelagert, daß sie sich nicht axial
verschieben können. Jedoch sind axial verschiebbare Mittel vorgesehen, um das wahlweise
Festhalten der frei drehbaren Teile durch relatives Gleiten zwischen; diesen: Teilen
und den festhaltenden Organen zu ermöglichen.
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Hierbei können Schraubenradverzahnungen. benutzt werden, wodurch das
Geräusch der einzurückenden Teile vermindert wird. Diese Vorrichtungen ermöglichen
auch, die Zurückführung der gleitendem Teile auf ihre unwirksame Stellung zu zu
erleichtern, beispielsweise durch elastische Mittel, wie Federn od. dgl. Bei elektromagnetischen
Vorgelegen ermöglicht dies, der Remane z der Magneten entgegenzuwirken, welche die
losen Teile festzuhalten suchen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung haben die beiden Zahnkränze
wesentlich gleichen Durchmesser. Das mit einer- Nabe versehene Planetenrad steht
mit dem treibenden inneren Zentralrad und dem angeriebenen äußeren Zentralrad für
den Rückwärtsgang im Eingriff.
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Erfindungsgemäß sind alle Anker der Elektromagneten unabhängig, und
jeder von ihnen wird durch elastische Mittel mechanisch in einem Abstand von. seinem
Elektromagneten: gehalten, so-
lange er keine wirksame Rolle spielt. Die Wirkung
dieser elastischen Mittel wird durch Anschläge begrenzt.
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Nach einem anderen Merkmal wird das Umlaufräder-Wechselgetriebe durch
einen, hochübersetzten fünften Vorwärtsgang vervollständigt, der vermittels eines
zusätzlichen; mit dem Hauptumlaufrädergetriebe organisch verbundenen Umlaufrädergetriebes
erzielt wird.. Dieses zusätzliche Umlaufrädergetriebe hat ein Getriebeglied, das:
entweder unbeweglich gemacht werden kann, um eine neue Geschwindigkeitsübersetzung
zu verwirklichen, oder für den direkten Antrieb mit :irgendeinem beliebigen Teil
des Hauptgetriebes, insbesondere mit dem frei drehbaren inneren Zentralrad, gekuppelt
sein kann..
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Das Zusatzgetriebe kann auch von. einem feststellbaren Zahnkranz sowie
von einem Zentralrad, das mit dem losen Ritzel des Hauptgetriebes
verbunden
ist, und von mindestens einem Planetenrad gebildet werden, dessen Achse von dem
Planetenradträger des Hauptgetriebes getragen wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der, Erfindung ist der Planctenradträger
des Zusatzgetriebes entweder mit dem antreibenden Organ oder mit dem Teil verbunden,
den man unbeweglich macht, um die dritte Geschwindigkeit zu erzielen, oder auch
mit dem Organ, das man unbeweglich macht, um die fünfte Geschwindigkeit zu erhalten.
Infolge dieser Anordnung vermeidet man immer das Vorhandensein von drei konzentrischen
Gliedern., welche die antreibende Welle umgeben, was in kon, struktiver Hinsicht
eine wichtige Vereinfachung darstellt. Infolge der Verwendung eines Planetenradträgers
für das Zusatztriebwerk, der verschieden von dem des Hauptgetriebes ist, kann, man
dieses Getriebe so benutzen, daß die fünfte Geschwindigkeit, die mit Hilfe dieses
Getriebes erhalten wird, eine Übersetzung oder im Gegensatz hierzu eine Untersetzung
darstellt. Der Istwert dieser Untersetzung kann nach: Wunsch gewählt werden, so
da,ß man entweder allen anderen Übersetzungen des Getriebes ein kleineres Übersetzungsverhältnis
oder ein solches gibt, das zwischen zwei beliebigen Übe-rsetzumgsverhältnissen liegt.
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Das Umlaufräder-Wechselgetriebe nach der Erfindung wird durch ein
Zusatzgetriebe vervollständigt, welches, die Erzielung eines Rückwärtsganges gestattet,
ohne die angetriebene Welle wahlweise in Eingriff mit zwei verschiedenen Getriebegliedern
zu bringen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann man die angetriebene
Welle von der antreibenden durchsetzen lassen, so daß der Motor und. die Bewegungsaufnahme
auf dieselbe Seite des Gehäuses zu liegen kommen.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar ist Abb. i ein axialer Schnitt durch das Getriebegemäß der
Erfindung; Abb. i a ist ein Querschnitt nach der Linie ja-, a der Abb. i
; Abb. i b ist ein Querschnitt nach der Linie ib-ib; Abb.2 ist ein axialer Schnitt
durch eine. Getriebeabänderung; Abb. --a zeigt teilweise eine Schnittansicht nach,
der Linie 2a-2° der Abb. 2; Abb. 3 ist ein axialer Schnitt durch eine dritte Ausführungsform;
Abb. 3 a ist ein Schnitt nach der Linie 3a-3a der Abb. 3 ; Abb. q. ist ein axialer
Schnitt durch ein Getriebe vereinfachter Bauart; Abb. 5 veranschaulicht eine Getriebeausführung
mit mechanischer Schaltung; Abb. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie 6-6 der Abb.
5; Abb. 7 ist ein Axialsch :nitt durch eine weitere Ausführungsform Abb. 8 ist ein
axialer Teilschnitt einer Ausführungsform des Getriebes, bei der der Rückwärtsgang
ohne Verwendung von Kupplungsklauen erreicht wird; Abb. 9 ist ein axialer Schnitt
durch eine weitere Abänderung des Getriebes, bei der die fünftel Geschwindigkeitsstufe
eine maximale Übersetzung ist und. durch ein Hilfsu,mlaufräd.ergetriebe erhalten
wird, dessen Planetenradträger mit der antreibenden Welle verbunden ist; Abb. ga
veranschaulicht die Teilkreise der das. ergänzende Getriebe der Abb.9 bildenden
Ritzel und deren Eingriffspunkte; Abb-. io ist ein Axialschnitt und veranschaulicht
das Zusatzgetriebe für die fünfte Geschwindigkeitsstufe, die gleichfalls eine Maximalübersetzung
ergibt. Der Planeteniradträger ist hier mit einem Arm verbunden, der unbeweglich
gemacht wird, um die dritte Geschwindigkeitsstufe zu erhalten; Abb. i i ist eine
ähnliche Ansicht, bei der die fünfte Geschwindigkeitsstufe auch eine Übersetzung
ergibt und bei der der Planetenradträger des Zusatzgetriebes durch, eine feststellbare
Scheibe gebildet wird, um unmittelbar die erwähnte fünfte Geschwindigkeitsstufe
zu erhalten; Abb. 12 ist eine ähnliche Ansicht, bei der der ergänzende Planetenradträger
ebenso wie inAbb. ii unbeweglich gemacht wird, aber bei der das Zusatzgetriebe eine
verringerte. Geschwindigkeit ergibt.
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In den, Abb. i, i a, i b bezeichnet M die Motorwelle und Ml ein auf
dieser sitzendes Zentralrad. R ist die angetriebene Welle und K das Getriebegehäuse.
C bezeichnet ein zweites Zentralrad, das mit seiner Buchse Cl lose auf der Welle
M sitzt. -Diese Buchse trägt einen Flansch C2. Die beidem äußeren, innen verzahnten
Zentralräder des Getriebes sind mit ihren Zahnkränzen bei B und R1 angedeutet, während
die Räder selbst durch ineinr anderliegende, glockenartige Teile gebildet werd.
Die Nabe R2 des Kranzes, R, und die Nabe Bi des Kranzes B sind mit Zähnen
oder Klauen r und b
versehen. Eine Buchse f, die so auf der- Welle
R sitzt, da,ß sie auf dieser gleiten, aber sich nicht drehen kann, trägt entsprechende
Klauen g, welche durch Verschiebung der Buchse den einen oder anderen. Zahnkranz
mit der Welle R kuppeln. DieVerschiebung der Buchse f kann in beliebiger Waise,
beispielsweise durch einen Hebel F, geschehen.
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A ist ein Planetenradträger, der lose auf der Buchse Cl und damit
auch auf der Welle M gelagert ist und die beiden Planetenrä:d:er S1 und S2 trägt,
die miteinander im Eingriff stehen (Abb. i a). In Abb. i sind die beiden Planetenräder,
oben und unten angedeutet, wobei aber Abb: i a die richtige gegenseitige Stellung
dieser' Räder zeigt. Das Planetenrad. Si, das im Eingriff mit dem inneren Zentralrad
Mi und mit dem äußeren Zentralrad B für den Rückwärtsgang steht, kämmt mit dein
Planetenrad S2, welches selbst im Eingriff mit dem äußeren Zentralrad R1 und mit
dem inneren Zentralrad C steht.
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Beim Ausführungsbeispiel der Abb. i ist das Planetenrad S2 mit einem
Ausschnitt versehen, in welchen der den gleichen oder einen kleineren
Kreisdurchmesser
als der Zahnkranz R1 aufweisende Zahnkranz des Rades B zu liegen, kommt.
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Beim Ausführungsbeispiel der Abb: z ermöglicht das Umlaufräder-Wechselgetriebe
außer dem Rückw ärtsgang und vier Geschwindigkeitsstufen noch eine fünfte Übersetzungsstufe.
Diese fünfte Stufe wird mittels eines zusätzlichen Umlaufrädertriebes erhalten,
dessen drei Glieder durch ein Zentralrad G1, ein mit dem Zahnrad C des Haiuptgetriebes
verbundenes äußeres. Zentralrad C3 und, durch einen Planetenträger gebildet werden,
der mit dem des Hauptgetriebes verbunden ist. Das Planeteinrad S3 steht im Eingriff
mit dem inneren: Zentralrad G1 und mit dem äußeren Zentralrad C3, das von dem Flansch;
C2 getragen wird.
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Eine Scheibe G2 dreht sich mit dem: Zahnrad G1 durch Vermittlung einer
Nabe G und trägt die Mittel zum Festlegen, beispielsweise einen Anker Ni, der durch
einen ortsfesten Elektromagneten Ei angezogen werden kann. Die Festlegung der einzelnen
losen Teile erfolgt also durch elektro@ magnetische Mittel. Zu diesem Zweck trägt
das Gehäuse K vier Elektromagneten E, Ei, E2, E3 mit den entsprechenden Ankern
N, N1, N2, N3.
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Der Flansch C2 trägt einen fünften ElEktromagn.-eten P, der auf denselben
Anker N1 wie der Elektromagnet El einwirkt.
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Alle gleichachsig liegenden Teile des Umlaufräder-Wechselgetriebes
sind so gelagert, daü sie sich nicht in axialer Richtung verschieben können. Die
einzelnen Anker können sich dagegen verschieben, aber mit Bezug auf die verschiedenen;
losen Teile nicht drehen.
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Diese Anordnung ermöglicht die Benutzung von Schraubenverzahnungen,
deren Vorteile bekannt sind. Die Wirkung des in Abb. z dargestellten Getriebes ist
folgende: Um den Rückwärtsgang zu erhalten, wird der Planetenradträger A festgelegt,
indem der Elektromagnet E2 erregt wird, nachdem die angetriebene Welle in Eingriff
mit dem äußeren Zentralrad B gebracht worden ist, indem man die Buchse f von ihrer
dargestellten[ Mittellage aus nach rechts verschiebt.
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Das Zentralrad Ml, welches das Planetenrad S1 um dessen, feststehende
Achse in Drehung versetzt, nimmt mittels dieses Planetenrades den Zahnkranz B, der
fest auf der angetriebenen Welle R sitzt, im umgekehrten D5rebungss.inne mit.
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Um die erste Geschwindigkeitsstufe zu erhalten, wird wieder der- Planetenradträger
A festgehalten, aber erst, nachdem man die Welle R mit dem äußeren, Zentralrad R1
in Eingriff gebracht hat, indem die Buchse f nach links verschoben; wird. Bei dieser
Kupplungsstellung nimmt das Zentralrad Ml durch Vermittlung des Planetenrades S1
das Planetenrad S2 mit, welches seinerseits das äußere Zentralrad R1 in Drehung
versetzt.
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Zum Einricken der zweiten Geschwindigkeitsstufe wird durch Erregung
des Elektromagneten E3 das äußere Zentralrad B festgelegt. Wie bereits erwähnt,
ist die angetriebene Welle für alle Vorwärtsgeschwindigkeiten im Eingriff mit dem
äußeren Zentralrad R1. Das Mittelrad 31, versetzt das Planetenrad S, welches
sich an, dem ortsfesten äußeren Zenutralrad B abwälzt, in Drehung. Der Planetenradträger
A treibt dadurch das auf ihm drehbar gelagerte Umlaufrad S2 und. das äußere Zentralrad
Bi mit höherer Übersetzung an.
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Uri die dritte Geschwindigkeitsstufe einzurücken, erregt man den Elektromagneten
E, der sich auf den Anker N zu verschiebt und. somit das Zentralrad. C mit einer
einem neuen Un.tersetzungsverhältnis entsprechenden Geschwindigkeit antreibt.
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Zur Erzielung der vierten Geschwindigkeitsstufe, d. h. des direkten
Ganges, verbindet man durch Erregen des Elektromagneten P das Zentralrad C und die
Scheibe G2 derart, daß das ganze Umlaufräderwerk in sich blockiert wird und der
Planetenrad.träger A mittels des Planetenrades S2 mit dem Zentralrad C verbunden
ist. Demzufolge nimmt das Mittelrad Ml direkt mittels der infolge der Verbindung
des Trägers A und. des Zentralrades C mit Bezug aufeinander unbeweglich gemachten
Planetenräder S1 und S2 das äußere Zentralrad R1 und demzufolge die angetriebene
Welle R mit.
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Bei dieser Ausführung verringert man die Zugkraft des Elektromagneten
P, da die Größe der zur Kupplung der Teile C und G erforderlichen Kraft ein sehr
kleiner Bruchteil der Motorkraft ist.
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Zu der Erzielung des fünften Ganges, mittels dessen eine hochübersetzte
Geschwindigkeit erreicht werden soll, erregt man den Elektromagneten El, um die
Scheibe D2 festzulegen. Auf diese Weise wird das Zentralrad G1 des Hilfsgetriebes
festgelegt; und das Planetenrad S3 wälzt sich auf diesem Rad ab und nimmt den Planetenträger
,4 sowie gleichfalls das äußere Zentralrad R1 mit einer höheren Geschwindigkeit
als die der Motorwelle mit, so daß ein hohes Übersetzungsverhältnis zwischen Motorwelle
und Getriebewelle erzielt wird.
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Alle gleichachsig liegenden Teile können, sich in axialer Richtung
nicht verschieben, während die Anker N3, N2 und N1 auf dem äußeren Zentralrad
B,
dem Planetenradträger A, der Scheibe G2 und der Scheibe C2 beispielsweise
mittels Keilrillen derart gelagert sind, daß sie sich. mit Bezug auf die Teile,
welche sie tragen, in axialer Richtung verschieben können, wobei sie aber alle im
Sinne einer Drehung feststehen. Es können geeignete elastische Mittel vorgesehen
sein, um die Anker in ihre unwirksame Lage zurückzuführen, nachdem einmal der entsp@reahende
Strom des Elektromagneten, unterbrochen ist. In Abb. z sind derartige elastische
Mittel für die Freigabe des Ankers N2 gezeigt. Hierzu werden Federn p verwendet,
die zwischen dem Anker N2 und einer an dem Plan:etenradträger vorgesehenen Schulter
p1 eingeschaltet sind.. Entsprechende Mittel können natürlich auch für die Anker
N und N3 ebenso wie für die Scheibe! G2 vorgesehen sein, die in ihre Mittelstellung
durch Federn zurückgeführt werden kann, welche auf 'beide Seiten der Scheibe einwirken:.
Wie
durch die gestrichelten Linien in Abb, i angedeutet., kann man die angetriebene
Welle von der Motorwelle durchsetzen lassen, derart, daß man das angetriebene Organ
zwischen Motor und Getriebegehäuse anbringt. Diese Anordnung ermöglicht übrigens
einem Verringerung der Durchmesser der Zentralräder und. demzufolge der anderen
Teile des Triebwerkes. Der Teil der Motorwelle, der sich im Innern des Gehäuses
auf der linken Seite des Zentralrades M1 befindet, dient nicht mehr zur Kraftübertragung
und kann daher einen sehr kleinen. Durchmesser haben, wenn dies erwünscht sein sollte.
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Das in Abb i dargestellte Getriebe kann in seinen Antriebsverhältnissen
umgekehrt werden:. Die Welle R übernimmt dann die Rolle. der Motorwelle, und die
Welle M wird die angetriebene Welle.
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In den Abb. 2 und 2 a ist eine abgeänderte Ausführung dargestellt,
bei der die äußeren Zentralräder B und R1 dieselbe Zähnezahl haben, was für gewisse
Übersetzungsverhältnisse vorteilhaft sein kann. Bei dieser Ausführung ist das Planetenrad
S4, welches mit den Rädern M1 und B im Eingriff steht, mit einer Nabe versehen,
während das Planetenrad S5, welches mit den Rädern C und R im Eingriff steht, eine
solche Nabe nicht aufweist.
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Das Zusatzgetriebe ist hier zur Erzielung der fünften Geschwindigkeitsstufe
gleichfalls abgeändert. Das Planetenrad S6 des Zusatzgetriebes sitzt direkt auf
der Scheibe A des Planetenradträgers und steht mit einem inneren Zentralrad C4 im
Eingriff, welches das Zentralrad C3 der Abb. i ersetzt. Dieses Planetenrad S, steht
außerdem im Eingriff mit einem zweiten, Planetenrad S7 (das von der Scheibe A getragen
wird), das selbst mit einem Zentralrad Gl im Eingriff ist, welches die Rolle des
Zentralrades Gl der Abb. i spielt. Diese Ausbildung macht die zweite Scheibe des
Planetenradträgers überflüssig. Außerdem ermöglicht diese Anordnung, die Geschwindigkeit
der Planetenräder auf ihren Achsen zu verringern.
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In Abb. 2 wird der direkte Gang durch Verbin-Jung des Zentralrades
des Zusatzgetriebes mit dem losen Zentralrad des Hauptgetriebes erzielt. Dies ermöglicht
eine Verringerung der Reaktionskraft zwischen den zu kuppelnden Teilen und demzufolge
eine Verringerung der Zugkraft des Elektromagneten P.
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Die Muffe G und der Planetenradträger A können, sich bei dieser Ausführungsform:
axial verschieben.. Man kann. auch die Anordnung der Abb. 2 so ändern, daß sie unter
denselben Arbeitsbedingungen wie die der Abb. i funktioniert, und umgekehrt.
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In Abb. 2 ist das Planetenrad S5 in dem unteren Teil dargestellt,
um das Verständnis, zu erleichtern.. In, Wirklichkeit ist dieses Planetenrad im
Eingriff mit dem Planetenrad S4.
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In den Abb. 3 und 3 a ist eine vereinfachte Ausführung dargestellt,
bei der die fünfte Geschwindigkeitsstufe durch Hinzufügung eines Zusatzgetriebes
in Fortfall kommt. Das Umlaufräder-Getriebe weist hier kein mit einer Nabe versehenes
Planetenrad auf, und die Anzahl der Zähne des äußeren Zentralrades R, ist größer
als die des Kranzes B. Das. Zentralrad ist hier bei Ml und das lose Zentralrad bei
C angedeutet. Der Planetenradträger ist durch A und die beiden innen verzahnten
äußeren Zentralräder sind bei B und R1 angegeben, deren Hauptteile glockenförmig
ausgebildet sind und ineinanderliegen, während ihre Naben die Klauen r und b tragen,
welche mit entsprechenden Klauen g einer Muffe f zusammenwirken, die auf der Welle
R, ohne sich zu drehen, gleiten kann.
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Die in den Abb. 3 und 3 a dargestellte Vorrichtung mit Elektromagneten
ermöglicht den Vorwärtsgang in einem Rückwärtsgang und umgekehrt bei einer Zwischenstellung
umzuwandeln, welche ein Entkuppeln zuläßt. Diese Vorrichtung weist drei Elektromagneten
L, L1, und L2 auf, deren Anker L3 von dem Ende eines Hebeas Ft getragen wird, der
bei F2 schwenkbar gelagert ist und dessen anderes Ende mit einem von der Muffe f
getragenen Ring zusammenwirkt. Diese Steuerart oder eine jede andere eineHilfsenergie
benutzendeEinrichtung ermöglicht eine Fern.steuenung der Klauenschaltung.
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Alle Anker sind hier (Abb. 3) unabhängig, wobei elastische Mittel
vorgesehen sind, um einen jeden Anker mechanisch in einem Abstand. von seinem Elektromagneten
zu halten, solange dieser nicht wirksam ist, wobei ein Anschlag die Wirkung eines
jeden elastischen Mittels begrenzt.
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Diese Vorrichtung ermöglicht, die Nachteile von doppelten Ankern,
ohne Zurückfüuhrungsmittel zu vermeiden für den Fall, daß, selbst wenn: die Elektromagneten
nicht erregt sind, sie durch die Wirkung von remanentem Magnetismus mit dem einen
oder anderen der Elektromagneten in Berührung bleiben, wodurch eine Erhitzung sowie
eine Abnutzung und Schwierigkeiten, in der Regelung bei einer Verlangsamung usw.
entstehen.
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Die Wirkung des in Abb. 3 d.aa-gestellten Getriebes ist leicht zu
verstehen. Um den Rückwärtsgang zu erhalten, bringt man durch Erregung des. Elektromagneten
L die Klauen, g in Eingriff mit den Klauen b und legt den Planetenradträger dadurch
fest, daß man den Elektromagneten E2 erregt.
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Zum Zurückführen der Klauen in die Leerlaufstellung erregt man den
Elektromagneten L2.
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Für die Schaltung in die erste Geschwindigkeitsstufe! legt man den
Planetenrad.träger A fest, nachdem man die Klauen g in Eingriff mit den Klaueny
durch Erregung des Magneten L2 gebracht hat. Für die zweite, dritte und vierte Geschwindigkeitsstufe
bleiben immer die Klauen g und r im Eingriff.
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In der zweiten Geschwindigkeitsstufe liegt das äußere Zentralrad B
fest und in der dritten Geschwindigkeitsstufe die Scheibe C5 des Zentralrades C.
Die Wirkung ist im übrigen ähnlich der mit Bezug auf Abb. i beschriebenen.
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Für die Erzielung des direkten Antriebes. (oder der vierten Geschwindigkeit)
wird das Zentralrad. C mit der Motorwelle verbunden, indem man den Elektromagneten
E4 erregt, welcher von einer Scheibe Ms getragen wird, die ihrerseits auf der-Motorwelle,
aufgekeilt ist. Dieser Elektromagne
zieht den auf der Scheibe C5
vorgesehenen. Anker 1V4 an, wGbei die erwähnte Schieibe sich mit dem losen Mittelrad
C dreht.
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Bei dieser Ausführung können die Verzahnungen Schraubenradverzahnungen
sein, da weder das Zeutralrad. B nach der Planetenradträger A oder
das, innre Zentralrad C sich axial verschieben könnein, da sie an einem Anschlag
angebracht sind,.
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Bei der Ausführung der Abb. 4 findet man. wieder dieselben Anordnungen
wie bei der Ausführung der Abb. 3, mit dem Unterschied, däß die beiden Elektromagneten
EZ und E3 von dem Gehäuse so getragen werden, daß sie auf Spindeln U gleiten können,
um mit dem einen oder anderen. der Anker N2 und N3 in Berührung z;tt kommen, welche
von dem Planetenradträger A und von; dem. äußeren Zentralrad B getragen werden.
Die gleichachsig liegenden. Teile sind hier, so angeordnet, daß sie sich nicht in
axialer Richtung verschieben; können..
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Bei der Ausführung der Abb. t bis 4 erfolgt die Schaltung des Getriebes
durch Elektromagneten, worauf aber die Erfindung nicht beschränkt ist. Abb. 5 veranschaulicht
eine Ausführung mit mechanischer Schaltung durch Reibungskupplungen.
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Das in Abb. 5 dargestellte Getriebe ist für vier Geschwindigkeitsstufen
eingerichtet, und: sein allgemeiner Aufbau entspricht dem der Abb.4. Das Festlegen
des: äußeren Zentralrades. B, des Planetenradträgers A und des losen inneren Zentralrades
C sowie dessen Verbinden mit der Motorwelle werden durch Reibungskupplungen verwirklicht,
die durch zwei Scheiben X und Y gesteuert werden, welche sieh in Imengewinde
in der Wand des Gehäuses K einschrauben. Soll das Zentralrad B festgelegt werden,
so genügt es, die Scheibe X durch eine Schraubenbewegung von links nach rechts zu
verrücken, wobei sie zunächst an die linke Seite einer auf dem- äußeren Zentralrad.
B axial verschiebbar, aber nicht drehbar gelagerten Scheibe B4 stößt und sodann
dieselbe an eine feststehende Scheibe X1 andrückt, so daß die Scheibe B4 gebremst
und somit das äußere Zentralrad B festgelegt wird.
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Um den Planetenradträger A festzulegen, schraubt man die Scheibe X
so von rechts nach links, daß sie zunächst auf die Scheibe A5 stößt, die sich, ahne
sich, zu drehen, mit Bezug auf den, Träger A verschieben, kann. Die Scheibe X wird
alsdann die nicht drehbare Scheibe K1 so verschieben, daß diese sich an eine zweite
Scheibe AB anlegt, um schließlich letztere gegen die Gehäusewand K2 zu drücken.
Die beiden auf Drehung mit dem Planetenradträger verbundenen Scheiben A5 und AB
sind somit zwischen zwei feststehenden Flächen unbeweglich gemacht. Wenn man die
Anzahl dieser Scheiben vermehrt, wie beispielsweise diel mit A verbundenen
Teile A5, AB und die nicht drehbaren Scheiben, wie beispielsweise Ki, verringert
man die auszuübende Kraft, um eine gegebene Kraft auszugleichen. Diese Anordnung
ist für die elektromagnetische Steuerung anwendbar. X spielt dann beispielsweise
die Rolle des Ankers und; verschiebt sich wie der Elektromagnet E3 der Abb. 4, und
X1 nimmt die Rolle des feststehenden Elektromagneten ein.
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Um das lose innere Zentralrad C der Motorwelle festzulegen, schraubt
man die Schraube Y so, daß sie sich von rechts nach links verschiebt, wodurch ein
Hebelsatz W verschwenkt wird, welcher auf einer mit der Welle z@I verbundenen Scheibe
M7 gelagert ist, die ihrerseits auf eine mit der Motorwelle verbundene Scheibe Mg
stößt. Letzere verschraubt einten mit der Muffe C1 verbundene Scheibe gegen eine
Scheibe M7 auf der Motorwelle. Ein Kugeldrucklager y ermöglicht eine relative Bewegung
zwischen der Schraube Y und den Hebeln W
auf der Motorwelle, ohne nachteilige
Reibungen einzuführen.
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In Abb. 6, die ein Querschnitt nach, der Linie 6-6 der Abb. 5 ist,
hat man beispielsweise hydraulische oder pneumatische Mittel dargestellt, welche
die Betätigung der Schrauben X und Y zulassen.
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Hier bezeichnet z einen Kolben, der sich in einem Zylinder :2 verschieben
kann. Die Kolbenstange 3 dreht durch Vermittlung eines Hebels 4 ein Ritzel 5 um
seine ortsfeste Achse.
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Das Ritzel 5 steht im Eingriff mit einer Verzahnung, die an einem
Teil des Umfanges einer jeden Scheibe X und Y angebracht ist. Die
Verschiebungen des Kolbens i in der einen oder anderen Richtung bestimmen somit
eine Drehung der Scheibe nach links oder rechts und demzufolge deren entsprechende
Verschiebung, In Abb. 7 ist ein Getriebe gezeigt, dessen Hauptgetriebe im wesentlichen
ähnlich dem oben beschriebenen ist, mit dein, Unterschied, daß die fünfte Geschwindigkeitsstufe
in anderer Weise erzielt wird. Das. Festlegen, der gleichachsig liegenden Teile
wird bei diesem Beispiel durch Bremsbänder herbeigeführt.
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In Abb. 7 ist bei R die angetriebene Welle, bei f eine mit dieser
Welle auf Drehung verbundene Muffe und bei B und R1 sind die beiden mit Innenverzahnung
versehenen äußeren Zentralräder dargestellt. A bezeichnet denPlanetenradträger,.3,Iidas
antreibende innere Zentralrad und C das lose innere Zentralrad. Dieses Rad. C, der
Träger A und der Zahnkranz B sind für die Vorwärtsgeschwindigkeit lose und können
in bekannter Weise mittels eines Bremsbandes festgebremst werden. Für den direkten
Antrieb ermöglicht eine Kupplung von beliebiger Bauart, beispielsweise eine bei
h gezeigte Konuskupplung, das Festlegen bzw. Verbinden, des losen Zentralrades C
mit der Motorwelle.
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Hier wird die fünfte Geschwindigkeitsstufe mittels eines zusätzlichen
Getriebes erhalten, welches ein feststellbares äußeres Zentralrad I und ein Planetenrad
S., auf einer Achse sitzend, die von dem Zahnkranz B getragen; wird, sowie ein.
inneres Zentralrad T aufweist, das mit dem. Zahnkranz R1 verbunden ist .
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Zur Erzielung der fünften Geschwindigkeitsstufe wird das äußere Zentralrad
I durch ein Bremsband festgebremst. Das, Zentralrad M1 nimmt dann. mittels der beiden
im Eingriff stehenden Planetenräder des Hauptgetriebes den Zahnkranz R1 mit,
so
daß das Zentralrad T, welches im Eingriff mit dem Planetenrad S8 steht, das seinerseits
in das feststehende Zentralrad 1 eingreift, den Planetenradträger in Drehung versetzt
und dem Zentralrad R1 und, demzufolge der angetriebenen Welle eine Übersetzungsgeschwindigkeit
erteilt.
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Das Hauptgetriebe wird bei der Ausführung der Abb. 9 und 9 a in derselben
Weise wie bei dem vorhergehenden Ausführungen, betätigt.
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Bei der Ausführung der Abb.9 weist das zusätzliche Getriebe einen
Planetenradträger, der durch eine auf der Motorwelle M sitzende Scheibe gebildet
wird, auf. Diese Scheibe trägt die Achsen der Planetenräder, während das Zentralrad
Cio mit dem Zentralrad. G verbunden ist. Ein; weiteres. Zentralrad, Glo ist hier
mit einer Trommel G14 verbunden. Die beiden Zahnräder Gio, Clo sind. durch zwei
Planetenräder glo, cl, verbunden,, die miteinander im Eingriff stehen.
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In der Abb. 9 ist das Planetenrad clo in die Ebene der Abbildung gedreht
und hinter dem Planetenrad glo angebracht. Bei dieser Anordnung wird die Motorwelle
nur durch die beiden Muffen gedreht, vorn denen die eine mit den, zentralen Ritzeln
C und Cio verbunden ist, während die andere mit dem Ritze] GA verbunden ist.
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Bei dem Beispiel _ der Abb. 9 sind die festzulegenden Teile schematisch
als Bremstrommeln A, B, C14 und G14 dargestellt, während die Kupplung für den direkten
Antrieb aus zwei miteinander im Eingriff stehenden Kegelflächen besteht, von denen
die eine mit M und die andere mit der Trommel G14 verbunden: ist. Ebenso wie bei
den zuerst genannten Ausführungsbeispielen, kann das Festlegen, dieser vier Teile
durch elektromagnetische Mittel erreicht werden. Bei der Ausführung der Abb. 9 wird
der Rückwärtsgang dadurch erzielt, daß man das äußere Zentralrad B antreibt, wobei
das Zusatzgetriebe hieran nicht teilnimmt.
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Bei der Ausführung der Abb. io erhält man noch eine fünfte Übersetzungsstufe.
Der Planetenradträger des Zusatzgetriebes, ist hier mit dem Zentralrad C verbunden,
und die Achsen der Planetenräder werden, von einer Scheibe Cil getragen, die mit
diesem Zentralrad C verbunden ist. Die beiden anderen Teile des Zusatzgetriebes,
die sich bei der Ausführung der Abb. i, 2 und 9 im umgekehrten Sinne drehen, drehen
sich hier in demselben Sinn. Mit einem negativen Getriebe bezeichnet man. ein solches,
bei dem der Planetenradträger feststeht und sich, die beiden anderen Teile des Getriebes.
im umgekehrten Sinn drehen. Unter der Bezeichnung eines positiven Getriebes versteht
man ein solches, bei dem unter denselben Arbeitsbedingungen die beiden erwähnten
Teile sich, in demselben Sinne drehen.
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Das Ausführungsbeispiel der Abb. io zeigt ein positives Getriebe.
Die Motorwelle trägt ein. Zentralrad M11, während ein zweites Zentralrad Gll vom,
einer Trommel G14 getragen wird, die festgelegt werden kann. Ein Planetenrad, dessen
Achse vom der Scheibe Cl, getragen wird, die mit dein Rad C verbunden ist,
steht durch eine seiner Verzahnungen g11 mit dem Zahnrad G11 und durch die andere
mit der Verzahnung m" im Eingriff.
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Der direkte Antrieb kann durch eine Kupplung zwischen den.Teilen C11
und, G14 erreicht werden, wie dies schematisch in Abb. io gezeigt ist.
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Bei der Ausführung der Abb. io vermeidet man eine der Zwischenwände,
die bei der Bauart der Abb. i Bund 9 notwendig sind. Bei dem Beispiel der Abb. 9
wäre es nötig, drei Zwisahenwän,do vorzusehen, und zwar eine auf dem Teil C, eine
zweite an dem Teil G und eine andere an dem, Teil M. Bei der Ausführung der Abb.
io kommt die Scheidewand an dem Teil M in Fortfall.
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In Abb. i i ist eine andere Ausführung dargestellt, bei der man, eine
fünfte Übersetzungsstufe durch Festlegen des Planetenradträgers erreicht. Hier wird
ein positives Getriebe verwendet.
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Der bei G12 angedeutete Planetenradträger ist durch ein zusammengesetztes
Rädergetriebe mit der Motorwelle M, auf der ein Zentralrad M12 aufgekeilt ist, und
mit dem Zentralrad C durch ein zweites Zentralrad C12 verbunden. Bei diesem Beispiel
weist ein doppeltes Planetenrad., dessen Achse von dem Teil G1. getragen wird, zwei
Verzahnun,-gen auf, nämlich die Verzahnung m12, die im Ein griff mit dem Zentralrad
M12 steht, und die Verzahnung c12, die mit dem Zentralrad C12 kämmt.
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Die. drei Ausführungsbeispiele der Abb. io, i i und 12 veranschaulichen
drei Arten einer Ausbildung des Zusatzgetriebes, wodurch jede gewünschte Übersetzung
für die fünfte übersetzungsstufe erreicht werden kann. Wenn man auf Wunsch als Planetenradträger
einen auf der Motorwelle sitzenden Teil oder einen mit dem Zentralrad C verbundenen
Teil oder schließlich einen Teil benutzt, der zur Erzielung dieser fünften Geschwindigkeitsstufe
festgelegt wird wie bei den Abb. i und 2, wird der Planetenradträger für das Zusatzgetriebe
derselbe sein wie für das Hauptgetriebe. Man erzielt somit die fünfte Geschwindigkeitsstufe,
indem man auf Wunsch als Planetenradträger einen der vier genannten Teile benutzt.
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Die in. Abb. 12 dargestellte Ausführung zeigt, daß man gleichfalls
eine fünfte Untersetzungsstufe in dem auf Wunsch ausgewählten Verhältnis erhalten
kann.
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Bei dem Beispiel der Abb. 12 verwendet man ein negatives Getriebe
mit einem Innenzahnkranz: Dieses Getriebe weist ein inneres Zentralrad C13 auf,
das mit dem Zahnrad C verbunden ist, welches, wie bei C15 angedeutet, festgelegt
werden kann., ferner ein mit Innenverzahnung versehenes äußeres Zentralrad M13,
das mit der Motorwelle verbunden ist, sowie schließlich ein Planetenrad cl., das
gleichzeitig im Eingriff mit den Zentralrädern Cl. und M13 ist. Die Achse des Planetenrades
wird von einem feststellbaren Teil getragen, der beispielsweise eine Trommel Gig
ist.
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Aus Abb. 8 ist eine andere Art der Verwirklichung eines mechanischen
Geschwindigkeitsgetriebes zu erkennen. Diese Abbildung zeigt nur einen Teil des
Getriebes. Die beiden äußeren Zentralräder B und. R1 werden hier von glockenartigen;
Teilen
getragen, die ineinandergreifen. Die Bewegungsmitnahme erfolgt für den, Rückwärtsgang
ohne axiale Verschiebung eines mit der angetriebenen Welle verbundenen Teiles. Dieser
Teil wird beim dargestellten Beispiel durch ein zusätzliches äußeres Zentralrad
11 ersetzt, das mit einem Plar neteurad, S9 im Eingriff steht, welches auf einer
Welle sitzt, die mit dem äußeren Zentralrad R1 in Verbindung und im Eingriff mit
einem mit dem Rad B verbundenen inneren Zentralrad steht. Für das Festlegen des
Zentralrades 1, zwecks Umsteuerung des Ganges. genügt es, daß die angetriebene Welle
stets mit dem Rad Bi verbunden bleibt.
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Die Erfindung ist natürlich auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
nicht beschränkt und kann mannigfachen. Abänderungen unterworfen werden. Im besonderen
kann man auf Wunsch jede elektromagnetische oder mechanische Steuerung verwenden,
gleichgültig, welche Bauart das gewählte Triebwerk hat. Man kann auch eine fünfte
Geschwindigkeitsstufe für die Übersetzung oder Untersetzung verwenden, oder nicht,
und man kann eine der anderen Geschwindigkeiten auch, fortlassen und insbesondere
ein: Zusatzgetriebe für eine Übersetzungsgeschwindigkeit. Welches auch die gewählten
Kombinationen sein mögen, wird jede Geschwindigkeit einschließlich des Rückwärtsganges
durch Festlegen, eines einzelnen Teiles erzielt, was insbesondere bei einem elektromagnetisch
gesteuerten Getriebe einen: beträchtlichen Vorteil darstellt, indem die abzugebende
Stromstärke vermindert wird.