DEV0000103MA - Stufenlos regelbares Schaltwerksgetriebe - Google Patents

Description

Pt 21046

PatentanmeMimg A 2071 J* M_e Voith

Kennwort "Schaltwerksgetriebe II" Heidenheim (Brenz)

Stufenlos regelbares Schaltwerksgetriebe_t.

Die Erfindung betrifft ein insbesondere für Werkzeugmaschinen bestimmtes, stufenlos regelbares Getriebe mit Freilauf-Schaltwerken, die durch einen Kurven- oder Kurbeltrieb mit einstellbarem Hub gesteuert werden» Bei allen bisher bekanntgewordenen Vorschlägen für solche stufenlos regelbare Getriebe mit Schaltwerken, den sogenannten Schaltvferksgetrieben_j wird die gleichförmige Drehbewegung der Antriebswelle mittels des Kurven- oder Kurbeltriebs in die Wechselbewegung von Schwinghebeln umgeformt und dann über Einwegkupplungen (kraft- oder formschlüssige Freilaufgesperre) in die gewünschte untersetzte Drehbewegung verwandelt« Zur Regelung des Übersetzungsverhältnisses wird hierbei eine Hebellänge des Kurbel- oder Kurventriebs und damit der ochwingungsausschlag an den Schaltwerken verändert. Zur Ableitung der Schwingung ist beispielsweise eine umlaufende, exzentrisch verschiebbare Scheibe mit zylindrischer Führungsfläche vorgesehen. Zur Verstellung dieser rotierenden Scheibe dient ein besonderes, verhältnismässig umständliches Verstellgetriebe, das durch die zur völligen Auswuchtung in den verschiedene« Lagen erforderlichen Mittel schwer und umfangreich wird»

Diese Nachteile werden durch vorliegende Erfindung vollständig vermiedene Gemäss der Iirfindung wird die Antriebsdrehbewegung nicht wie bei den bekannten Getrieben in eine hin- und hergehende Bewegung aufgelöst und dann wieder in eine Drehbewegung zurückverwandelt. Es wird vielmehr der Hauptdrehbewegung durch die Schwinghebelschaltwerke eine weitere Drehbewegung überlagert* Die Differenz zwischen Antriebsdrehzahl und überlagerter

Drehzahl ergibt dann die AbtriebsdrehzahlDie zur Erzeugung der Schwihgungsausschlage der Schaltwerkshebel dienende exzentrisch verstellbare scheibe kann hierfür feststehend angeordnet werden, also nicht rotierend, sondern lediglich sum Zwecke der Änderung des Übersetzungsverhältnisses verschiebbar oder schwenkbar,» Die Erfindung besteht in der Anordnung eines Planetengetriebes, von dessen drei Hauptteilen der eine mit dem Antriebsmotor , der andere mit der Abtriebsvrelle und der dritte Uber ein weiteres als Überlagerungsgetriebe dienendes Planetengetriebe wiederum mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei der Planetenträger dee uberlagerungsgetriebes frei drehbar angeordnet ist, während in seinen Plaretenrädern durch Sinwegkupplungen (Freilaufgesperre) Schwinghebel abgestutzt sind, deren freie Hebelenden in einer verschiebbaren, nicht umlaufenden Kreisriihrung gleiten»

Die Anordnung kann so gewählt werden, dass die Aussenkränze der Pianetengetriabe unmittelbar .vom Antriebsmotor in einander entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden. Dies kann etwa dadurch bewirkt werden, dass die Antriebswelle senkrecht zur Hauptachse der beiden Planetengetriebe und etwa in der Liitte zwischen den beiden angeordnet wird und dass sie mittels eines auf ihr befestigten Kegelrads mit entsprechenden Verzahnungen an zwei die Aussenkränze tragenden Trommeln kämmt, während die Sonnenräder der beiden Planetengetriebe auf einer gemeinsamen ^wischenwelle angeordnet sind» Das übersetzungsverhältnis zwischen Aussenkranz und Sonnenrad im Iiauptplanetengetriebe wird durch Anordnung von auf gleicher Achse sitzenden Doppelplaneten verschiedenen Durchmessers so gewählt, dass der Aussenkranz des Hauptplanetengetriebes und sein Sonnenrad mit gleicher Drehzahl in entgegengesetzter Drehrichtung umlaufen« Hierdurch wird erreicht, dass sich der Aussenkranz und das Sonnenrad im Überlagerungsplanetengetriebe in der gleichen Richtung drehen. Bei dieser Ausführung läuft bei stillstehender Abtriebswelle das Überlagerungsplanetengetriebe bei zentrischer Lage des Steuerrings als Ganzes ohne Sigendrehung der Planeten um. Der erreichbare

β/ο

Eegelbereich der Abtriebsdrehzahl liegt zwischen O und etwa 2/3 der Antriebsdrehzahl«,

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden die beiden Sonnenrader des Haupt- und des Überlagerungsplanetengetriebes starr mit der Antriebswelle verbunden, die Aussenkr'änze aber von je einer Trommel getragen; die über ein UmkehrZalmrad_i beispielsweise ein im Gehäuse gelagertes Kegelrad, zu gegenläufiger Drehung miteinander verbunden sind»

Während bei diesen ersten beiden Ausführungsmöglichkeiten die Aussenkränze der beiden Planetengetriebe in entgegengesetzter Hichtung um-Iaufen₃ sind auch noch Ausführungen möglich, bei denen die Aussenkr'änze starr miteinander verbunden sind und beispielsweise von einer gemeinsamen Trommel getragen werden. In diesem Falle muss das Hauptplanetengetriebe mit zwei Sätzen von miteinander kämmenden Planetenr'ädern versehen sein, von denen die einen zur Drehrichtungsumkehr dienen« Die die Aussenkr'änze tragende Trommel läuft dann im gleichen Sinne wie die die SonnenrMder tragende welle um. Dabei kann die Antriebswelle entweder starr mit der die beiden Aussenkr'änze tragenden Trommel oder mit der die Sonnenräder der beiden Planetengetriebe tragenden Welle verbunden werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in den Abbildungen 1 bis 4 in verschiedenen Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt, von denen die der Abb₀ 1 und 3 in den Abb«, 5 und 6 noch einmal deutlicher und grösser dargestellt sind.

Alle in den Abbildungen 1 bis 4 gezeigten Getriebe weisen ein Hauptplanetengetriebe A und ein Überlagerungsplanetengetriebe B auf, deren Sonnenräder 1 und 2 starr miteinander verbunden sind. Die Aussenkr'änze 3 und 4 sind ebenfalls starr miteinander verbunden, oder aber sie werden gemeinsam in entgegengesetzter Richtung angetrieben« Der Planetenträger 5 des Hauptplanetengetriebes A sitzt auf der Abtriebswelle 6, während der Planetenträger 7 des Überlagerungsgetriebes B frei drehbar gelagert ist.

-K-

Nach Abb« 1 und 5 liegt die Antriebswelle 8 senkrecht zu der d;Le beiden Sonnenräder 1 und 2 tragenden Welle 9 und greift mittels eines Kegelrads 10 in entsprechende Kegelverzahnungen der beiden Trommeln 11 und 12 ein» Zur Erzielung einer übersetzung lsi vom Aussenkranz 3 zum Sonnenrad 1 sind je zwei nebeneinander liegende Planeten 13 und 14 entsprechenden Durchmessers vorgesehen.

In den Planetenradern 15 des ■Uberlagerungsgetriebes sind die Drehzapfen der Schwinghebel 16 gelagert und Uber Freilaufgesperre 17 abgestutzt» Die Schwinghebel 16 werden durch einen zylindrischen Führungsring IS gesteuert, der aus seiner der Null-Stellung entsprechenden Kittellage in eine exzentrische Lage verschwenkt oder verschoben werden kann»

Die Zersetzung im Hauptplanet engetriebe ist, wie erwähnt, so gewählt, dass bei einer Umdrehung der Trommeln 11 und 12 auch die die Sonnenräder tragende Welle 9 gerade eine Umdrehung in der entgegengesetzten

Richtung ausführt, solange der Führungsring 18 zentrisch zur Hauptachse des Getriebes liegt» Das "überlagerungsplanetengetriebe läuft dann als Ganzes zusammen mit der Trommel 11 ohne Relativbewegung der einzelnen Teile gegeneinander um.

Der Verstellring 18, ist ein Hing, der im Gehäuse exzentrisch zur Hauptachse des Getriebes gelagert ist. Sr kann durch einen Schneckentrieb 19 um 180° verdreht werden. Die zylindrische, Führungsfläche des Verstellringa für die Schwinghebel liegt in der Null-Stellung zentrisch zur Hauptachse des Getriebes, während sie nach einer Drehung des Exzenters um 180° in die ausserste Exzentrizität kommt.

Bei einer Verdrehung des Verstellrings in eine beliebige exzentrische Lage führen die Schwinghebel bei jeder Umdrehung nacheinander je eine Schwingung aus, deren eine Hälfte über das in der einen Richtung sperrende Freilaufgesperre 17 auf das Planetenrad 15 übertragen wird, das nunmehr eine Sigendrehung ausführt und durch seinen Eingriff sowohl im Sonnenrad 2 als

auch im Aussenkranz 4 das Sonnenrad zurückdrängt. Die Umdrehimgszahl der Sonnenradwelle 9 verringert sich dadurch gegenüber der Drehzahl de3 Aussenkranzes. Diese Verringerung der Drehzahl der Sonnenradwelle 9 gegenüber der Antriebsdrehzahl bezw. der Drehzahl der Aussenkranztroinrael 11 wirkt sich auch im Hauptplanetensystem aus. Die Differenz der beiden Drehzalilen wird durch eine Bewegung der hinteren Planetenradgruppe ausgeglichen, die sich in einer nun beginnenden Drehung des Planetenträgers 5 und der mit ihm verbundenen Abtriebswelle geltend macht»

Das in Abb_c, 2 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Abb_e 1 im wesentlichen dadurch, dass hier die Antriebswelle 8 mit den Sonnenrädern 1 und 2 und der die Sonnenräder tragenden Vielle 9 verbunden bezw. mit letzterer identisch ist, während die beiden Trommeln 11 und 12 Uber ein im Gehäuse gelagertes Kegelrad 20 zu gegenläufiger Bewegung miteinander verbunden sind« Die Wirkungsweise dieses Getriebes ist die gleiche wie sie anhand der Abb. 1 beschrieben wurde.

Bei den in den Abb. 3 bezw. 6 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen werden die beiden Aussenkränze 3 und 4 der beiden Planetengetriebe von einer gemeinsamen Trommel 21 getragen, die nach Abb. 3 frei drehbar gelagert ist, während sie nach Abb. 4 mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei die gleiche Drehrichtung zwischen dem Sonnenrad 2 des Uberlagerungsplanetengetriebes und dessen Aussenkranz 4 dadurch erreicht wird, dass das Hauptplanetengetriebe A mit zwei Sätzen von miteinander kämmenden Planetenrädern 22 und 23 versehen ist.

Bei einer solchen Ausführung ist die Übersetzung im Haupt planet engetriebe so, dass.die Aussenkranstrommel 21 bei einer Umdrehung der Antriebswelle (Abb. 3 und 6) bezw. die Sonnenradwelle 9 bei einer Umdrehung der Aussenkranztrommel 21 (Abb. 4) eine von 1 verschiedene Drehzahl hat, Infolgedessen werden hier die Planeten 15 des ti berlagerungs get rieb e s mit einer gewissen geringen Geschwindigkeit umlaufen. Damit hierbei die Abtriebswelle 6 in der Null-Stellung der Steuerscheibe 18« stillsteht, muss die Führungs-

fläche der Steuerscheibe in der Kuli-Stellung in einer gewissen Exzentrizität liegen, die gerade so gross ist, dass die den Schwinghebeln aufgedrückten Schwingungen durch den zusätzlichen Drehimpuls, den sie dem Aussenkranz 21 bezw. dem Sonnenrad 2 erteilen, gerade den Drehzahlunterschied zwischen Aussenkranz und Scnnenrad ausgleichen«

Zur Drehzahlregelung wird nun die Steuerscheibe weiter verschoben oder verschwenkt und durch die hierdurch erzielten stärkeren Schwingungsausschl'äge der Schwinghebel dem Aussenkranz bezw» dem Sonnenrad eine entsprechend grössere Drehbewegung 'überlagert, die sich dann in einer Drehung der Abtriebswelle auswirkt. Iiit einer solchen Einrichtung kann der Hegelbereich beliebig verlegt werden.

KachAbb«, 6 ist die Steuerscheibe 18' nicht als Sxzenter_j sondern als inner, und aussenjzylindrischer King ausgebildet, und nicht verschwenkbar wie nach Abb. 5, sondern lediglich mittels einer im Gehäuse 24 abgestützten Spindel 25 auf einem Durchmesser verschiebbar ausgeführt.

Heidenheim (Brenz), den 24.Oktober 1949.

I PLW
•K/be.

Claims (8)

Patentansprüche.

1.) Stufenlos regelbares Getriebe mit Freilauf Schaltwerken und hubverä/sderlichem Kurven- oder Kurbeltrieb, insbesondere für. Werkzeugmaschinen, gekennzeichnet durch ein Planetengetriebe (A), von dessen drei Hauptteilen (1, 3, 5) der eine mit dem Antidebsmotor (B)_t der andere mit der Abtriebswelle (6) und der dritte über ein weiteres als überlagerungsgetriebe dienendes Planetengetriebe (3) wiederum mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei der Planetentrager (7) des Uberlagerungsgetriebes frei drehbar angeordnet ist, wahrend in seinen Planetenrädern (15) durch Einwegkupplungen (Freilaufgesperre) (17) ochwinghebel (16) abgestützt sind, deren freie Hebelenden in einer verschiebbaren, nicht umlaufenden Kreisfuhrung (18 bezw. 18') gleiten.

2«,) .Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (8) senkrecht aar Hauptachse der beiden. Planetengetriebe (A und Β) und etwa in der Mitte zwischen diesen beiden angeordnet ist und mittels eines Kegelrads (10) zwei die Aussenkranze (3 und 4) der beiden Planetengetrieb© tragende Trommeln (U und 12) in einander entgegengesetzter Drehrichtung antreibt, während die 3onnenräder (1 und 2} auf einer gemeinsamen Zkischenwelle (9) sitzen (Abb₀ 1 und 5)-

3») stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet„ dass die beiden Aussenkranatrommeln (11 und 12) 'über ein Ixa Gehäuse gelagertes Umkehrzahnrad (20) zu gegenläufiger Drelsung miteinander verbunden sind, während die Antriebswelle (S) mit der die beiden ^oruierjräder tragenden welle verbunden ist, bez»* unmittelbar die beiden, ^onnenraleir (1 und 2) tragt (Abb; 2).

4. ) Stufenlos regelbares Getriebe Hach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die übersetzung im Haupt planetengetriebe durch nebeneinanderliegende xsad starr Eiiteinanier Terbundene Planetenräder (13 und 14) verschiedenen Durchmesse-r-s gleich 1 s 1 gewählt ist,

5. ) 3tviienlos regelbares Getriebe nach Anspruch I_i dadurch gekennzeichnet,,

dass die beiden Aussenkr'ätiae (3 und. 4) von einer gemeinsam zur Antriebswelle konzentrischen Trommel (21) getragen werden und dass ferner das Hauptplaneteng et riebe mit zwei Sätzen von miteinander kämmenden Planetenrädern gleichen Durchmessers (22 und 23) versehen ist (Abb. 3, 6 und 4)*

6. ) Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet,

dass die Sonnenräder (1 und 2) der beiden Planetengetriebe auf der Antriebswelle 8 sitzen. (Abb. 3 und 6).

7. ) Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass die die Aussenkranze tragende Trorpiel (21) starr mit der Antriebswelle (8) verbunden ist (Abb_e 4)·.

8. ) stufenlos regelbares Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeich-^

net durch eine drehbar oder schwenkbar gelagerte Sxsenterscheibe (16) als Fuhrungsscheibe fUr die Schwinghebel (16) (Abb, 5).

9«) stufenlos regelbares Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen auf einem Durchmesser verschiebbaren 2^1±ndrisc&en Führungsring (18'} für die Schwinghebel (16) (Abb. 6).

Heidenheim (Brens)_i dea 24»Oktober 1949.

PLM
UU/De.