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Elektromagnetisches Umlaufräderwechselgetriebe.
Bei der Übertragung mechanischer Energie begegnet man häufig nachstehenden Fällen :
Grosses Krafterfordernis auf der getriebenen Welle mit verhältnismässig geringer Leistung (grosse Übersetzung) ; sowie die Notwendigkeit eines raschen Geschwindigkeitswechsels.
Zum Anlassen Verwendung der Maximalleistung des Motors zur Erzielung der höchst möglichen Beschleunigung.
Um diesen Bedingungen nach bester Möglichkeit gerecht zu werden, bedarf es einer Transmission mit grosser Anzahl regelmässig abgestufter und leicht auswechselbarer Geschwindigkeiten.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplungs-und Geschwindigkeitswechselvorrichtung, die in gedrungener Form eine sehr ausgedehnte Stufenreihe von wachsenden Geschwindigkeiten besitzt, deren Wechsel eine nur sehr geringe Zeit und einen nur sehr geringen Kraftaufwand seitens des Bedienende
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und zum Teil drehbaren Elektromagneten, welche derart eingerichtet und angeordnet sind, dass sie regelmässig abgestufte Geschwindigkeiten in grösserer Anzahl liefern.
Die Vorriehtung besitzt nachstehende Merkmale : Anordnung der Satellitengetriebe in mehreren Gruppen, deren jede aus zwei Zahnradblöcken besteht, die beide vorzugsweise auf eine gemeinschaftliche Achse aufgesetzt sind, aber unabhängig voneinander umlaufen, oder auf derselben festgestellt werden können ;
Zentrierung eines Kranzes mit Innenverzahnung dadurch, dass die Zähne des Kranzes mit den entsprechenden Satellitenrädern in Eingriff treten, die vorzugsweise zu dritt in gleichem Abstande voneinander angeordnet sind, und dass Rollen angewendet werden, welche mit der Innenverzahnung
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grossen Raum beanspruchenden Maschinenteiles, der bisher aus einer auf die Hauptwelle aufzentrierten Nabe besteht, die durch eine Voll-oder Ringscheibe mit dem innen verzahnten Kranz verbunden ist ;
das Mittel zur Feststellung der Satellitenräderblöcke auf ihren entsprechenden Achsen, um mit Hilfe dieser Blöcke einen direkten Eingriff zu erhalten ohne Übersetzungsverminderung zwischen dem drehbaren Teil, welcher die Achsen der Satellitenräder trägt und der getriebenen Welle.
Dieses Mittel besteht darin, dasjenige der Planetenräder mit der getriebenen Welle zwangläufig zu verbinden, welches den kleinsten Durchmesser besitzt.-Die Planetenräder stehen in Eingriff mit einer Verzahnung des Satellitenblocks.-Man gibt diesem Satellitenrad den Vorzug, weil es in bezug auf die getriebene Welle die grösste Winkelgeschwindigkeit besitzt und demnach das geringste Kraftiibertragungsvermögen des zur Ver-
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zur Ermöglichung einer nennenswerten seitlichen Verstellung behufs Vermeidung einer präzisen Regelung des Luftabstandes der Anker und der Elektromagneten, selbst bei schwacher Erregung, welche z. B. durch den durch einen Rheostaten herabgesetzten elektrischen Strom erhalten wird, um eine allmähliche Kupplung und somit ein stossfreies Anlassen zu erzielen.
Zu diesem Zwecke sind die Anker auf ihren Reibungsoberflächen mit einer Ringrippe versehen, die sich reibungslos in den vorderen Teil einer entsprechenden Ringnut des Elektromagneten hineinlegt, deren hinterer Teil zur Aufnahme der Wicklung
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stärkere lliÅaftmumente zu übertragen bestimmt sind. Zu diesem Zwecke ist das stillzusetzende'bzw. mitzunehmende Organ fest mit einem Ring verbunden, in dessen Innern ein biegsamer Streifen liegt, der an einer oder mehreren Stellen unterbrochen ist. Das eine Ende jedes dieser so gebildeten Segmente ist an dem Ring befestigt, während das andere Ende der Segmente freiliegt.
Der Anker im eigentlichen Sinne besteht aus einem Ring aus magnetischem Metall, welcher radial unterteilt ist ; seine Abschnitte sind rings um den Elektromagneten angeordnet und auf den Segmenten des biegsamen Streifens so befestigt, dass sie mit den Polflächen des Elektromagneten in Berührung treten oder sich von denselben abheben können, je nachdem der Elektromagnet erregt ist oder nicht. Durch diese Anordnung wird das Kraft- übertragungsvermögen erhöht. Eine äusserst einfache Rundlaufpumpe besorgt die Schmierung der aufeinander reibenden Teile (konzentrische Wellen, Satellitenachsen usw.). Die Pumpe sitzt auf der hohlen Hauptwelle, in welche sie das Schmieröl einpresst, das durch radial angeordnete Löcher sich über die zu schmierenden Flächen verteilt.
Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform-der Kupplungs-und Gesehwindigkeiis- wechselvorrichtung entsprechend der Erfindung dargestellt. Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch dieselbe.
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Schmiervorrichtung.
Zwischen der treibenden Welle 1 und der getriebenen Welle 2 liegt ein rotierender Maschinenteil auf dem die Achsen 4, vorzugsweise deren drei, in gleichem Abstand befestigt sind. Auf jeder Achse 4 sitzen die zu zwei Blocks vereinigten Satellitenräder. Der eine Block besteht aus den Zahnrädern 5 und 6, welche mit den entsprechenden Planetenrädern 7 und 8 kämmen ; der zweite aus Zahnrädern 9, 10 und H, die mit den entsprechenden Planetenrädern 12, 13, 14 in Eingriff stehen.
Aussen von den Satellitenrädern 6 des ersten Blocks liegt ein innen verzahntes Rad 15, welches mit ihnen kämmt. Die Zentrierung wird durch Rollen 16. unterstützt, deren Achsen 17 an dém drehbaren Teil 3 befestigt sind. Das Planetenrad 12 und ein drehbarer Elektromagnet 18 sind fest auf der getriebenen Welle 2 aufgesetzt.. Der Anker 19'des Elektromagneten 18 sitzt auf einer nabenförmigen Verlängerung des Planetenrades 13 kleinsten Durchmessers. Dies s Planetenrad ist. gleichzeitig fest verbunden mit einem Anker 20, dessen Elektromagnet 21 am Gehäuse 22 befestigt ist. Die Elektromagnet. 18 und 21 besitzen eine seitliche Verstellbarkeit und. können mit ihren Ankern im Augenblick ihrer Erregung zur Anlage kommen.
Ein Elektromagnet 23, der auf dem Gehäuse aufsitzt, dient zut Festhalten des Ankers 24 des Planetenrades 14. Ein Elektromagnet 26, der ebenfalls mit dem Gehäuse fest verbunden ist, besitzt einen Ringanker 26, der wie Fig. : 2. zeigt, aus mehreren Abschnitten 26', 26", 26'" besteht, welche an den biegsamen Segmenten 27 und 27'befestigt sind ; diese sind mit dem Ring 28 verbunden, der an dem innen verzahnten Kranz 19 angebracht ist. I as andere Ende jedes Segmentes liegt frei. In dem Momente, wo der Elektromagnet 25 erregt wird, wird sein Kraftübertragungsvermögen durch den Aufrolleffekt der biegsamen Segmente wesentlich verstärkt.
Auf die treibende Welle 1 sind zwei rotierende Elektromagnete 29 und 30 konzentrisch aufgesetzt, deren Anker 31 und 32 mit Ringrippen 31a und 32ct versehen sind, die in eine entsprechende Ringnut treten, welche die Wicklung des entsprechenden Magneten aufnimmt. Der Anker 31 ist zwangläufig mit dem Planetenrad 8 verbunden ; der Anker 32 mit dem Planetenrad 7 und so angeordnet, dass er gleichzeitig auch den Anker eines an dem Gehäuse befestigten Elektromagneten 33 bildet. Somit kann das Planetenrad 7 nach Wunsch abwechselnd mit der treibenden Welle durch den Elektromagneten 30 in zwangläufige Verbindung gebracht oder durch den Elektromagneten 33 festgehalten werden.
Diese Einrichtung liefert, wie in der Folge gezeigt werden wird, neun verschiedene Vorwärts-
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der treibenden Welle, die infolgedessen gegenseitig unbeweglich sind und die aus den Satellitenrädern 5 und 6 bestehenden Räderblocks auf ihren Achsen 4 feststellen. Somit wird der rotierende Maschinenteil 3 mit der Geschwindigkeit'der treibenden Welle mitgenommen. Der Elektromagnet 18 verhindert infolge seiner Adhärenz mit dem Anker 19 jede gegenseitige Bewegung zwischen dem Planetenrad 12. der gatriehenen Wel : e 2 und dem Planetenrad 13, welches den Anker 19 trägt.
Die Zahnräderblocks, bestehend aus den mit den Planetenrädern in Eingriff stehenden Satellitenrädern, werden auf diese Weise auf ihren Achsen 4, die in dem Drehteil 3 sitzen, festgestellt.
Die getriebene Welle 2 wird mit der Geschwindigkeit des rotierenden Teiles 3 und der treibenden Welle 1 mitgenommen. Es liegt also unmittelbarer Eingriff vor. Die achte Geschwindigkeit erhält man durch Erregung der drehbaren Elektromagnete. 29,30 und des feststehenden Elektromagneten 21. Wie bereits vorher beim direkten Eingriff gesehen wurde, wird der drehende Teil 3 infolge gleichzeitiger
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diesem imd demnach anch der getriebenen Welle eine Komponentengeschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung zur Komponentengeschwindigkeit des durch die Satellitenräder tragenden Teiles 3.
Da das Planetenrad 13 einen viel ldeineren Durehmesser besitzt, als das Planetenrad 12, ist die rückläufige Komponentengeschwindigkeit ebenfalls sehr klein, und man erhält auf der getriebenen Welle 2 eine gleichgerichtete jedoch etwas geringere Geschwindigkeit als die des drehbaren Teiles 3 und demnach der treibenden Welle 1.
Die siebente Geschwindigkeit erhält man durch Erregung der drehbaren Elektromagnete 29, 30 und der feststehenden Elektrode 23. Infolge der Wirkung der Elektromagnete 29 und 30 wird der drehbare Teil 3 mit der Geschwindigkeit der treibenden Welle mitgenommen. Der Elektromagnet 23 setzt durch seinen Anker 24 das Planetenrad 14 still, welches mit den Satellitenrädern 77 kämmt. In ähnlicherWeise wie dies für die achte Geschwindigkeit auseinandergesetzt wurde, ergibt sich für die getriebene Welle 2
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als die achte Geschwindigkeit.
Für de sechste Geschwindigkeit erregt man die Elektromagnete 30, 25 und 18. Der Elektromagnet 30 nimmt mittels seines Ankers 32 das Planetenrad 7 mit der Geschwindigkeit der treibenden Welle 2 mit. Der Elektromagnet 25 setzt mittels seines Ankers 26 und die Verbindungen 27 und 28
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zwischen dem Teil 3 und der getriebenen Welle 2. Die resultierende Geschwindigkeit der letzteren hat demnach dieselbe Richtung wie die treibende Welle. Die Durchmesser der Zahnräder sind so gewählt. dass diese Geschwindigkeit etwas kleiner ist als die siebente Geschwindigkeit.
Für die fünfte Geschwindigkeit erregt man die Elektromagnete SO, 23 und 21, wie dies bei der sechsten Geschwindigkeit geschah. Die Elektroden 30 und 23 geben eine verminderte Vorwärts-
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Die Wirkung der Elektromagnete 30 und 2o ist dieselbe wie bei der sechsten Geschwindigkeit und die des Elektromagneten 23 wie die der siebenten Geschwindigkeit. Man erhält schliesslich auf der getriebenen Welle 2 eine Vorwärtsgeschwindigkeit, die kleiner ist als im vorangehenden Falle.
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räder, die anderer seits durch das Planetenrad 8 angetrieben werden, sich abwälzen.
Die Achsen 4 dieser Satellitenräder und infolge dessen der drehbare Teil,) werden in gleichem Sinne wie das Planetenrad 8, und demnach wie die treibende Welle 2 mitgenommen, jedoch mit herabgesetzter Geschwindigkeit. Mittels des Elektromagneten M erhält man den direkten Eingliff zwischen dem Teil 5 und der getriebenen Welle 2, die
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gleichen entspricht die des Elektromagneten 27 der achten und fünften Geschwindigkeit. Auf der getriebenen Welle erhält man eine Vorwärtsgeschwindigkeit, die kleiner ist als die dritte.
Die erste Geschwindigkeit kommt zustande durch Erregung der Elektromagnete 29, 2i, 23. Der Elektromagnet. 25 bewirkt eine noch grössere Herabsetzung der Geschwindigkeit als der Elektromagnet 21, so dass man auf der getriebenen Welle 2 eine Vorwurtsgesehwindigkeit erhält. die kleiner ist als die vor-
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Planetenrad 8 wird durch den Elektromagneten 29 mit der Geschwindigkeit der treibenden Welle mitgenommen und dreht die Achsen 4 der Satellitenräder 6 in umgekehrter Richtung. Die mit letzteren zwangläufig verbundenen Satellitenräder 5 werden ebenfalls mitgenommen und rollen sieh auf dem ent- sprechenden Planetenrad 7 ab, welches durch den Elektromagneten 33 festgehalten wird.
Die Achsen 4 dieser Satellitenräder, und somit der drehbare Teil'j, werden infolgedessen mit einer umgekehrten Ge- schwindigkeit zu der des Planetenrades 8 und der treibenden Welle mitgenommen. Infolge der Wirkung des Elektromagneten 23 nimmt die getriebene Welle 2 eine Geschwindigkeit an. die der des drehbaren
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Geschwindigkeit, die umgekehrt zu der der treibenden Welle 1 gerichtet ist.
Es ist ohne weiteres verständlich, dass je nach Bedarf man die Anzahl der Geschwindigkeiten erhöhen oder herabsetzen kann, indem man auf der einen oder der andern der Blockgruppen Satellitenräder sowie
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