DE292933C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Umlaufräderwechselgetriebe mit elastischem Drehmoment, das insbesondere die Einstellung einer beliebig großen Schlüpfung 5 oder auch einer höheren Umdrehungszahl der angetriebenen Glieder gegenüber der antreibenden Primärachse ermöglicht. Gemäß einer Ausführungsform wird die selbsttätige Erzeugung und Veränderung einer voreilenden Verdrehung der getriebenen Achse gegen die treibende bewirkt, namentlich z.B. die selbsttätige Früherstellung des Zündzeitpunktes elektrischer Zündmaschinen beliebiger Art, in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl. Nachstehend sind einige Ausführungsbeispiele beschrieben sowie durch die Fig. 1 bis 5 der Zeichnung erläutert. Es sind bereits mehrfach solchen Zwecken dienende Umlaufräderwechselgetriebe bekanntgeworden, bei welchen z.B. durch veränderliche Bremsung eines Umlaufrades ein veränderliches Drehmoment von der treibenden auf die anzutreibende Achse übertragen wird. Zu dem , Zwecke sind schon mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektromagnetischmechanische Bremsvorrichtungen zur Einwirkung auf ein Umlauf rad gebracht worden.

Um nun die damit verbundenen mechanischen Reibungen und deren nachteilige Folgen tunlichst zu vermeiden und eine zuverlässige elastische Wirkungsweise eines solchen Getriebes zu erzielen, besteht ein Umlaufräderwechselgetriebe nach vorliegender Erfindung darin, daß die treibenden Umfaufräder, wie z. B. i², i², mit einer durch sie angetriebenen elektrischen Wirbelstrombremse beliebiger Art, wie z. B. c², m, m¹ usw. (Fig. 1 und 2), verbunden sind,

wobei entweder deren Anker, wie z. B. die Bremsscheibe c², oder aber deren Feldmagnet umlaufend angeordnet sein können.

Aus dem Schema Fig. 5 ist die an sich ja allgemein bekannte Wirkungsweise solcher Umlaufrädergetriebe ersichtlich. Im übrigen sind der Aufbau und die Wirkungsweise des zur Erläuterung der Erfindung gewählten Ausführungsbeispieles folgende.

In der Zeichnung bedeuten; a die treibende bzw. Primärwelle; b die getriebene bzw. Sekundärwelle ; b¹ eine mit letzterer fest verbundene Kupplungsscheibe mit Trieblöchern b²; c die um α lose drehbare Nabe des Bremsorgans c²; c¹, c¹ dessen Befestigungsmuttern; c² die als Bremsorgan dienende Wirbelstrombremse; d, d der mit α fest verbundene Planetenträger; d¹ Kupplungsvorsprünge an demselben; d², dⁱ . Erhöhungen an demselben für die Lagerringe d³ bzw. d^s der Planetenräder i¹, i² ; d⁶ Aussparungen für den Außenzahnkranz i³ in den Erhöhungen dⁱ, falls i^s, wie in Fig. 3 gezeigt, in besonderen Fällen nicht als volles Sonnenrad sondern nur als Innenzahnkranzsegment ausgebildet ist; d? Befestigungsschrauben der Lagerringe d³ bzw. d^&; e ein um α lose drehbarer, mit der getriebenen Achse b fest gekuppelter Antriebring der letzteren; e¹ dessen Kupplungsvorsprünge; e² eine mit e fest verbundene, um α gleichfalls lose drehbare Kupplungsscheibe ; e³ Schrauben zur Befestigung des äußeren Sonnenrades i³ ai) e; eⁱ Mitnehmer an e² zur Kupplung mit b¹ bzw. b; g, g² Lager- bzw. Gehäuseschilder des' Getriebes; g¹ ein sie verbindender Verschlußzylinder ο. dgl.; i ein mit dem Bremsorgan c² fest verbundenes

inneres Sonnenrad; i¹, i¹ in letzteres eingreifende, ■ mit d, α zwangläufig umlaufende Planetenräder; i^%, i² mit diesen fest verbundene, ' in das äußere . Sonnenrad i³ eingreifende PIanetenräder; i³ das äußere Sonnenrad, das mit dem Antriebring e der getriebenen Achse b fest verbunden ist; m bis m^s die auf die Wirbelstrombremse c² einwirkenden Feldmagnete; η mit- diesen durch Bunde n¹ und Muttern n²

ίο verbundene Drehbolzen derselben; n^s in letz-

^; teren steckende Befestigungsschrauben für ο usw.; ο bis o³ gezahnte Dreharme an m, η usw.; ■ ρ ein in dieselben eingreifendes Zahnrad; q ein mit diesem verbundener Hebelarm; q¹ ein in . besonderen Fällen auf e² einwirkender Bremshebel; q² ein um einen Knebelbolzen n* verstellbarer Stellhebel· einer auf q¹ einwirkenden Zugfeder r ²; r eine Feder, die das Bremsorgan c² bzw. dessen Nabe c in besonderen Fällen mit der treibenden Achse α bzw. dem mit. ihr umlaufenden Lagerring d³ elastisch verbindet; r} eine Feder, die in besonderen Fällen die treibende Welle a mit der getriebenen Welle b bzw. dem mit ihr verbundenen Antriebringe e elastisch verbindet; s, s¹ Kugellager der treibenden Welle α bzw. der Nabe des Antriebringes e.der getriebenen Welle b.

Danach ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel fest mit der treibenden Welle a der Planetenträger d verbunden, dessen Planetenräder i¹; i² einerseits in ein inneres Son- <-?. nenrad i, anderseits in ein äußeres Sonnenrad i³ eingreifen. Ersteres (i) umschließt lose die treibende Welle α und ist durch seine lange Nabe c mit einer Wirbelstromscheibe c² verbunden, letzteres (i³) hängt mit dem anzutreibenden Ringe e zusammen, der mit der getriebenen Welle b etwa durch Mitnehmer eⁱ kuppelbar ist.

Im übrigen ist die Wirkungsweise des dargestellten Beispieles des Getriebes bei feststehend gedachten Feldmagneten m usw. die folgende. Wird, ,die antreibende Achse (vgl. a Fig. 5) z. B. in der Uhrzeigerrichtung gedreht.

(Fig. ι von b aus gesehen), und zwar zunächst ohne daß das Bremsorgan c² irgendwie gehemmt wird, so laufen die auf der Achse α zwangläufig befestigten Arme bzw. die Scheibe d, d mit a um, und die an ihnen gelagerten Umlaufräder i², i² können sich so, abgesehen von der Reibung, ungehindert entgegen der Uhrzeigerrichtung umdrehen bzw. an dem mit der anzutreibenden Achse e, b zwangläufig verbundenen Zahnkranz i^z abrollen, solange dieser bzw. die Achse b stillstehen oder mit geringerer Geschwindigkeit wie die Achse α umlaufen. Durch die Umlaufräder i², i^% werden aber auch die mit denselben gekuppelten Zahnräder i¹, i¹ in Umlauf und in Eigenumdrehungen versetzt, die ihrerseits durch Eingriff in das Zahnrad i des Bremsorgans e² dieses in rasche Umdrehungen konform der Drehrichtung der Achse α versetzen, wobei die Umdrehungszahl von c², i natürlich eine proportional der Übersetzung i, i¹, i², i³ höhere wie diejenige der Achse α ist.

Wird nun auf das Bremsorgan c² ein Bremsmoment durch die Feldmagnete (wie z. B.' m usw.) ausgeübt, so macht sich dieses zufolge genannter Übersetzung als proportional derselben vervielfachtes Drehmoment auf das Sonnenrad t³ bzw. die damit verbundene anzutreibende Achse e, δ geltend, wodurch letztere in derselben Drehrichtung wie α vorwärts getrieben wird, und zwar mit einer Umlaufgeschwindigkeit, bei welcher das hierfür aufzuwendende Drehmoment dem Bremsmoment zuzüglich der Reibungsmomente das Gleichgewicht hält. .

Wird die Bremswirkung der z. B. feststehend angeordneten Feldmagnete m, m¹ usw. auf das umlaufende Bremsorgan c² auf einen hohen Betrag gesteigert, so wird letzteres eine dementsprechend stark verminderte, unter Umständen nur noch geringe Umdrehungszahl entgegen der Pfeiirichtung (auf c² Fig. 5) machen, so daß danach die anzutreibende Achse e, b z. B. mit einer mehr oder weniger annähernden oder mit derselben Umdrehungszahl wie die treibende Achse α umlaufen wird, wobei die für Überwindung des Bremsmomentes aufzuwendende Leistung jedoch nur dem im Verhältnis der Übersetzung i, i¹ usw. kleineren Betrage gleichkommt, im dargestellten Fälle (Fig. 1) etwa gleich 7 Prozent der gesamten zur Drehung von e, b erforderlichen Leistung.

Wird das Bremsorgan c² aber völlig festgebremst, z. B. indem auf dasselbe ein Bremshebel, wie z. B. q¹ auf e² (Fig. 1), zur Einwirkung gebracht wird, so trifft dies bekanntlich alle mit dem Bremsorgan gekuppelten Teile in der Weise, daß das Getriebe nunmehr eine zwangläufige, nicht mehr elastische Übersetzung bildet. Es können sich nämlich nunmehr umgekehrt die mit der treibenden Achse α bzw. mit deren Planetenträger d zwangläufig umlaufenden Räder i¹ nicht mehr frei drehen, sondern müssen sich zwangläufig an dem mit c² verbundenen, nun ebenfalls feststehenden Rad i abrollen, wobei sie sich im Sinne der auf i¹ (Fig. 5) eingezeichneten Pfeile drehen, und mit ihnen die eigentlichen Planetenräder i², i², die demzufolge dem Sonnenrad i^s, das derart nunmehr nebst der getriebenen Achse e, b durch d, d und i², i² zwangläufig mit der Achse α gekuppelt ist, eine zusätzliche Drehung erteilen, im betrachteten Falle in dem der Achse a' voreilenden Sinne.

Um diesen Betrag ist die resultierende Umdrehungszahl eier anzutreibenden Achse e, b bekanntlich höher wie die Umdrehungszahl eier Primärachse a. . Somit können im übrigen zwischen dieser höchstmöglichen Umdrehungs-

zahl und völligem Stillstand der getriebenen Achse e, b alle erwünschten Drehgeschwindigkeiten derselben in elastischer, stoßfreier Weise durch Änderung des Bremsmomentes am Brems-5 organ, wie c² o..dgl., hergestellt werden, und zwar ohne große Energie Verluste.

Um ein tunlichst kleines Bremsmoment am Bremsorgan c² zu erhalten, bzw. die durch das Bremsmoment entstehenden Energie Verluste

ίο möglichst zu verringern, ist es zweckmäßig, daß das Umlaufrad P, i² mit der Wirbelstrombremse, wie z: B. c², durch eine die Drehgeschwindigkeit der letzteren erhöhende Übersetzung verbunden ist. So greifen z. B. in der in Fig. i, 3, 4 und 5 als Beispiel gezeigten Weise in ein mit dem Bremsorgan c² (Fig. 1 und 5) verbundenes Zahnrad i ein oder mehrere größere Zahnräder, wie z. B. i¹, i¹, ein. Diese sind in dem mit der treibenden Achse α zwangläufig verbundenen Teil (Scheibe bzw. Arme d, d) drehbar, gelagert und greifen ihrerseits mit wiederum kleineren Zahntrieben bzw. Rädern, hier den eigentlichen Planetenrädern i², i², in einen mit der anzutreibenden Achse e bzw. b verbundenen Zahnkranz, wie z.B. i^z, ein, so daß eine tunlichst große Übersetzung zwischen dem Bremsorgan c² und der anzutreibenden Achse e, b erzielt wird.

Der zur Lagerung der Zwischenräder i¹, i¹ bzw. Planetenräder i², i² dienende Teil d, d (Fig. 5) wird, wie in Fig. 1, 3 und 4 z.B. gezeigt ist, vorteilhaft mit Aussparungen für diese Räder versehen (vgl. i¹ Fig. 3 und 4), sowie mit Erhöhungen, wie z. B. d² (Fig. 1 und 4) bzw. d^ (Fig. ι und 3), um auf letzteren die Lager der Räder befestigen zu können, am besten z. B. in Form von flachen Ringen, wie z. B. d³ (Fig. r und 4) bzw. d^& (Fig. 1 und 3), und zwar z. B.. mittels Schrauben ά^Ί (Fig. 3 und 4).

Behufs Ermöglichung der Einstellung der erwünschten Bremswirkung auf die Wirbelstrombremse des Getriebes, insbesondere aber, lim bei einem nicht umlaufenden Feldmagneten diese Wirkungen auch während des Betriebes anstellen und regeln zu können, wird zweckmäßig mindestens einer der Dauer- oder Elektromagnete verstellbar angeordnet, wie z. B. m, m¹ usw. (Fig. ι und 2), so daß z. B. durch Einziehung der Pole iV, 5 gegen die Achse α zu oder umgekehrt durch Entfernung derselben über den Rand der Bremse c² hinaus die Bremswirkung in bekannter Weise je nach der Lage der Felclmagnete bzw. der Nutzkraftlinienzahl derselben erzeugt oder geregelt wird. Nach Einstellung können die Feldmagnete in üblicher Weise mittels von außen zugänglicher Schrauben,

z. B. η oder n³ (Fig. I und 2), festgestellt werden.

Noch besser werden im Falle mehrerer FeIdmagnete, wie z. B. m, m¹, m², m^s (Fig. 1 und 2), namentlich wenn sie z. B. in einem Schutzgehäuse wie g· angeordnet sind, dieselben je mit einem Zahnkranz oder Rad, wie z. B. 0, o¹ usw., gekuppelt, die in ein geeignetes gemeinsames Zahnrad, wie z. B. p, eingreifen, zum Zweck der gemeinsamen Verstellung, z. B. mittels eines an demselben befestigten Hebels q vom Bedienungsort aus.

Sind jedoch der oder die Felclmagnete des Getriebes, wie z. B. m usw., als Elektromagnete bewickelt, so kann ihr Bremsmoment und dessen Wirkung auch vorteilhaft durch die in irgendeiner der bekannten Weisen erfolgende Änderung ihrer Erregerstromstärke geregelt werden.

Es sind noch folgende besondere Wirkungsweisen des Getriebes zu erwähnen. Ist das Bremsorgan, z. B. c², nicht völlig festgebremst, jedoch so, daß das Bremsmoment das ihm entgegenwirkende, für den Antrieb der Achse e, b im Verhältnis der Übersetzung aufzuwendende Drehmoment übersteigt, so wird die Achse e, b durch die eintretende relative Verdrehung des Bremsorgans c² gegenüber i³ gleichfalls auf Voreilung gegenüber der antreibenden Achse a gedreht bzw. eingestellt (vgl. insbesondere das Schema Fig. 5).

Zu dem Zwecke ist nur erforderlich, daß das umlaufend angeordnete Bremsorgan, wie z. B. die Bremsscheibe c² (Fig. 1 und 5), mit dem Planetenrad, wie z. B. i², und dadurch mit der 90 ■ anzutreibenden Achse e, b in entsprechendem Sinne gekuppelt ist, d. h.wie z. B. in Fig. 1, 3, 4 und 5 dargestellt. Hierbei wird die. getriebene Achse e, b ersichtlich in voreilendem Sinne gegen die treibende Achse α verdreht, sobald das Bremsorgan sich zufolge einer genügenden Bremswirkung gegen α verdreht. Hierauf beziehen sich in Fig. 5 die daselbst in bezug auf die Drehrichtung der Räder. i¹, i¹ sowie des Bremsorgans c² nebst seinem Triebe i eingezeichneten Pfeile, d. h. sie bedeuten also lediglich jene relative Verdrehung dieser zwei Teile gegenüber dem Sonnenrad i^s bzw. der treibenden Welle a. Die Pfeile beim Sonnenrad i^z dagegen deuten nicht nur seine hierdurch bedingte erwähnte Verdrehung auf Voreilung gegen a, sondern demnach gleichzeitig auch seine absolute, fortschreitende Drehrichtung im Sinne derjenigen der treibenden Achse an; die Pfeile an d, d geben nur die angenommene Drehrichtung Gierseiben und damit die Umlaufrichtung der Planetenräder i² an.

Diese Verdrehung der getriebenen Welle e, b auf Voreilung ist besonders vorteilhaft bei der Anwendung eines derart beschaffenen Getriebes zum Antrieb von elektrischen Zündmaschinen beliebiger Art behufs selbsttätiger Früherstellung des Zündzeitpunktes derselben. Sobald der antreibende Explosionsmotor α auf normale Umdrehungszahl kommt, bzw. in geringerem Maße schon vordem, muß bekanntlich der Anker b der Zündmaschine gegenüber

der antreibenden Achse α auf eine gewisse Voreilung eingestellt werden.

Damit nun diese nicht fortschreitet, sondern von derjenigen des Bremsmomentes und damit auch von der Umdrehungszahl abhängig wird, wird das Bremsorgan c² mit der antreibenden Achse α zweckmäßig durch eine Feder, . wie z. B. f; (Fig. I und 2), gekuppelt, so daß diese bei der eintretenden relativen. Drehung des Bremsorgans bzw. Nacheilung desselben gegenüber der Achse α entsprechend dem auf dasselbe durch den Feldmagneten m, m¹ usw. ausgeübten Bremsmoment gespannt wird. Die Folge davon ist, daß bei Änderung des letzteren die hervorgerufene Voreilung der anzutreibenden Achse e, b gegen die antreibende α sich ebenfalls entsprechend anders einstellt, und. zwar in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Umdrehungszahl des Getriebes bzw. des Ankers der Zündmaschine o. dgl. wie b.

Anstatt jener Feder r oder zugleich kann zu demselben Zwecke bekanntlich die treibende Achse α auch unmittelbar mit der getriebenen (e, b) durch eine entsprechend stärkere Feder, wie z. B. r¹ (Fig. ι und 3), gekuppelt sein.

In jedem der verschiedenen Fälle der Anwendung des vorliegenden Getriebes ist der Umstand vorteilhaft, daß eine Wirbelstrombremse ein mit steigender Umlaufzahl selbsttätig wachsendes Bremsmoment ausübt, insofern diese Steigerung nicht durch eine gleichzeitige Verminderung der induzierenden Kraftlinienzahl geändert wird.

Ferner kann auf die getriebene Achse b, e², e (Fig. i) eine Bremse zur Einwirkung gebracht werden, deren Bremswirkung verstellbar ist, insbesondere zur Änderung der besagten Voreilung des anzutreibenden Teiles des Getriebes während des Betriebes. So z. B. kann der auf die Kupplungsscheibe e² (Fig. 1) der Achse e, b einwirkende Bremshebel q¹ mittels des um ein Klemmlager n^l z. B. nach Skala verstellbaren, z. B. durch eine Feder r² angekuppelten Handhebels q² mit einem mehr oder weniger starken Druck an e² angepreßt werden, so daß zufolge der Änderung dieses Bremsmomentes gegenüber dem auf c² ausgeübten auch die Voreilung von e^%, e, b gegen α sich ändert, d. h. bei stärkerem Druck auf e¹ abnimmt.

Um eine Uberbeanspruchung der Federn, wie r, r¹, insbesondere bei plötzlichen Stoßen (z. B. beim Anlaufen" eines Explosionsmotors) zu verhüten und um z. B. insbesondere vor Eintritt genügender Bremswirkung des Bremsorgans c² einen bestimmten gegenseitigen Drehwinkelabstand der angetriebenen (e, b) zu der treibenden Achse α zu sichern, ist eine Anordnung zweckmäßig, wonach letztere Achse a die anzutreibende (e, b) durch je auf einer derselben befestigte Mitnehmerteile, wie z. B. die Zahnkupplung d¹ bzw. e¹ (Fig. 1, 3 und 4), mitnimmt, die anderseits der Voreilung der getriebenen Achse e, b Spielraum belassen (vgl. Fig. 3).

In vielen Fällen ist es vorteilhaft, daß dadurch die Wirkung des Bremsorgans und die mit diesem verbundenen Planetenräder angetriebene Teil, wie z. B. der Zahnkranz i³, nicht unmittelbar mit der getriebenen Achse b gekuppelt, sondern mit einem um letztere, oder besser um die treibende Achse α lose drehbaren besonderen Teil, wie z. B. Antriebring e (Fig. l) verbunden ist, der vorteilhaft gleichzeitig als Träger des Sonnenzahnkranzes i^s sowie auch als Zahnkupplung e¹ ausgebildet ist, insbesondere zum Zweck, das Getriebe derart selbsttätig zu gestalten und danach ohne weiteres an eine beliebige anzutreibende Achse anbauen bzw. kuppeln, zu können.

Zu. diesem . Zwecke wird dieser besondere angetriebene Teil e vorteilhaft so. -gestaltet, daß. er mit einem Hals (Fig. 1) in einem besonderen Lager,' wie z. B. s¹ bzw. g², läuft und außerhalb desselben mit einem geeigneten Mitnehmerteil, wie z. B. der Flansch e² bzw. die Mitnehmer eⁱ, versehen ist, behufs Kupplung an die anzutreibende bzw.. zu. verstellende Achse bzw. einen Anker o. dgl. b, wobei diese ein dazu passendes Mitnehmerorgan, wie z. B. b¹, tragen, das zweckmäßig mit Schlitzen b² für die Mitnehmerzapfen e^l versehen wird, um . Zwängütigen zu vermeiden.

Claims (8)

1. Patent-An Sprüche:

   r.- Umlaufräderwechselgetriebe mit elastischem Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, daß die treibenden Umlauf räder mit einer durch sie angetriebenen elektrischen Wirbelstrombremse verbunden sind, deren Anker (z. B. Bremsscheibe oder Zylinder) oder aber deren Feldmagnet umlaufend angeordnet sein kann.
2. 2. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Teil der Wirbelstrombremse (wie z. B. die Bremsscheibe c²) konzentrisch um die treibende Achse (a) lose drehbar angeordnet ist. .
3. 3. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldmagnet (m) feststehend angeordnet.ist, insbesondere zum Zweck der Zugänglichkeit während des Betriebes sowie um das Getriebe vom Gewicht des Feldmagneten nebst Zubehör zu entlasten.
4. 4. Umlaufräclerwechselgetriebe nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufräder mit der Wirbelstrombremse durch eine die Drehgeschwindigkeit der letzteren erhöhende Übersetzung verbunden sind.
5. 5. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß mindestens einer der Dauer- oder Elektromagnete verstellbar angeordnet ist, um hierdurch das Bremsmoment zu regeln.
6. 6. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl gemäß Anspruchs verstellbarer Feldmagnete je mit einem Zahnkranz bzw. Rad (c, c¹ usw.) gekuppelt sind, die in ein gemeinsames Zahnrad (ft) eingreifen zum Zweck der gemeinsamen Verstellung.
7. 7. Umlaufräderwechselgetriebe nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Bremsorgan mit der antreibenden Achse durch eine Feder (r) gekuppelt ist, die sich bei eintretendem Bremsmoment spannt, so daß bei Änderung desselben sich der gegenseitige Drehwinkelabstand der antreibenden und der anzutreibenden Achse entsprechend anders einstellt, zum Zweck, die Größe desselben von der Umlaufzahl der antreibenden Achse abhängig zu machen, insbesondere bei Benutzung des Getriebes zum Antrieb von elektrischen Zündmaschinen zwecks selbsttätiger Früherstellung des Zündmomentes in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl.
8. 8. Umlaufräderwechselgetriebe nach' Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor Eintritt genügender Bremswirkung die antreibende Achse die anzutreibende durch Mitnehmerteile (z. B. eine Zahnkupplung d¹, d¹) mitnimmt, die anderseits der Voreilung der anzutreibenden Achse Spielraum belassen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.