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kann Strom durch eine Klemme 38, eine Bürste 42 und einen Schleifring 44 zugeführt werden. Wenn das geschieht, zieht der Ringmagnet 14 den Ring 12 an, u. zw. mit einer so grossen Kraft, dass die entstehende Reibung die Triebwelle 1 mit dem Anker 11 und dem äusseren Sonnenrad 10 kuppelt. Daraus geht hervor, dass das Sonnenrad 10 entweder mit dem Gehäuse 4 oder mit der Triebwelle 1 gekuppelt I wird, je nachdem, ob der Elektromagnet 13 oder 14 erregt wird. Bleiben beide Elektromagnete unerregt. so kann sich das Sonnenrad 10 frei drehen.
Die Nabe des Umlaufradträgers 16 ist frei drehbar auf einem verjüngten Abschnitt der angetriebenen Welle 5 gelagert und trägt ihrerseits die Nabe des Umlaufradträgers 17 des zweiten Umlaufgetriebes. Die beiden Naben sind durch einen Keil zu gemeinsamer Drehung verbunden. Das innere Sonnenrad 19 dieses zweiten Teilgetriebes ruht frei drehbar und verschiebbar auf der äusseren dieser beiden Naben und besteht aus einem Stück mit einer Ankerscheibe 21. Auf der linken Seite dieser Ankerscheibe befindet sich ein Ringmagnet 22, der innen am Gehäuse befestigt ist und dessen Wicklung durch eine Anschlussklemme 40 gespeist wird. Auf der rechten Seite der Ankerscheibe 21 befindet sich ein Ringmagnet 23, der an dem äusseren Sonnenrad 20 des zweiten Teilgetriebes befestigt ist.
Die Nabe dieses äusseren Sonnenrades ist auf einer Hilfswelle 24 aufgekeilt und trägt einen Schleifring 45, der mit der Wicklung des Ringmagneten 23 verbunden'ist und den Strom durch eine Bürste 43 von einer Klemme 41 her erhält. Die Umlaufräder 18 kämmen mit dem inneren Sonnenrad 19 und dem äusseren Sonnenrad 20. Je nachdem, ob der Ringmagnet 22 oder der Ringmagnet 25 erregt wird, wird daher das innere Sonnenrad 19 mit dem Getriebegehäuse oder mit dem äusseren Sonnenrad 20 gekuppelt.
Die Abmessungen des zweiten Teilgetriebes sind kleiner als diejenigen des ersten. Insbesondere gilt dies für die Durchmesser der Sonnenräder und der umlaufenden Elektromagneten und Anker.
Infolgedessen fallen die Massen des zweiten Teilgetriebes geringer aus als die des ersten. Das ist deshalb wichtig, weil das zweite Teilgetriebe mit einer höheren Drehzahl umlaufen kann. Dieses Ziel der geringeren Abmessungen ist insbesondere erreicht worden durch die Vereinigung der Umlaufradträger 16 und 17 im mittleren Teil des Getriebes und durch die gewählten Werte der Übersetzungsverhältnisse der beiden Teilgetriebe zueinander. Die Anordnung ermöglicht es, die Scheibe des Ankers 21, der mit dem Sonnenrad 19 vereinigt ist, zwischen den beiden Umlaufradträgern 16 und 17 unterzubringen.
Zwischen der Hilfswelle 24 und der Abtriebswelle 5 ist ein Schaltgetriebe mit mehreren Übersetzungsverhältnissen und einem Rückwärtsgang eingeschaltet. Die Hilfswelle 24 ist auf der Abtriebswelle 5 frei drehbar gelagert und mit einer äusseren Verzahnung 25 versehen. Diese steht in Eingriff mit Umlaufrädern 26, deren Träger 34 die Abtriebswelle 5 umgibt und in nicht gezeichneter Weise frei drehbar und in der Richtung dieser Welle verschiebbar gelagert ist. Die Umlaufräder 26 kämmen mit einem äusseren Zahnkranz 27, dessen Nabe auf der Nabe des Planetenträgers 34 mittels eines Kugellagers frei drehbar gelagert ist und zu gemeinsamer Verschiebung mit dieser verbunden ist. Ferner trägt die Nabe des äusseren Sonnenrades 27 sowohl eine äussere Ringnut, in die eine Gabel 37 eingreift als auch innere Zähne oder Klauen 29.
Das äussere Sonnenrad 27 selbst ist mit äusseren Zähnen oder Klauen 28 besetzt, die bei einer Verschiebung des Sonnenrades in Achsenrichtung mit Zähnen. 30 in Eingriff treten können, die innen an einem im Gehäuse befestigten Ring vorgesehen sind. Die Zähne 29 können in einen Zahnkranz 31 eingreifen, der auf der Abtriebswelle 5 vorgesehen ist. An dem Umlaufradträger 34 ist eine aussen verzahnte Scheibe 33 befestigt, deren Zähne bei entsprechender Verschiebung in Achsenrichtung in die Zähne 30 eingreifen können. Auch ist der Planetenradträger 34 mit einem inneren Zahnkranz 36 versehen, der in eine Verzahnung 32 eingerückt werden kann, die auf der Abtriebswelle 5 vorgesehen ist.
Die Gabel 37 ist auf einer Stange verschiebbar geführt, die innen im Getriebegehäuse parallel zur Achsenrichtung gelagert ist und fünf Rasten A-E aufweist, in die eine in der Gabel geführte, unter Federspannung stehende Kugel einschnappen kann.
Durch wahlweise Verbindung der Wicklungen mit der Stromquelle in verschiedenen Kombinationen kann die Hilfswelle 24 mit vier verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden : 1. Bei Erregung der Elektromagnete 13 und 23 steht das Sonnenrad 10 fest, während das Sonnenrad 19 mit der Hilfswelle 24 gekuppelt ist. Im ersten Teilgetriebe erfolgt eine Untersetzung der Geschwindigkeit, während das zweite Teilgetriebe in sich blockiert ist und die Drehgeschwindigkeit vom ersten Teilgetriebe unmittelbar auf die Hilfswelle überträgt.
2. Bei Erregung der Magnete 13 und 22 ergibt das erste Teilgetriebe eine Untersetzung und das zweite Teilgetriebe eine Drehzahlerhöhung.
3. Bei Erregung der Magnete 14 und 23 sind beide Teilgetriebe in sich blockiert und übertragen die Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 1 unmittelbar auf die Hilfswelle 24.
4. Bei Erregung der Magnete 14 und 22 ist das erste Teilgetriebe in sieh blockiert und überträgt die Geschwindigkeit der Antriebswelle 1 auf das zweite Teilgetriebe, das seinerseits eine Geschwindigkeitserhöhung ergibt.
Die Untersetzung des ersten Teilgetriebes ist erheblicher als die Übersetzung des zweiten Teilgetriebes. Durch Zusammenwirken beider Teilgetriebe (zweite Geschwindigkeit) erhält man daher eine niedrigere Geschwindigkeit der Hilfswelle als bei der unmittelbaren Übertragung.
Indessen kann die Anordnung auch so getroffen werden, dass die Drehzahlerhöhung im zweiten Teilgetriebe grösser ist als die Drehzahlherabsetzung im ersten. Man erhält in diesem Falle für die Hohl-
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welle 24 wahlweise eine kleinere Geschwindigkeit als die treibende Welle oder dieselbe Geschwindigkeit wie diese oder zwei Geschwindigkeiten, die grösser sind.
Das tibersetzungsverhältnis zwischen der Hilfswelle 24 und der Abtriebswelle 5 hängt von der
Stellung der Gabel 37 ab : Stellung A. Die Verzahnungen 29 und 31 sind im Eingriff, ebenso die Verzahnungen 30 und 35.
Das Zahnrad 27 ist daher mit der Abtriebswelle 5 gekuppelt, während der Umlaufradträger 34 fest- gehalten wird. Die Abtriebswelle 5 wird entgegengesetzt der Hilfswelle 24 mit kleinerer Geschwindig- keit als diese angetrieben (Rückwärtsgang).
Stellung B und Stellung D. Die Kupplungsverzahnungen sind vollständig frei. Die Abtriebswelle 5 wird nicht angetrieben. Das Umlallfgetriebe ist also losgekuppelt vom Schaltgetriebe.
Stellung C. Die Verzahnungen 28 und 30 sind in Eingriff, ebenso wie die Verzahnungen 26, 32.
Das äussere Sonnenrad 27 wird festgehalten. Der Umlaufradträger 34 ist mit der Abtriebswelle 5
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Geschwindigkeit. Mithin werden die vier Geschwindigkeitsstufen, die durch wahlweise Erregung der
Elektromagnete erzielt werden können, untersetzt.
Stellung E. Die Zähne 36 greifen in die Verzahnung 25 ein, während die Zähne 29 mit der Ver- zahnung 32 in Eingriff stehen. Die Abtriebswelle 5 ist mit dem äusseren Sonnenrad 27 gekuppelt. Die
Umlaufräder 26 können sich also gegenüber der Hilfswelle 24 nicht mehr drehen. Somit besteht eine unmittelbare Kupplung zwischen den Wellen 24 und 5.
Zur Erleichterung der Umschaltung des Sehaltgetriebes ist es erwünscht, die Hohlwelle 24 stillzusetzen, also jedes Drehmoment, das auf diese Welle etwa wirken könnte, aufzuheben. Zu diesem
Zweck wird die Antriebswelle 1 durch gleichzeitige Erregung der Magnete 13 und 14 abgebremst und stillgesetzt. Der Hilfsanker 12 wird dabei durch den Magneten 13 angehalten und beginnt zu bremsen.
Er hält seinerseits den Ringmagneten 14 fest. Infolgedessen wird auch die Welle 1 festgehalten, so dass sie kein Drehmoment im Getriebe erzeugen kann, gleichgültig, wie gross das restliche Drehmoment sein mag, das durch die zwischen der Welle 1 und dem Motor eingeschaltete Kupplung übertragen werden mag, wenn diese Kupplung ausgerückt ist.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, da einzelne Merkmale dieser Erfindung jeweils ohne die andern Merkmale verwendet werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Umlaufräderwechselgetriebe mit zwei hintereinandergeschalteten Stirnradumlaufgetrieben, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Umlaufradträger (16, 17) gegenüber der Antriebswelle (1) und der Abtriebswelle (5) drehbar und miteinander durch ihre Mittelteile (Naben) verbunden sind.
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For example, power can be supplied through a clamp 38, a brush 42, and a slip ring 44. When that happens, the ring magnet 14 attracts the ring 12, u. with such a great force that the resulting friction couples the drive shaft 1 with the armature 11 and the outer sun gear 10. It can be seen from this that the sun gear 10 is coupled either to the housing 4 or to the drive shaft 1, depending on whether the electromagnet 13 or 14 is excited. Both electromagnets remain unexcited. so the sun gear 10 can rotate freely.
The hub of the planetary gear carrier 16 is freely rotatable on a tapered section of the driven shaft 5 and in turn carries the hub of the planetary gear carrier 17 of the second planetary gear. The two hubs are connected to rotate together by a key. The inner sun gear 19 of this second partial transmission rests freely rotatably and displaceably on the outer one of these two hubs and consists of one piece with an armature disk 21. On the left side of this armature disk there is a ring magnet 22, which is attached to the inside of the housing and whose winding is through a connection terminal 40 is fed. On the right-hand side of the armature disk 21 there is a ring magnet 23 which is attached to the outer sun gear 20 of the second partial transmission.
The hub of this outer sun gear is keyed on an auxiliary shaft 24 and carries a slip ring 45 which is connected to the winding of the ring magnet 23 and receives the current through a brush 43 from a terminal 41. The planetary gears 18 mesh with the inner sun gear 19 and the outer sun gear 20. Depending on whether the ring magnet 22 or the ring magnet 25 is excited, the inner sun gear 19 is coupled to the gear housing or to the outer sun gear 20.
The dimensions of the second sub-transmission are smaller than those of the first. This applies in particular to the diameter of the sun gears and the rotating electromagnets and armatures.
As a result, the masses of the second sub-transmission are lower than those of the first. This is important because the second sub-transmission can rotate at a higher speed. This goal of smaller dimensions has been achieved in particular by combining the planetary gear carriers 16 and 17 in the central part of the transmission and by the selected values of the transmission ratios of the two sub-transmissions to one another. The arrangement makes it possible to accommodate the disk of the armature 21, which is combined with the sun gear 19, between the two planetary gear carriers 16 and 17.
Between the auxiliary shaft 24 and the output shaft 5, a gearbox with several gear ratios and a reverse gear is switched on. The auxiliary shaft 24 is freely rotatably mounted on the output shaft 5 and is provided with external teeth 25. This is in engagement with planet gears 26, the carrier 34 of which surrounds the output shaft 5 and is mounted freely rotatable in a manner not shown and displaceable in the direction of this shaft. The planetary gears 26 mesh with an outer ring gear 27, the hub of which is freely rotatably mounted on the hub of the planet carrier 34 by means of a ball bearing and is connected to the latter for common displacement. Furthermore, the hub of the outer sun gear 27 carries both an outer ring groove, in which a fork 37 engages, and inner teeth or claws 29.
The outer sun gear 27 itself is equipped with external teeth or claws 28 which, when the sun gear is shifted in the axial direction, have teeth. 30 can come into engagement, which are provided on the inside of a ring fixed in the housing. The teeth 29 can engage in a ring gear 31 which is provided on the output shaft 5. An externally toothed disk 33 is attached to the planetary gear carrier 34, the teeth of which can mesh with the teeth 30 when displaced accordingly in the axial direction. The planetary gear carrier 34 is also provided with an inner ring gear 36 which can be engaged in a toothing 32 which is provided on the output shaft 5.
The fork 37 is slidably guided on a rod which is mounted inside the gear housing parallel to the axis direction and has five notches A-E into which a spring-loaded ball guided in the fork can snap.
By optionally connecting the windings to the power source in various combinations, the auxiliary shaft 24 can be driven at four different speeds: 1. When the electromagnets 13 and 23 are excited, the sun gear 10 is stationary, while the sun gear 19 is coupled to the auxiliary shaft 24. In the first sub-transmission, the speed is reduced, while the second sub-transmission is blocked and transmits the rotational speed from the first sub-transmission directly to the auxiliary shaft.
2. When the magnets 13 and 22 are excited, the first partial transmission results in a reduction and the second partial transmission increases the speed.
3. When the magnets 14 and 23 are excited, both sub-transmissions are blocked and transmit the rotational speed of the drive shaft 1 directly to the auxiliary shaft 24.
4. When the magnets 14 and 22 are excited, the first part of the transmission is blocked in itself and transmits the speed of the drive shaft 1 to the second part of the transmission, which in turn results in an increase in speed.
The reduction of the first sub-gear is more significant than the translation of the second sub-gear. The interaction of both sub-transmissions (second speed) therefore results in a lower speed of the auxiliary shaft than with direct transmission.
However, the arrangement can also be made such that the increase in speed in the second partial transmission is greater than the decrease in speed in the first. In this case one obtains for the hollow
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Wave 24 either a lower speed than the driving wave or the same speed as this or two speeds which are greater.
The transmission ratio between the auxiliary shaft 24 and the output shaft 5 depends on the
Position of fork 37 down: Position A. Toothings 29 and 31 are in mesh, as are toothings 30 and 35.
The gear wheel 27 is therefore coupled to the output shaft 5 while the planetary gear carrier 34 is held in place. The output shaft 5 is driven opposite to the auxiliary shaft 24 at a lower speed than the latter (reverse gear).
Position B and position D. The coupling teeth are completely free. The output shaft 5 is not driven. The reversing gear is therefore uncoupled from the gearbox.
Position C. The teeth 28 and 30 are in mesh, as are the teeth 26, 32.
The outer sun gear 27 is held in place. The planetary gear carrier 34 is connected to the output shaft 5
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Speed. Thus, the four speed levels, which can be achieved by optional excitation of the
Electromagnets can be achieved, squat.
Position E. The teeth 36 mesh with the toothing 25, while the teeth 29 are in engagement with the toothing 32. The output shaft 5 is coupled to the outer sun gear 27. The
Planetary gears 26 can no longer rotate with respect to the auxiliary shaft 24. There is thus a direct coupling between shafts 24 and 5.
In order to facilitate the switching of the holding gear, it is desirable to shut down the hollow shaft 24, that is to say to cancel any torque that could possibly act on this shaft. To this
Purpose, the drive shaft 1 is braked and stopped by simultaneous excitation of the magnets 13 and 14. The auxiliary armature 12 is stopped by the magnet 13 and begins to brake.
In turn, it holds the ring magnet 14. As a result, shaft 1 is also held so that it cannot generate any torque in the transmission, regardless of how large the remaining torque may be that may be transmitted through the clutch connected between shaft 1 and the motor when this clutch is disengaged.
The invention is not restricted to the exemplary embodiment described, since individual features of this invention can in each case be used without the other features.
PATENT CLAIMS:
1. Epicyclic gear change transmission with two consecutive spur gear, characterized in that the two epicyclic gear carriers (16, 17) are rotatable relative to the drive shaft (1) and the output shaft (5) and are connected to one another by their central parts (hubs).