DE2063859A1

DE2063859A1 - Zahnradgetriebe mit stufenlos regelbarer Über- und Untersetzung und stufenlosem Übergang von Vorwärts- nach Rückwärtslauf

Info

Publication number: DE2063859A1
Application number: DE19702063859
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: ZEHENTMEIER F
Current assignee: ZEHENTMEIER F
Priority date: 1970-12-24
Filing date: 1970-12-24
Publication date: 1972-07-13

Description

Zahnradgetriebe mit stufenlos regelbarer Über- und Untersetzung und stufenlosem Übergang von Vorwärts- nach Rückwärtslauf Beschreibung Stand der Technik: Stufenlos arbeitende Getriebe sind meines Wissens als Reibungs- oder Strömungsbetriebe in verschiedenen Ausführungen bekannt. Diese Getriebe haben aber entweder den Mangel, daß sie nur verhältnismäßig geringe Kräfte zu übertragen vermögen, oder bei sehr hohem technischen Aufwand nicht den wünschenswert hohen Wirkungsgrad erzielen.
Das in diesem Patentantrag vorgelegte Getriebe ist ein Zahnradgetriebe in Form eines Doppelplanetengetriebes, welches als solches die Übertragung großer Kräfte gestattet, wobei ein kQnstruktiv festlegbarer Bruchteil der zu übertragenden Kraft über ein steuerndes Reibungsgetriebe oder ein anderes zweckmäßiges stufenlos arbeitendes Getriebe auf den Antrieb zurückwirkt, so daß theoretisch durch die Steuerung keine Energie verbraucht wird.
Der Antrieb, welcher in verschiedener Weise eingespeist werden kann, erfolgt über das Sonnenrad (1), dessen Antriebskraft F1 über die auf dem Plarietenträger (5) gelagerten Planetenräder (2) bzw. (3) und (4) auf das 10Außenrad (6) bzw. das 2.Außenrad (8) in die Kräfte F2 und F3 aufgespalten wird. Zwischen dem 10Außenrad (6) und dem zweiten Außenrad (8) befindet sich das im Planetenträger (9) gelagerte Planetenrad (7), welches über eine Kardanwelle (10) die Abtriebswelle (11) treibt. Hierbei ist die Kardanwelle (11) in einer Scheibe (is) gelagert, welche ihrerseits im Gehäuse (16) drehbar gelagert ist und welche vor allem als Gegenlager für die Welle des Sonnenrades (1) dient.
Die Steuerung erfolgt über den Planetenträger (5), dessen Umlaufsinn und Drehzahl die Drehzahl des Planetenrades (7) bestimmt.
Ermöglicht wird dieser Effekt durch die Radiendifferenz der Innen-und Außenverzahnung des 1.Außenrades (6). Bestünde hier keine Radiendifferenz, so könnte der Planetenträger (5) in beliebiger Weise umlaufen, ohne daß sich an der effektiven Drehzahl der Abtriebswelle (11) etwas ändern würde.
Di. Steuerung kann in schlichtester Weise als stufenlos arbeitendes Reibungsgetriebe gedacht werden, bestehend aus einem mit dem Antrieb verbundenen Antriebteller (12), der über ein auf der Mitnehmerwelle (13) verschiebbares Reibungsrad (14) den inneren Planetenträger (5) antreibt. Hierbei können die Verhältnisse so gestaltet werden, daß das sich aus den Drehmomenten M2 und M34 ergebende Gesamtdrehmoment M5 des Planetenträgers (5) über das Reibungsrad (14) im Sinne des Antriebs eigespeist wird, so daß sich eine effektive Antriebskraft Fieff ergibt, die sich als Grenzwert einer fallenden geometrischen Reihe errechnet. Auf diese Weise wird, die üblichen Verluste außer acht gelassen, das gesamte Antriebsmoment auf den Abtrieb übertragen.
Es ist leicht einzusehen, daß bei der Drehzahl U5 des Planetenträgers (5) gleich der drehzahl U1 des Sonnenrades (1) die Drehzahl der Abtriebswelle U11 gleich der Drehzahl des Sonnenrades ist. Bei einer dem Sonnenrad gegenüber größeren und gleichsinnigen Drehzahl U5 vermindert sich die Drehzahl des Abtriebs U11 und geht schließlich über die Drehzahl U11 0 in eine negative Drehzahl U11 = - x°U1 über. Entsprechend steigert sich die Drehzahl U11 der Abtriebswelle (11) im positiven Sinne bei einer dem Antrieb gegensinnigen Drehzahl U5 des Planetenträgers (5).
Die Steuerung des Planetenträgers (5) ist als eine über ein Servo elektronisch arbeitende Synchronisation mittels Frequenzvergleich zwischen einem frequenzgeber $ Drehzahlgeber und der Frequenz der Abtriebswelle (11) gedAcht, wobei der Servo-Motor über eine in die Zeichnung nicht aufgenommene Spindel mit entsprechendem Mitnehmer das Reinungsrad (14) entlang der Mitnehmerwelle (13) verschiebt. Entsprechend könnte mit einer anderen Form des steuernden Getriebes verfahren werden.
Da das Verhältnis der im direkten Kraftfluß über die stets im gleichen Eingriff bleibenden Zahnräder des Doppelplanetengetriebes übertragenen Kraft zu der für die Steuerung benötigten und durch diese zu bewältigende Kraft konstruktiv beliebig festsetzbar ist, ist dieses stufenlose Getriebe für jeden gewünschten Zweck einsetzbar.
Rechnerisch ergeben sich folgende Verhältnisse: Durch Energiesatz gesicherte Voraussetzung: F7 = Es muß auch gelten: P6+ F3 3 Daraus ergeben sich die Endformeln: a) für die Festlegung von r3 durch das beliebig vorbestimmbare Momentenverhältnis M5:M7 una b) für die Drehzahl der Abtriebswelle U11 = A(U5 . B + C) - D(U5 . E - F), wobei G G A = r7 + r3 B = r2(r4 - r1) + r3(r1 + r2) C = U1 . r1(r2 - r3) D = r3(r3 + r4) E = r1 + r2 F - U1 " r1 ; für die Ausgangsberechnung gleich 1 zu setzen G - r2 . r7(r3 + r4) U5 ausgedrückt durch x U1

Claims

Patentanspruch: Doppelplanetengetriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des inneren Planetenträgers im Verhältnis zur Drehzahl des Sonnenrades mittels eines stufenlos regelbaren Getriebes (Rei bungs- oder Strömungsgetriebe) kontinuierlich veränderlich ist, wodurch ein zwischen einem inneren Außenrad mit Innen- und Außenverzahnung unterschiedlicher Radien und einem äußeren Außenrad befindliches weiteres Planetenrad die Abtriebswelle treibt, deren Drehzahl und Drehsinn durch Drehzahl und Drehsinn des inneren Planetenträgers beeinflußt wird.