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Umlaufrädergetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Gegenstand der
Erfindung ist ein insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignetes Umlaufrädergetriebe,
welches bei äußerst gedrängter Anordnung drei verschiedene Geschwindigkeitsstufen
ermöglicht. Die Besonderheit dieses Getriebes liegt darin, daß -die beiden Zentralräder
durch Getriebe von verschiedenem Übersetzungsverhältnis mit der getriebenen Welle
in Verbindung stehen und ebenso wie der Planetenradträger abwechselnd mit der treibenden
Welle gekuppelt werden können.
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Auf der Zeichnung ist ein mit Kettengetriebe versehenes, insbesondere
für Motorräder geeignetes Ausführungsbeispiel eines solchen Umlaufrädergetriebes
dargestellt, und zwar zeigen Abb. i die eine Seitenansicht des Getriebes und Abb.
2 einen durch die treibende und die getriebene Welle genommenen Längsschnitt nach
der Linie II-II der Abb. i.
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Abb.3 ist eine geometrische Darstellung, die der Nachrechnung der
sich ergebenden Übersetzungen zugrunde gelegt wird.
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Ein Gehäuse i enthält zwei gleichachsige Wellen 2 und 3, von denen
2 die Motorwelle eines Motorrades ist und 3 die treibenden Räder des Triebwerkes
trägt. Die Welle 2 könnte auch als Tretkurbelwelle eines Fahrrades ausgestaltet
sein, müßte dann aber durch die hohl auszuführende Welle 3 hindurchgeführt werden.
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Auf der Welle 3 ist das innere Sonnenrad 4 festgekeilt, und auf dessen
Nabe ist eine Mitnehmerscheibe 5 lose drehbar. Diese trägt rings verteilt eine Anzahl
(im gezeichneten Beispiel drei) Zapfen 7, auf denen mit dem Sonnenrad q. kämmende
Planetenräder 6 lose drehbar sind. Die Planetenräder 6 umschließt, mit ihnen kämmend,
ein mit Innenverzahnung versehenes äußeres Sonnenrad 8, welches gleichachsig zur
Welle 3 und zur Scheibe 5 gelagert und mit Bezug auf beide lose drehbar ist. Auf
seinem äußeren Umfang ist das Sonnenrad 8 als Kettenrad ausgebildet und nimmt eine
Gelenkkette g auf, welche die Bewegung auf ein Kettenrad i i überträgt, das sich
auf der anzutreibenden Welle io befindet. Die Welle io trägt ein zweites Kettenrad
12, das durch eine Gelenkkette 13 mit einem auf der Welle 3 festgekeilten Kettenrad
14 verbunden ist. Die Kettenräder ii und i: sind je nach dem Verwendungszweck des
Getriebes entweder auf der Welle io starr befestigt oder mit ihr durch je eine Reibungs-
oder Klauenkupplung lösbar verbunden.
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Die Umschaltvorrichtung befindet sich auf der treibenden Welle 2;
sie besteht aus einem Mitnehmer 15, der in einem radialen Schlitz 17 einer auf der
Wellet befestigten Antriebsscheibe 16 verschiebbar ist. Die Verschiebung geschieht
mittels einer radial angeordneten, an Längsverschiebung gehinderten Schraube 18,
die den als Mutter ausgebildeten Mitnehmer 15 durchsetzt und durch ein Kegelrädervorgelege
ig, 23 eingestellt wird.
Das Kegelrad 25 verschiebt sich mit seiner
zylindrisch ausgenommenen langen Nabe über einer Hülse 21, die auf ihrer Außenfläche
eine schraubenförmige Rille 2o aufweist und auf der Wellet längsverschiebbar, jedoch
auf Mitdrehung gekuppelt, angeordnet ist. Die Verschiebung wird mittels eines Einstellhebels
22 nebst Mitnehmerring 22o herbeigeführt. Ein in der Nabe des Kegelrades 23 festsitzender
Stift 24 greift in die Schraubenrille 2o der Hülse 21, wodurch die Längsverschiebung
der Hülse 21 in Drehung des Kegelrades 23 gegenüber der Hülse 21 und der Welle 2
umgesetzt wird. Bei der Drehung des Kegelrades 23 wird die Schraube 18 mitgedreht
und somit der Mitnehmer 15 längs des Schlitzes 17 verschoben, und zwar unabhängig
von der der Scheibe 16 durch die Welle 2 erteilten Drehung.
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Die auswählbar zu kuppelnden Glieder des Getriebes, nämlich das Sonnenrad
8, die mitzunehmende Scheibe 5 und eine auf der Welle 3 befindliche Endscheibe 25
sind mit j e einem dem Mitnehmer 15 zugeordneten Gegen= anschlag 28, 27 bzw.
26 versehen. Dabei ist die Scheibe 25 mit dem Sonnenrad 4 starg verbunden, so daß
die Scheibe 25, das Sonnenrad 4, die Welle 3 und das Kettenrad 14 zusammen ein starres
Gebilde -darstellen. Die Gegenanschläge--6,27,28 ragen bis in die Bahn des Mitnehmers
15, so daß sie, je für sich; bei den entsprechenden Stellungen desselben in -die
Drehbewegung der Welle 2 mit eingerückt werden.
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Zur Klarstellung der Wirkungen der beschriebenen Vorrichtung und zur
Feststellung der verschiedenen erreichbaren übersetzungsstufen dient Abb.3. Hier
sind die in der Zeiteinheit einander entsprechenden Drehwinkel v und
a der treibenden Welle :2 und der getriebenen Welle io und die Halbmesser
der verschiedenen Räder angegeben, D_as innere Sonnenrad 4 hat im Teilkreis den
Halbmesser r, jedes Planetenrad den Halbmesser r, und dementsprechend das äußere
Sonnenrad 8 den Halbmesser r + 2r1, ferner das Kettenrad i i den Halbmesser r2 und
das Kettenrad 12 den Halbmesser r3. Um die Darlegung zu vereinfachen, werde angenommen,
daß die Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung und der Kettenverzahnung des äußeren
Sonnenrades 8 zusammenfallen, ebenso die Teilkreismesser des -inneren Sonnenrades
4 und des Kettenrades 14.
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Es ergeben sich folgende Fälle: i. Durch den Stellhebel 22 werde die
Hülse 21 so weit axial verschoben und somit eine Drehung des Zahnrades 23 gegen
die Hülse 21, also auch eine Drehung des Zahnrades i9 und der-Schraube 18 in dem
Betrage herbeigeführt, daß der Mitnehmer 15 in den Bereich des Gegenanschlages 26
und in Eingriff mit diesem gelangt. Daher nehmen das Sonnenrad 4 und das Kettenrad
14 die Winkeigeschwindigkeit der Treibwelle 2 an, und die Kraftübertragung erfolgt
durch die Kette 13 und das Kettenrad i2 auf die getriebene Welle 1o. In der Zeiteinheit
ergibt sich dabei der Drehwinkel
'I Sitzen nun die beiden Kettenräder i i und fest auf der Welle 1o, so wird die
durch die auf das äußere Sonnenrad 8 übertragen. Dies hat aber nur die Folge, das
die Tragscheibe 5 durch die Planetenräder 6 gegenüber dem inneren Sonnenrad 4 eine
Leerlaufbewegung erhält, welche die Kraftübertragung vom Sonnenrad 4 auf die anzutreibende
Welle 1o nicht beeinflußt wird.
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2. Wird der in entgegengesetzter Richtung wie im ersten Fall umgelegt,
bis der Mitnehmer in Eingriff mit dem Gegenanschlag 28 gelangt, so erfolgt die Kraftübertragung
durch das äußere Sonnenrad, die Kette 9 und das Kettenrad i i auf die Welle io,
Es ergibt sich in der Zeiteinheit der Drehwin e1 -12 Leerlauf e K 15 13
Hierbei ist es gleichgültige ob das Kettenrad ebenfalls auf der Welle io festsitzt
oder nicht, weil bei Mitnahme des Kettenrades i2 die Tragscheibe 5 lediglich eine
gewisse drehgeschwindigkeit annehmenwürde, ohne die raft.ib:ertragung zu b einträchtigen.
3, Bei einer mittleren Lage des Stellhebels 22 erfaßt der Mitnehmer den Gegenanschlag
27, wodurch die Winkelgeschwindigkeit der Treibwelle 2 zunächst auf die Tragscheibe
5 übertragen wird. Sitzen nun die beiden Kettenräder 11 und 12 auf der Welle io
fest, so geschieht die Kraftübertragung durch die beiden Ketten g und zusammen,
und es verteilt sich die Kraft j e nach den im Getriebe vorkommenden Verhältnissen
der Teilkreisdurchmesser. Die daraus entstehende Drehgeschwindigkeit der Welle 1o
läßt sich ohne Schwierigkeit berechnen; in diesem Fall ergibt sich der Drehw=inkel
Es ist also möglich, mit Anwendung von nur zwei Übertragungs- (Kettengetrieben)
drei Geschwindigkeitsstufen zu erzielen. Für den praktischen- Betrieb kann die größte
Ge- lao schwindigkeit gleich etwa dem sechs- bis zehnfachen der kleinsten gewählt
werden.
Beispielsweise ergeben die Beziehungen o «1 -- ; ::@ -_= G; entsprechend etwa
und r$ - 0,7 r2 gute Werte.
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Alle Zahn- und Kettenräder können durch Reibräder ersetzt, ferner
die Kettenräder nebst ihren Ketten gegen ineinandergreifende Zahnräder ausgetauscht
und als Seilscheiben mit Seilen oder als sonstige übertragungsorgane ausgebildet
sein.
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Auch ist es nicht notwendig, daß das innere und das äußere Sonnenrad
q. und 8 verschiedene Durchmesser haben; vielmehr kann die Vorrichtung wie das gebräuchliche
Ausgleichgetriebe eines Kraftwagens aufgebaut sein, vorausgesetzt, daß die übertragungsverhältnisse
der von den beiden Sonnenrädern angetriebenen Vorgelege verschieden sind. Obgleich
in diesem Falle die beiden Sonnenräder nicht wie bei einem Ausgleichgetriebe völlig
gleichwertig sind, ist dennoch die Wirkungsweise eines Planetengetriebes vorhanden
und daher die Benutzung dieser Bezeichnung zulässig. Auch die Tragscheibe 5 kann
als Kettenrad, 25 Zahnrad oder Seilscheibe ausgebildet und mit einem auf der Welle
io angebrachten Rad verbunden sein, das als Ersatz für das eine E von den beiden
Übertragungsorganen 9 und 13 dient. 30 Schließlich kann die Welle io treibend
und die Wellen 2, 3 können getrieben sein.
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Die lösbaren Kupplungen der Kettenräder i i und i?, können insbesondere
bei Anwendung der Erfindung auf Fahrrädern durch 35 Freilaufgetriebe ersetzt werden.