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Zweigeschwindigkeits-Planetenwechselgetriebe Die Erfindung bezieht
sich auf Geschwindigkeitsgetriebe oder Epizykloidal - Untersetzungsgetri.ebe, bei
.denen das äußere Planetenrad mit der Kurbelwelle fest verbunden ist und die Satellitenräder
auf einer Scheibe angeordnet sind, die ihrerseits mit der getriebenen Welle fest
verbunden ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Zweigeschwindigkeitsgetriebe
für durch Gebläse bzw. Kompressoren gespeiste Flugzeugmotoren wesentlich konstanter
Leistung. Wie bekannt, ändert sich die durch die Schraube verzehrte Kraft mit der
Höhenlage des Flugzeugs, und jeder Höhe entspricht zur Erzielung der Höchstleistung
eine bestimmte Umlaufzahl der Schraube. Zu diesem Zwecke wird von einer bestimmten
Höhe ab das Geschnvindigkeitsverhältnis zwischen Schraube und Motor geändert.
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Es sind bereits Zweigeschwindigkeitsgetriebe dieser Art bekannt, die
zwei innere, lose auf der Schraubenwelle angeordnete Planetenräder aufweisen, die
in Zahnungen verschiedener Durchmesser der gleichen Satellitenräder eingreifen,
wobei das eine oder andere dieser beiden Planetenräder gegenüber dein Getriebekasten
feststellbar ist, und zwar mit Hilfe eines beweglichen Zwischengliedes, das die
R.eibkupplungsorgane antreibt.
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Es ist bei Untersetzungsgetrieben mit einer Geschwindigkeit ebenfalls
bekannt, das innere Planetenrad durch Riffelungen mit dem Gehäuse zu verbinden.
Gemäß der Erfindung arbeitet .das mittlere Zahnrad mit einem Zwischenglied zusammen,
das dazu dient, das Zahnrad entweder mit dein Gehäuse oder dem äußeren Planetenrad
fest zu verbinden.
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In dem Falle, in d'em das Zwischenglied mit dem Gehäuse in Eingriff
tritt, vermindert sich die Ganggeschwindigkeit, während, wenn es in den umlaufenden
Zahnkranz greift, der unmittelbare Eingriff stattfindet. Im letzteren Falle erhält
man eine übertragung .des Drehmoments mit maximalem Wirkungsgrad, da,die Gesamtheit
des Untersetzungsgetriebes als Ganzes mit der antreibenden und getriebenen Welle
umdreht.
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Diese Schaltung kann durch den Führer erfolgen, beispielsweise mit
Hilfe von Drucköl, welches durch dieMotorpumpe oder irgendein anderes Mittel geliefert
wird, wobei der Geschwindigkeitswechsel bei verlangsamter Gangart des Motors stattfinden
muß', um den glatten Zahneingriff zu ermöglichen.
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Die Zeichnung zeigt zwei verschiedene Stellungen des verschiebbaren
Zwischenkranzes.
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Im oberen Teil der Abb. r ist die Stellung der einzelnen Teile bei
herabgesetzter Ganggeschwindigkeit dargestellt, im unteren Teil die Stellung der
in direktem Eingriff stehenden Teile.
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Abb. 2 zeigt den besonderen Bau der Verzahnung. a ist die treibende
Welle, 2 der umlaufende Zahnkranz, welcher mit. dem inneren
Zahnkranz
3 der ersten Kupplung auf- das Ende der Treibwelle aufgesetzt ist. Die Welle q.
ist die getriebene Welle, und die hohlen Achsen 41 der Planetenräder 42 liegen zwischen
der Scheibe 5 und dem- Ringe 6 der Welle 4.
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Die Planetenräder greifen einerseits in den umlaufenden Zahnkranz
2 und kämmen andererseits mit dein Zahnrad 7 der Schraub:enträgcrwelle. Letzteres
legt sich auf Rollen, die durch Stege voneinander getrennt sind.
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Die Nabe 8 dies Zahnrades 7 trägt Riffelungen 9, die mit dem verschiebbaren
Zwischenkranz io in Eingriff treten. Letzterer besitzt eine Nabe i i, deren Innenfläche
geriffelt ist, zum Eingriff mit dem feststehenden Zahnrad und deren Außenfläche
das Kugellager 12, mit tiefer Ringnut trägt. Der verschiebbare Kranz io bildet in
seiner Mitte eine abgeschliffene Druckfläche 13 und an seinem Rand einen
Kupplungskonus 1q. mit Reibbelag der zweiten Kupplung. In seiner Peripherie trägt
er eine Verzahnung 15, womit er in den feststehenden Zahnkranz 16 des Gehäuses eingreift.
Der Zwischenkranz io ist parallel zur Achse des Motors verschiebbar. Diese Gleitbewegung
der Nabe ii des Zahnkranzes io auf der Nabe 8 .des festen Zahnkranzes 7 wird durch
in die Riffelungen der Naben eingesetzte Kugeln i7 begünstigt und wird veranlaßt
durch Kal.hen 2i, z. B. deren sechs, welche rings um die getriebene Welle angebracht
sind und in Zylindern 22 .des Gehäuses -:gleiten. In die Zylinder wird durch einen
Rohrstutzen 24, welcher in einen Kanal g3 mündet, Drucköl eingeführt, welches
von einer vom Motor getriebenen Pumpe geliefert wird. Die Bewegung der Kolben wird
auf eine Stoßplatte 18 durch Stangen 2o übertragen, welche an dieser Platte durch
Muttern befestigt sind und durch das Kug eldrucklager 12, welches auf ider Ringscheibe
18 aufsitzt, und durch eine Gegenscheibe,ig festgehalten wird.
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Federn 25 legen sich auf eine am Gehäuse befestigte Ringscheibe 40
und werden bei der Bewegung der Kolben nach rechts (unter--er Teil der Abb: i) zusammengedrückt.
Wenn der Druck des Oles in dien Kammern 22 sinkt, gehen die Kolben selbsttätig -nach
links und in ihre frühere Stellung zurück (obere Teil der Abb. i).
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Die Achsen 41 der Planetenräder sind starr an der Seheibe 5 .befestigt
und bilden die Rollbahn für die Walzen, auf welche die Zahnräder aufgesetzt sind.
Im Innern dieser Hohlachsen liegen kleine Kolben 26 mit Endkugeln 27. Die Kolben
26 bewegen sich in den Hohlachsen und drüpk .,en elastische Teller zusammen, worauf
die Bolzen 28 zurückdrücken, welche direkt den Kupplungskegel 29 mit Reibbelag
30 verstellen. Der Kupplungskonus steht unter dem Einfluß von Federn 31.
Diese :' Kupplung ist für den direkten Eingriff bestimmt.
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Der äußere Kupplungskranz 32, der sich auf den Reibbelag dies Kegels
des Zwischenkranes io auflegt, erhält eine Schubbewegung parallel zur Achse des
Motors. Er wird in dem Gehäuse durch: zylindrische Hohlzapfen 33 festgehalten, die
in genügender Anzahl in einem zu den Achsen 2i der Kolben konzentrisch liegenden
Kreis- angeordnet sind, und die unter dem Einfluß von Zugfedern 34 stehen, welche
in den Hohlzapfen liegen und sich gegen das Gehäuse stützen. In jedem Hohlzapfen
ist ,ein Schlitz 35 angebracht, in welchen Stifte 36 des Gehäuses eintreten und
die Kupplungsbewegung begrenzen. Diese Kupplung dient zur herabgesetzten Geschwindigkeit.
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Die getriebene Schraubenträgerwelle 4 ist in die Kurbelwelle eingesetzt
und wird in derselben zentriert mit Hilfe eines .Ansatzstückes 37 und eines hinteren
Rollenlagers 38, während ein vorderes Rollenlager 39 als Anschlag dient.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgernde: Bei herabgesetzter
Geschwindigkeit (obere Teil der Abb. i) untersteht die Leitung 23 -dem öldrucke
nicht;- das 01 gelangt nicht auf die Kolben 2,1. Der verschiebbare Zwischenkranz
io wird durch die Kupplung 32 sowie durch die Zähne 15 festgehalten, die
mit dem feststehenden Zahnkranz 16 des Gehäuses in Eingriff stehen. Der Zwischenkranz
io hält seinerseits das - Zahnrad 7 -mit Hilfe der Riffelungen 9 des Zahnrades und
.der Verzahnung des Kranzes fest.
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Die Kupplung 2-29-,3o ist ausgerückt. Das Ganze arbeitet nach Art
des bekannten Planetenwechselg etriebes.
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Die Geschwindigkeit der Schraube hängt in diesem Augenblicke von dem
übertragungsverhältnis des Wechselgetriebes ab.
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Um in die zweite Stellung, d. h. in die , Stellung mit ,direktem Eingriff
(unterer Teil der Abb. i) überzutreten, müssen die Zähne 15 mit den
Zähnen des umlaufenden Kranzes 2 in Eingriff kommen.
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Zu diesem Zwecke wird das Drucköl durch den Stutzen 24 und die Leitung
23 zugeführt. Die Kolben gehen nach rechts, und die Federn 25, die sich auf die
Scheibe 4o auflegen, werden zusammengedrückt. Die Stangen 2o legen eich auf die
Scheibe 18, die unter Vermittlung des Kugellagers 12 den Zwischenkranz io nach rechts
verschiebt.
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Die Federn 34 zwingen die Kupplung 32 der Bewegung des Kranzes io
zu folgen, was notwendig ist, weil somit, wenn die Zähne 15 nicht mehr mit dem Gehäuse
in Eingriff stehen, der Kranz und die Schraube lose würden.
In dem
Augenblicke, wo die Zähne 15 aus d_em Zahnkranz 16 herausgetreten sind, ist die
Mitnahme mit direktem Eingriff noch nicht gesichert, trotzdem wird der Zahnkranz
durch die Kupplung 1.I-32 an der Umdrehung verhindert.
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Da der Öldruck die Kolben 2i weiter zurückdrängt, legt sich der glatte
Teil 13 auf die Kugeln 27 und -drückt die Kolben 26 zurück.
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Die elastischen Teller im Innern dieser Kolben sind schwächer als
die Federn 31, so daß die Stifte 28 nach rechts gedrückt werden, und nach Zurücklegung
eines genügenden Weges die Kupplung 29-3o einrücken, wodurch die Scheibe 29 mit
dem beweglichen Kranz 2 in Aufgriff kommt.
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In diesem Augenblick wird die Kupplung ,y2 ausgerückt, da die Zapfen
33 nur einen begrenzten Weg zurücklegen können, jedoch beginnt die Schraubenträgerwelle
d. elastisch durch die Kupplung 29-3o mitgenommen zu werden.
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Ist die Kupplung 29-3o eingerückt, so kann der Teil 29 nicht mehr
vorrücken, die elastischenTeller im Innern der Hohlzapfen2: werden ihrerseits zusammengedrückt
und gestatten den gegenseitigen Eingriff der Verzahnung 15 und des Zahnkranzes 2.
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In diesem Augenblick sind die Schuborgane, Zapfen 33 und Kolben 31,
an das Ende ihrer Bewegung angelangt; die Kupplung 3a ist ausgerückt und wird in
dieser Stellung durch die Zapfen 36 festgehalten. Der verschiebbare Kranz 1o ist
mit dem Kranz 2 der Kurbelwelle fest verbunden und bringt das Zahnrad 7 in direktem
Eingriff, und die Planetenräder werden zwischen dem Kranz und dem Zahnrad festgestellt.
Zum Geschwindigkeitswechsel muß der Motor langsam laufen.
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Da sämtliche Bewegungen durch den Druck des Öles auf die Kolben 21
zustande kommen, kann man die Schaltvorrichtung für den verlangsamten Gang und die
Vorrichtung zur Übertragung des Öldruckes der Leitung 23 durch eine beliebige passende
Vorrichtung gegenseitig verbinden.
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Wenn die Zähne 15 mit dem Kranz 2 kämmen, kann der Motor wieder mit
voller Belastung laufen.
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Wie aus Abb.2 ersichtlich ist, sind die Zähne 15 und die des Kranzes
:2 so gestaltet, daß zunächst nur einige Zähne in Eingriff kommen. Zu diesem Zwecke
ist der Abstand bei 5o kleiner als der bei 51, und die drei Zähne 54 greifen früher
in die Zähne 53 als die übrigen.
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Der direkte Eingriff kann nur stattfinden, wenn der Druck des Öles
auf die Kolben 21 konstant bleibt. Vermindert sich der Druck zufällig oder mit Absicht,
so greifen die Kolben 2i, welche selbsttätig durch die Federn 25 zurückgezogen wurden,
auf die Schaltvorrichtung 18-z2 des Kranzes io, der aus der Verzahnung des Kranzes
2 heraustritt. Die Kupplung 2-29-3o wird selbsttätig ausgerückt, und der Zwischenkranz
1o kann während eines sehr kurzen Momentes sich lose umdrehen. Sein Beharrungsvermögen
ist bei direktem Eingrit ein sehr großes, da seine Geschwindigkeit gleich der Anzahl
der Umdrehungen des Motors ist.
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Bevor der Zahnkranz io in den festen Zahnkranz 16 des Gehäuses eingreift,
muß somit die Bewegung des Zahnkranzes io gebremst werden. In diesem Augenblick
befindet sich der Kegel 32, ;der durch die Federn 34 zurückgedrückt ist, in der
äußersten Rechtsstelliung, der Kranz io trifft auf den Kegel 32, bevor die Zähne
15 in die Verzahnung 16 eintreten. Der Kegel 32 kann somit den Kranz io bremsen,
wodurch der gegenseitige Eingriff der "Zahnräder durch passende Regelung der Spannung
der Federn 3¢ in bezu,g auf die Federn 25 stoßfrei stattfindet. Die Gesamtvorrichtung
ist dann in der Stellung für den verlangsamten Gang zurückgekehrt.
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In dein dargestellten Ausführungsbeispiel wird Drucköl benutzt, welches
durch den Motor geliefert wird. Der Druck kann aber auch z. B. durch die Auspuffgase
oder sogar durch beliebige mechanische Mittel geliefert werden.