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DE3129904A1 - Gearbox with a plurality of transmission stages - Google Patents

Gearbox with a plurality of transmission stages

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DE3129904A1
DE3129904A1 DE19813129904 DE3129904A DE3129904A1 DE 3129904 A1 DE3129904 A1 DE 3129904A1 DE 19813129904 DE19813129904 DE 19813129904 DE 3129904 A DE3129904 A DE 3129904A DE 3129904 A1 DE3129904 A1 DE 3129904A1
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output shaft
gear
shaft
rotation
output
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DE19813129904
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Gerhard Ing.(grad.) 5810 Witten Bauer
Heinz M. Dr.-Ing. 4000 Düsseldorf Hiersig
Claus Ing.(Grad.) 4630 Bochum Weichert
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/003—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion the gear-ratio being changed by inversion of torque direction
    • F16H3/005—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion the gear-ratio being changed by inversion of torque direction for gearings using gears having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
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    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

The invention relates to a gearbox with a preliminary-stage gearset driven by the driving motor and a plurality of transmission stages, the sun wheels of which are arranged coaxially one behind the other, and with two coaxially arranged output shafts, namely a solid shaft and a hollow shaft surrounding the latter. In order to provide a gearbox, one output shaft of which has, relative to a second output shaft surrounding the first shaft, a considerably higher speed after a change in the direction of rotation of the drive than before the change in the direction of rotation, e.g. twice the speed, it is proposed to design the preliminary-stage gearset as a planetary gearset, to arrange a further, coaxial output shaft on the output side of the first-mentioned output shaft, the transmission shaft being arranged in a particular way relative to this further output shaft, and to have different transmission ratios for the individual transmission stages. Details of this configuration emerge from the features of Claim 1. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe mit mehreren, in einem festste-The invention relates to a gearbox with several, in a fixed

henden Gehäuse angeordneten Planetenstufen, deren Zentralräder hinterei;nander toaxial angeordnet sind sowie mit zwei koaxial ingeordneten Abtriebswellen nämlich einer Vollwelle sowie einer.diese letztere umgebenden Hohlweller Getriebe dieser Gattung (DE-OS 29 13 375) werden dann eingesetzt, wenn zwei Wellen eines Aggregates mit unterschiedl-ichen Drehzahlen angetrieben werden sollen.Standing housing arranged planetary stages, whose central gears one behind the other are arranged toaxially as well as with two coaxially integrated output shafts namely a solid shaft and a hollow shaft gearbox surrounding the latter Genus (DE-OS 29 13 375) are used when two shafts of an aggregate are to be driven at different speeds.

In speziellen Fällen werden Aggregate mit einem Getriebe benötigt, welche ein langsames Einfahren und schnelles Ausfahren, z.B. von Lanzen, ermöglicht.In special cases, units with a gearbox are required, which enables slow retraction and rapid extension, e.g. of lances.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Getriebe zu finden, dessen eine Abtriebswelle relativ zu einer zweiten Abtriebswelle, welche die erste Welle umgibt, nach Anderung des Drehsinne des.Antriebs eine wesentlich. erhöhte, z.B. doppelte Drehzahl wie vor der Drehsinnänderung, aufweist.The object of the invention is to find a generic transmission, one output shaft relative to a second output shaft, which is the first Shaft surrounds a substantial amount after changing the direction of rotation of the drive. increased, E.g. twice the speed as before the change in direction of rotation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.According to the invention, this object is achieved by the features of the identification part of claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are in contained in the subclaims.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß bei gleicher Drehzahl der Hohlwelle, die mit einer Mutter verbunden ist, die Drehzahl der entgegengesetzt angetriebenen vollen Abtriebswelle, die mit einer mit der Mutter zusammenwirkenden Spindel verbunden ist, bei änderung des Antriebsdrehsinnes etwa doppelt so groß ist wie vor der änderung des Drehsinnes.The invention achieves that at the same speed of the hollow shaft, which is connected to a nut, the speed of the oppositely driven full output shaft, which is connected to a spindle cooperating with the nut is, when changing the direction of rotation of the drive is about twice as large as before the change the sense of rotation.

Die Erfindung ist in den beigefügten Abbildungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt jeweils in schematischer Darstellung: Fig. 1 das erfindungsgemäße Getriebe mit Antrieb, einer Vorstufe und drei Getriebestufen und Fig. 2 das Getriebe mit Getriebestufen II, III und IV.The invention is illustrated in the accompanying drawings using an exemplary embodiment explained in more detail. It shows in a schematic representation: Fig. 1 the transmission according to the invention with drive, a preliminary stage and three gear stages and FIG. 2 shows the transmission with gear stages II, III and IV.

Das aus einer Vorstufe (I) und drei koaxial hintereinander angeordneten Getriebestufen (11, III und IV) bestehende Getriebe ist in einem feststehenden Gehäuse angeordnet, welches im Fundament verankert ist. Dieses mit 1 bezeichnete-Gehäuse sowie die Getriebestufen I bis IV sind aus Fig. 1 ersichtlich. Die Abbildung 2, die zur besseren Obersicht dient, zeigt den Verlauf der Drehmomentübertragung in den Getriebestufen II, III und IV.The one made up of a preliminary stage (I) and three coaxially arranged one behind the other Gear stages (11, III and IV) existing gear is in a fixed housing arranged, which is anchored in the foundation. This housing, labeled 1 as well as the gear stages I to IV can be seen from FIG. Figure 2, which is used for a better overview shows the torque transmission curve in the gear stages II, III and IV.

Der Antriebsmotor 3 - vergleiche Fig. 1 - hat eine Antriebswelle 2,. die das.The drive motor 3 - see FIG. 1 - has a drive shaft 2. the the.

Planetengetriebe der Stufe I (Planeten-Vorstufe) antreibt. Die Stufe I weist ein auf der Antriebswelle 2 angeordnetes Zentralrad 4 sowie mit diesem Zentralrad kämmende Planetenräder 5, 5' auf. Die Planetenräder 5, 5', die von einem umlaufenden Planetensteg 6 getragen sind, stehen mit einem Hohl rad 7 im Eingriff, welches mit dem feststehenden Gehäuse 1 fest verbunden ist.Stage I planetary gear (planetary pre-stage) drives. The stage I has a central wheel 4 arranged on the drive shaft 2 and with this central wheel meshing planet gears 5, 5 '. The planet gears 5, 5 ', by a rotating Planet web 6 are worn, are with a ring gear 7 in engagement, which with the fixed housing 1 is firmly connected.

Der Planetensteg 6 hat eine Abtriebswelle 8, auf der ein Zentralrad 9 des Sterngetriebes (Getriebestufe II) befestigt ist. Die Zwischenräder 10, 10' bzw. 10" dieser Stufe sind auf einem feststehenden Steg 11 drehbar gelagert. Die Zwischenräder 10, 10' bzw. 10" stehen mit einem Hohl rad 12 im Eingriff, das mit einem rohrförmigen koaxial zum feststehenden Gehäuse 1 angeordneten, umlaufenden-Abtriebsgehäuse (Hohlwelle) 13 fest verbunden ist.The planetary web 6 has an output shaft 8 on which a central wheel 9 of the star gear (gear stage II) is attached. The intermediate gears 10, 10 ' or 10 "of this stage are rotatably mounted on a fixed web 11. The Intermediate gears 10, 10 'and 10 "are in engagement with a ring gear 12 with which a tubular, circumferential output housing arranged coaxially with the stationary housing 1 (Hollow shaft) 13 is firmly connected.

Die einzelnen Elemente der beschriebenen Getriebestufen I und II sind derart angeordnet und aufeinander abgestimmt, daß die Drehzahl des Motors 3 reduziert und das umlaufende Abtriebsgehäuse 13 entgegengesetzt zum Drehsinn des Motors 3 angetrieben wird (siehe schwarze bzw. weiße Pfeile an der Hohlwelle - Fig. 2).The individual elements of the described gear stages I and II are arranged and coordinated in such a way that the speed of the motor 3 is reduced and the rotating output housing 13 opposite to the direction of rotation of the motor 3 is driven (see black and white arrows on the hollow shaft - Fig. 2).

Der Leistungsfluß vom Hohlrad 12 des Sterngetriebes der Getriebestufe II führt Uber das umlaufende Abtriebsgehäuse 13, das in- eine Hohlwelle übergeht, zu dem Hohl rad 14, dessen Zwischenräder 15, 15' bzw. 15" das Zentralrad 16 der feststehenden Getriebestufe III antreiben. Der feststehende Steg 11 ist für die Zwischenräder der Getriebestufe II und der Stufe III gemeinsam.The power flow from the ring gear 12 of the star gear of the gear stage II leads over the rotating output housing 13, which merges into a hollow shaft, to the ring gear 14, the intermediate gears 15, 15 'and 15 "of the central wheel 16 of the drive a fixed gear stage III. The fixed web 11 is for Intermediate gears of gear stage II and stage III together.

Erfindungswesentlich ist, daß das Zentralrad 16 der Stufe III mit der Antriebswelle 18 über einen Sperrmechanismus 17 verbunden ist. Die Wellen 8 sowie 18 sind koaxial hintereinander angeordnet.It is essential to the invention that the central wheel 16 of stage III with the drive shaft 18 is connected via a locking mechanism 17. The waves 8 and 18 are arranged coaxially one behind the other.

Der in Fig. 2 dargestellte Mechanismus 17 bewirkt die Obertragung des Drehmoments nur in einem Sinne, während er in dem entgegengesetzten Sinn ein freies Drehen des Zentralrades 17 ermöglicht, ohne daß die Abtriebswelle 18 mitgenommen wird.The mechanism 17 shown in Fig. 2 effects the transmission of torque only in one sense, while it is one in the opposite sense allows free rotation of the central wheel 17 without the output shaft 18 being entrained will.

Auf der Abtriebswelle 18 ist ferner ein Zentralrad 19 der Getriebestufe IV fest angeordnet, welches mit den auf dem Steg 22 drehbar gelagerten Zwischenrädern 20, 20' bzw. 20" im Eingriff steht. Die Zwischenräder wirken mit einem Hohlrad 21 zusammen, welches im Abtriebsgehäuse 13 befestigt ist.On the output shaft 18 is also a central wheel 19 of the gear stage IV fixedly arranged, which with the idler wheels rotatably mounted on the web 22 20, 20 'or 20 ". The intermediate gears act with a ring gear 21 together, which is fastened in the output housing 13.

Der Steg 22 der Getriebestufe IV kann mit -Hilfe einer Bremse festgestellt werden. In dem in Fig. 1 und 2 gezeichneten Beispiel ist als Feststellvorrichtung eine elektrisch betätigbare Federdruckbremse 23 dargestellt. 'Wlie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird beim EinschaTten des Stromes die Bremse 23 gelüftet, so daß der Steg 22 umlaufen kann. Wird der Strom abgeschaltet, schließt die Bremse, und der Planetensteg 22 steht fest. Die Steuerung der Bremse erfolgt in Abhängigkeit vom Drehsinn des Antriebsmotors.The web 22 of the gear stage IV can be determined with the aid of a brake will. In the example shown in Fig. 1 and 2 is used as a locking device an electrically operated spring-loaded brake 23 is shown. 'Wlie shown in FIG is, when the current is switched on, the brake 23 is released so that the web 22 can circulate. If the current is switched off, the brake closes and the planet carrier 22 is fixed. The brake is controlled depending on the direction of rotation of the Drive motor.

Das Zentralrad 19 der letzten Getriebestufe ist mit einer Abtriebs-Voll-Welle 24 fest verbunden.The central wheel 19 of the last gear stage has a solid output shaft 24 firmly connected.

Die einzelnen Elemente der Getriebestufen III und IV sind derartig aufeinander abgestimmt, daß diese Getriebestufen unterschiedliche brsetzunen aufweisen. Während die Drehzahlen der mit dem umlaufenden Gehäuse 13 (Hohlwelle) verbundenen Hohl räder 14 und 21 gleich sind, wird die Abtriebswelle 18 iiber die Zwischenräder 15 und 20, die Stege 11 bzw. 22 sowie die Zentragräder 16 und 19 mit unterschiedlichen Drehzahlen - je nach dem Drehsinn des Antriebes - angetrieben.The individual elements of gear stages III and IV are of this type coordinated so that these gear stages have different brsetzunen. While the speeds are connected to the rotating housing 13 (hollow shaft) Hollow gears 14 and 21 are the same, the output shaft 18 is via the intermediate gears 15 and 20, the webs 11 and 22 and the centric wheels 16 and 19 with different Speeds - depending on the direction of rotation of the drive - driven.

Wie sich aus der Anordnung des dargestellten Getriebes ergibt, wird die Hohlwelle 13 entgegengesetzt zum Drehsinn des rotors angetrieben, während die Vollwelle 24 den gleichen Drehsinn aufweist wie jeweils der Motor 3 (siehe schwarze bzw. weiße Pfeile an der Hohlwelle 13).As can be seen from the arrangement of the transmission shown, is the hollow shaft 13 driven opposite to the direction of rotation of the rotor, while the Solid shaft 24 has the same direction of rotation as motor 3 (see black or white arrows on the hollow shaft 13).

Bei Verwendung des Getriebes zum Einfahren von Lanzen sind die tjbersetzungen der einzelnen Stufen derart gewählt, daß bei gleicher Drehzahl der Hohlwelle 13 in beiderlei Drehsinn (z.B. h = + 26 U/min) die Drehzahl der entgegengesetzt angetriebenen Abtrieb-Vollwelle 24 etwa doppelt so groß ist (z.B. + 124) wie vor der Änderung des Drehsinnes (z.B. - 74 U/min). An dem Stumpf der vollen Abtriebswelle 24 wurde in diesem Falle eine nicht dargestellte Spindel angeschlossen, während die entsprechende Mutter mit der Hohlwelle 13 verbunden ist.When using the gearbox to retract lances, the gear ratios are of the individual stages selected in such a way that at the same speed of rotation of the hollow shaft 13 in both directions of rotation (e.g. h = + 26 rpm) the speed of the oppositely driven Output solid shaft 24 is about twice as large (e.g. + 124) as before the change the direction of rotation (e.g. - 74 rpm). At the stump of the full output shaft 24 was in this case a spindle, not shown, connected, while the corresponding Nut is connected to the hollow shaft 13.

Eine an der Spindel angeschlossene Lanze kann auf diese Weise langsam eingefahren, jedoch mit doppelter Geschwindigkeit ausgefahren werden.A lance connected to the spindle can be slow in this way retracted but extended at twice the speed.

Claims (6)

Schaltgetriebe mit mehreren Getriebestufen Patentansprüche :ei.. Schaltgetriebe mit einem vom Antriebsmotor angetriebenen Vorstufengetriebe sowie mehreren Getriebestufen, deren Zentralräder hintereinander koaxial angeordnet sind, sowie mit zwei koaxial angeordneten Abtrieb. swellen, nämlich einer Vollwelle sowie einer diese-letztere umgebenden Hohlwelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorstufengetriebe (I) ein Planetengetriebe ist, dessen Zentralrad (4) mit der Abtriebswelle (2) des Antriebsmotors (3) verbunden ist und dessen von einem umlaufenden Planetensteg (6) getragene Planetenräder (5, 5', 5") mit einem mit dem feststehenden Getriebeeehäuse (1) fest verbundenen Hohirad (7) im Eingriff stehen, daß eine mit dem umlaufenden Planetensteg (6) fest verbundene Abtriebswelle (8) über ein Zentralrad (9) sowie über auf einem feststehenden Steg (11) angeordnete Zwischenräder (10, 10', 10") einer Getriebestufe und über ein Hohlrad (12) eine mit diesem letzteren fest verbundene Hohlwelle (13) antreibt, daß - vom Motor (3) aus gesehen - hinter der Abtriebswelle (8) eine weitere Abtriebswelle (18) koaxial angeordnet ist, an der ein Zentralrad (16) einer weiteren Getriebestufe über einen die t)bertragung des Drehmomentes nur in einem Drehsinn bewirkenden Sperrmechanismus (17) angeschlossen ist, welches mit auf dem feststehenden Stey (11) angeordneten Zwischenrädern (15, 15', 15") kämmt, die mit einem mit der Hohlwelle (13) fest verbundenen Hohl rad (14) im Zahneingriff stehen und daß die Abtriebswelle (18) abtriebsseitig ein weiteres Zentralrad (19) einer ;weiteren Getriebestufe trägt, welches mit auf einem weiteren Planetensteg (22) angeordneten Zwischenrädern (20, 2n, 20") kämr.t, die mit einem weiteren, mit der Hohlwelle (13) fest verbundenen Hohl rad (21) im Zahneingriff stehen, wobei dieser Steg (22) mit Hilfe einer Bremse (23) beim Drehen der Abtriebswelle (18) in dem Drehsinn, in welchem der Sperrmechanismus (17) nicht wirksam ist, feststellbar ist, nährend beim Drehen der Abtriebswelle (18) im entgegengesetzten Sinn, wobei der Sperrmechanismus (17) wirksam ist, durch Lüftung der Bremse (23) der Steg (22) frei drehbar ist und daß die Obersetzungen der einzelnen Getriebestufen (9; 10, 10', 10"; 11; 16, 15, 15', 15"; 14; 19, 20, 20', 20"; 21) untereinander unterschiedlich sind.Manual transmission with several gear stages Claims: ei .. manual transmission with a pre-stage gearbox driven by the drive motor and several gear stages, whose central gears are arranged coaxially one behind the other, as well as with two coaxially arranged output. waves, namely a full wave and one of these-latter surrounding hollow shaft, characterized in that the preliminary stage transmission (I) is a Planetary gear is whose central wheel (4) with the output shaft (2) of the drive motor (3) is connected and its planetary gears carried by a rotating planetary web (6) (5, 5 ', 5 ") with a fixedly connected to the fixed gear housing (1) Hohirad (7) are in engagement, that one with the revolving planetary web (6) firmly connected output shaft (8) via a central gear (9) as well as via on one stationary web (11) arranged intermediate gears (10, 10 ', 10 ") of a gear stage and a hollow shaft (13) firmly connected to the latter via a ring gear (12) drives that - seen from the motor (3) - behind the output shaft (8) another The output shaft (18) is arranged coaxially, on which a central wheel (16) of a further Gear stage via a t) transmission of the torque only in one direction of rotation causing locking mechanism (17) is connected, which with on the fixed Stey (11) arranged intermediate wheels (15, 15 ', 15 ") meshes with one with the Hollow shaft (13) firmly connected hollow wheel (14) are in meshing engagement and that the Output shaft (18) on the output side a further central wheel (19) of a further gear stage carries, which is arranged with intermediate gears on a further planetary web (22) (20, 2n, 20 ") kämr.t, which are firmly connected to another with the hollow shaft (13) Hollow wheel (21) are in meshing engagement, this web (22) with the aid of a brake (23) when rotating the output shaft (18) in the direction of rotation in which the locking mechanism (17) is not effective, can be determined while rotating the output shaft (18) in the opposite sense, whereby the locking mechanism (17) is effective Release of the brake (23), the web (22) is freely rotatable and that the gear ratios of the individual gear stages (9; 10, 10 ', 10 "; 11; 16, 15, 15', 15"; 14; 19, 20, 20 ', 20 "; 21) are different from one another. 2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (13) von einem umlaufenden Abtriebsgehäuse gebildet ist.2. Gearbox according to claim 1, characterized in that the Hollow shaft (13) is formed by a rotating output housing. 3. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (23) eine elektrisch betätigte Federdruck-Trommel- oder Lamellenbremse ist.3. Gearbox according to claim 1, characterized in that the The brake (23) is an electrically operated spring-pressure drum or multi-disc brake. 4. Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (23) in Abhängigkeit von dem Drehsinn des Antriebsmotors (3) steuerbar ist.4. Gearbox according to claim 3, characterized in that the The brake (23) can be controlled as a function of the direction of rotation of the drive motor (3). 5. Schaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Hohlwelle (13) in beiderlei Drehsinn gleich ist.5. Gearbox according to claims 1 to 4, characterized in that that the speed of the hollow shaft (13) is the same in both directions of rotation. 6. Schaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der vollen Abtriebswelle (24) in einem Drehsinn annähernd doppelt so groß ist wie in dem entgegengesetzten Drehsinn.6. Gearbox according to claims 1 to 5, characterized in that that the speed of the full output shaft (24) in one direction of rotation approximately twice is as big as in the opposite direction of rotation.
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