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Kupplmgsvorriehtung mit Schraubenbandkupplung, insbesondere fiir Sehiffswendegetriebe.
Bei Verwendung namentlich grösserer Kupplungsvorriehtungen mit Schraubenband-Reibungskupplungen, insbesondere in Schiffswendegetrieben, hat sich ergeben, dass die Mitnahme des anzutreibenden Teiles nicht sanft genug, vielmehr plötzlich erfolgt, was in der spillartigen Wirkungsweise der Sehraubenbandkupplung begründet ist, die kein längeres Schleifen ermöglicht. Es ist vielfach versucht worden, den Übelstand dadurch zu beseitigen, dass man den bekannten, zum Anziehen des Schraubenbandendes dienenden Einrückhebel durch eine Reibscheibe ersetzte, die zusammen mit ihrer Einrückseheibe eine sogenannte Hilfskupplung bildete.
Dieses Hilfsmittel hat jedoch nicht den gewünschten Erfolg gehabt, so dass man in sehr vielen Fällen bei empfindlicheren Antrieben von der weiteren Verwendung auch solcher Schraubenbandkupplungen mit Hilfskupplung absehen musste. Diesen Versuchen musste auch der Erfolg versagt bleiben, weil die Bremsscheibe auf das empfindliche Schraubenband gar nicht anders einwirken konnte als der frühere Einrückhebel. Das Schraubenband wirkt wie das Tau bei einem Schiffsspill. Es wickelt sich schon bei geringem Zug am freien Ende schnell auf seiner Muffe auf, worauf es dann den anzutreibenden Teil geradezu mitreisst.
Dabei ist es unerheblich, ob dieser Zug am freien Ende des Schraubenbandes durch einen Einrückhebel, durch eine Bremsscheibe oder ein anderes ziehendes, bremsendes oder ähnlich wirkendes Glied ausgeübt wird.
Weiter besitzt die spillartig wirkende Schraubenbandkupplung andern, direkt wirkenden Reibung-
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hiebei das mit sehr grossem Flächendruck an der Hartgussmuffe anliegende Stahlband, auch bei bester Schmierung, sich hoch erwärmt und sieh infolgedessen verzieht und festfrist, so dass die Kupplung nicht mehr ausgerückt werden kann.
Nahezu alle bei Schraubenbandkupplungen auftretenden Störungen sind entweder auf das oben genannte, oft schlagartige Mitnehmen der Schraubenbandkupplung zurückzuführen (wobei Brüche selbst starker Maschinenteile vorkommen) oder sie sind die natürliche Folge eines längeren Schlüpfen der Kupplung infolge ungenügenden Einrüekdruekes, wie er stets entsteht, wenn bei mechanischen bzw. durch Rasten od. dgl. begrenzten Einrüekvorrichtungen, nach einiger Abnutzung der Reibungsflächen, nicht rechtzeitig nachreguliert worden ist und ferner leicht dann, wenn die Kupplung unter geringer Belastung eingeschaltet wurde und wenn dann das Drehmoment nach einiger Zeit bis zur vollen Belastung steigt, wie das z. B. im Sehiffsbetrieb der Fall ist.
Anderseits aber verlangt gerade der Schiffsbetrieb die Möglichkeit, zeitweise mit schleifende Kupplung zu fahren, z. B. beim Manöverieren bzw. Verholen auf engem Raume, in flachen Gewässern zur Vermeidung von Schraubenbrueh und besonders bei Verwendung des Getriebes in Schleppern und Fisehereifahrzeugen, die sich ganz langsam "ins Geschirr legen", d. h. langsam anziehen müssen. Eine brauchbare Einrichtung, insbesondere für Sehiffswendegetriebe, die ein Rutschen der Schraubenbandkupplung in eingerücktem Zustande sicher verhütet, ist noch nicht bekanntgeworden. Ebenso erwünscht wie diese ist eine damit im Zusammenhang stehende Schleifringentlastung, wie sie bei allen in Betracht kommenden Reibungskupplungen anderer Art eine Selbstverständlichkeit ist.
Durch die Erfindung sind die genannten Mängel der Schraubenbandkupplungen behoben. Der an sich unvermeidliche Einrückstoss wird ganz erheblich gemildert und durch Anordnung einer als Schleifkupplung ausgebildeten Nebenkupplung praktisch beseitigt, die für sieh die Beschleunigung der ruhenden,
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die Sehraubenbandkupplung eingeschaltet wird, deren Betätigung den für das verlangte Drehmoment erforderlichen, langsam anwachsenden Einruckdruck auf das Schraubenband selbst herstellt. Bei etwaigem Rutschen der Sehraubenbandkupplung während des Betriebes greift diese Vorrichtung sofort automatisch nach. Der Schleifring mit dem Handhebel ist entlastet.
In der Ausbildung der Kupplungsvorrichtung als Wendegetriebe sind ferner die Getriebezahnräder auf mit Dauersehmierung versehenen Rollen (oder Kugeln) gelagert, wodurch ein Ölbad bzw. eine umständliche, leicht versagende Druckschmierung für diese sonst so überaus schwierigen Lagerstellen entbehrlich wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, nämlich in Anwendung auf ein Sehiffswendegetriebe, das in der Zeichnung zur Hälfte in Ansicht und zur Hälfte im axialen Längsschnitt dargestellt ist, u. zw. in der für die Erfindung kennzeichnenden beginnenden Einrückstellung bei eingeschalteter Schleifkupplung und noch loser Sehraubenbandkupplung.
A ist die antreibende, mit dem Motor ständig verbundene Welle, G die anzutreibende, d. h. beim Schiffsantrieb mit der Schraube gekuppelte Welle. Mit Rücksicht auf die Lage des Motors und der Schraube im Schiff soll von der Richtung nach der rechten Seite als #vorn" und von der Richtung nach der linken Seite als "hinten" gesprochen werden.
Zur Steuerung der Kupplung dient der Handhebel H, bei dessen mit "Stop" angedeuteter Lage das Getriebe ausser Wirkung ist. Bei dieser Einstellung des Hebels treibt die Welle A mittels des aufgekeilten Zahnrades Bi ein an diametral gegenüberliegenden Stellen im Gehäuse D gelagertes Paar von Doppelritzeln Ci an. Diese Ritzel Cl greifen mit ihrer zweiten Hälfte in gleiche Doppelritzel C2 ein, deren eines in axialem Schnitt in der Figur dargestellt ist. Die Ritzel C2 sitzen auf durchgehenden Bolzen C2, deren Enden in Kugel- oder Rollenlagern d im Gehäuse abgestützt sind ; die Lagerung der Doppelritzel Cl, die aus der Zeichnung nicht erkennbar ist, erfolgt in genau der gleichen Weise.
Die
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Kupplung wird durch dieses Umlaufräderwerk B, C*i,. B2 in bekannter Weise bewirkt, dass das Gehäuse D sich mit der halben Umlaufgeschwindigkeit der Welle A dreht, da ja die anzutreibende Welle G und damit auch das Rad B2 stillsteht.
Mit dem Gehäuse D ist das Kupplungsgehäuse E starr verbunden, an dessen rechter Stirnwand das Schraubenband F befestigt ist. Diese beiden Teile laufen also bei ausgerückter Kupplung mit halber Motorzahl um, wobei das Srhraubenband F mit geringem Spill die auf der Welle G aufgekeilte Hartgussmuffe N umschliesst.
Soll aus der Ruhestellung das Getriebe auf Vorausfahrt gestellt werden, so wird der Handhebel H
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Weise eine Einruckmuffe 0 mit sich, die am vorderen Ende bei o eine schräge Anlauffläche besitzt und die durch Nut-und Federeingriff auf der Welle G verschiebbar ist. Gleichfalls durch Nut-und Federeingriff verschiebbar ist auf der anzutreibenden Welle G eine Reibscheibe J gelagert. Diese Scheibe kann durch zwei Winkelhebel Hl, H2 verschoben werden, die an einem auf der Welle befestigten Ring P gelagert sind. Diese Hebelarme Hi und H2 sind in Wahrheit paarweise und so angebracht, dass sie gegeneinander ausgewuchtet sind.
Nur der einfachen Darstellung halber ist in der Zeichnung einem Hebel Hl ein Hebel R gegenüberliegend wiedergegeben. Bei der Verschiebung des Handhebels H treffen zunächst die längeren Hebel H mit an ihren freien Enden angebrachten Rollen auf die Schrägfläche o und gleiten daran empor. Damit werden die Druckschrauben der kürzeren Enden der Winkelhebel gegen die Reib-
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Stirnwand des umlaufenden Kupplungsgehäuses E, so dass sie unter Schleifen mitgenommen wird. Es sei hier bemerkt, dass die Gesamtübertragungsfähigkeit dieser Reibscheibenkupplung etwa die Hälfte der Motorleistung beträgt.
Die durch die Reibung auf die Scheibe J ausgeübte Mitnahmewirkung überträgt sich durch den Nut-und Federeingriff auf die Welle G, so dass diese und mit ihr die Schraube und sonstige Teile vollkommen stossfrei in Bewegung gesetzt werden. Sobald die Welle G sieh in Bewegung setzt, wird die Drehung auf das bisher ruhende Getrieberad B2 übertragen und dadurch wird eine Beschleunigung der bisher mit halber Umlaufzahl sich drehenden Teile D, E, F, herbeigeführt.
Wird der Handhebel H weiter in der Richtung auf"Voraus"bewegt, so beeinflusst die Einrückmuffe nunmehr auch das kürzere Winkelhebelpaar H2 und drückt dessen einstellbare kürzere Enden gegen eine auf der Welle G drehbare und verschiebbare Bremsscheibe K, die mit einem Reibungsbelag'/c gegen eine Fläche der Stirnwandung des Gehäuses B gedrückt wird. Das Gehäuse E, das sich nach dem oben Angeführten viel schneller dreht, bewirkt eine Verdrehung der Scheibe K. Am inneren Umfange bei Ko ist die Scheibe mit schraubenförmig verlaufenden Nockenflächen oder Zähnen ausgerüstet und in diese Verzahnung greift eine Gegenverzahnung einer Scheibe L, die auf der Welle G verschiebbar, aber undrehbar angeordnet ist.
Bei der Verdrehung der Scheibe K üben die aneinandergleitenden Nocken oder Zähne bei Ko einen Axialschub auf die Scheibe L aus. Dadurch wird eine an sich bekannte und oben erwähnte Hilfskupplung für das Schraubenband F zur Wirkung gebracht. Im dargestellten Beispiel besteht diese aus einer am freien Ende der Feder angebrachten Bremsscheibe M, gegen die ein Reibungsbelag am Umfange der Scheibe L bei deren axialer Verschiebung wirkt. Nunmehr wird durch die Ver-
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schiebung der Scheibe L auf die mit grösserer Geschwindigkeit umlaufende Scheibe M am freien Ende des Schraubenbandes eine Bremswirkung ausgeübt und dadurch wird das Sehraubenband F in bekannter Weise angezogen.
Es legt sich spillartig um die mit der Welle a langsamer umlaufende Muffe N, so dass diese nunmehr mit der Welle G auf volle Motordrehzahl, u. zw. ohne bemerkbaren Stoss gebracht wird.
Die einruckende Wirkung der Scheibe K steigt so lange an, als noch eine Relativgeschwindigkeit zwischen ihr und dem Gehäuse R besteht, und der Einruckdruck erreicht das normal höchste Mass, wenn beide Teile mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen, d. h. wenn die Schraubenbandkupplung voll gefasst hat.
Die Einrückwirkung steigt sofort selbsttätig weiter an, falls der getriebene Teil N der Sehraubenbandkupplung hinter dem treibenden Teil F durch irgendeinen Umstand im geringsten Mass zurückbleibt.
Hiedureh wird unter allen Umständen ein weiteres Rutschen vermieden.
Ein erheblicher Teil des Einrüekdruekes, der aufgewendet werden muss, um die Schraubenbandkupplung zur Wirkung zu bringen, wird in der geschilderten Weise der Motorkraft selbst entnommen.
An die Stelle der die Axialverschiebung herbeiführenden Klaue bei Ko zwischen den Teilen K und L kann mit ähnlicher Wirkung auch ein Steilgewinde zwischen den beiden Teilen treten, wie für den Fachmann ohne weitere Darstellung verständlich ist.
Die Einrückung der Kupplung erfolgt unter Vermeidung einer Abhängigkeit von der Geschicklichkeit des den Handhebel H Bedienenden. Die geschilderten Vorgänge spielen sich zwangläufig in jedem Falle ab ; selbst beim schnellsten Einrücken des Getriebes wird die Beschleunigung der mit der anzutreibenden Welle verbundenen Massen zunächst von der ganz unabhängig von der Hauptkupplung wirkenden Sehleifkupplung zwischen J und E aufgenommen.
Für die Rückwärtsfahrt wird der Hebel H von der Stopstellung nach links oder "hinten" bewegt.
Dabei wirkt der Hebel mittels einer Zugstange Q und eines verschwenkbaren Armes R anziehend auf ein Bremsband, das das leer umlaufende Gehäuse E umschliesst. Das Gehäuse wird dadurch allmählich zum Stillstand gebracht. Damit wird auch das Rädergehäuse D abgebremst und durch die in diesem Gehäuse gelagerten Räder wird das Zahnrad B2 von dem Zahnrad B, aus über die jetzt am Umlauf verhinderten Zwischenräder Cl und C2 in dem Drehsinne der Welle A entgegengesetztem Sinne mit voller Motordrehzahl angetrieben. Eine stossfreie Einrückung ist durch die Abbremsung im gleichen Masse gesichert wie durch die Schleifkupplung für Vorausfahrt.
Da der Schleifring S, auf den die Stifte g des Handhebels einwirken, in keiner Manovrierstcllung axial belastet ist, so bedarf der Handhebel in keiner Stellung einer besonderen Arretierung.
Die Erfindung ist nicht an die dargestellte und beschriebene Ausführungsform der Schleifkupplung und der Hauptkupplung gebunden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kupplungsvorrichtung mit Sehraubenbandkupplung, insbesondere für Schiffswendegetriebe, gekennzeichnet durch eine der Schraubenbandkupplung (F, N) parallel geschaltete, jedoch bei der Einschaltung vor ihr zur Wirkung kommende, unabhängige, den angetriebenen Teil der Schraubenbandkupplung (N) in Umlauf versetzende Schleifkupplung.