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triebswelle an der die Zwischenwelle umgebenden Hohlwelle des Schraubengehäuses angreift, die
Distanz zwischen der Eingangswelle und der Steuerantriebswelle eine gewisse, durch das Kegelrad- getriebe zwischen der Eingangswelle und der Zwischenwelle bedingte Grösse nicht unterschreiten.
Es ist daher ausreichend Raum für ein erstes Untersetzungsgetriebe zwischen der Eingangswelle und dem ersten Sonnenrad. In einer bevorzugten Ausführung ist daher vorgesehen, dass mit dem ersten Sonnenrad ein Stirnzahnrad verdrehfest verbunden ist, das mit einem mit der Eingangswelle des Schraubenantriebes sich drehenden Ritzel kämmt. Um eine möglichst kompakte Steuereinrichtung zu erzielen, kann in einer weiteren Ausführung vorgesehen sein, dass das dritte Sonnenrad aussen- verzahnt und auf der Steuerantriebswelle frei drehbar gelagert ist, wobei es den zweiten wahlweise blockierbaren Getriebeteil darstellt, und dass jedes Planetenrad durch ein Paar von starr ver- bundenen Stirnzahnrädern gebildet ist, die beidseitig des Planetenradträgers in das erste und dritte Sonnenrad eingreifen.
Derselbe Effekt wird in einer Variante der Steuereinrichtung dadurch erreicht, dass das dritte Sonnenrad innenverzahnt und auf der Steuerantriebswelle verdrehfest angeordnet ist, und dass zwischen dem dritten Sonnenrad und einer zweiten Aussenverzahnung des ersten Sonnenrades ein zweiter Planetenradträger vorgesehen ist, der den zweiten wahlweise blockierbaren Getriebeteil darstellt.
In beiden Fällen ist bevorzugt vorgesehen, dass jeder blockierbare Getriebeteil einen ringförmigen Randbereich aufweist, der von vorzugsweise druckmittelbetätigten Bremsbacken erfassbar ist, wobei der Durchmesser jedes blockierbaren Getriebeteils etwa dem des Antriebsstirnzahnrades entsprechen kann, so dass eine verhältnismässig grosse Bremsringfläche gegeben ist.
Um eine hohe Untersetzung zwischen der Eingangswelle des Schraubenantriebes und der Hohlwelle des Schraubengehäuses zu erzielen, sind bevorzugt noch ein oder zwei weitere Untersetzungsgetriebe vorgesehen. So kann zwischen der Steuerantriebswelle und der Hohlwelle ein Schneckengetriebe ausgebildet sein. Weiters kann zwischen der Eingangswelle und dem das erste Sonnenrad treibenden Ritzel ein weiteres Untersetzungsgetriebe vorgesehen sein, indem das Ritzel mit einem Planetenradträger verbunden ist, dessen Planetenräder in ein auf der Eingangswelle des Schraubenantriebes befestigtes, aussenverzahntes Sonnenrad und in einen innenverzahnten, ortsfesten Ring eingreifen.
Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Z-Antriebes mit der erfindungsgemässen Steuereinrichtung, Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführung der Steuereinrichtung, die Fig. 3 bis 5 Schnitte nach den Linien 111-111, IV-IV und V-V der Fig. 2, und Fig. 6 in der Darstellung nach Fig. 2 vergrössert die Ausgleichsgetriebeeinheit einer zweiten Ausführung.
Gemäss Fig. 1 ist in einem Schraubengehäuse --3-- eine Schiffsschraube --4-- auf einer Schraubenwelle --7-- drehbar gelagert. Das Schraubengehäuse--3--wird von einer Hohlwelle - getragen, die im Getriebegehäuse --2-- drehbar gelagert ist. Durch die Hohlwelle --10-erstreckt sich eine Zwischenwelle --6-- des Z-Antriebes, die über einfache Kegelradgetriebe--8-einerseits mit der Schraubenwelle --7-- und anderseits mit einer Eingangswelle --5-- des Schraubenantriebes in Eingriff ist. Die Eingangswelle --5-- ist mit einem Antriebsmotor--1--
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--20--,versetzt, wenn bestimmte Getriebeteile der Ausgleichsgetriebeeinheit--12--mittels druckmittelbetriebener Bremsbacken --21, 21'-- od. dgl. in ihrer Drehung blockiert werden.
Der Aufbau und die Funktion des Steuerantriebes werden an Hand der Fig. 2 bis 5 in einer ersten Ausführung näher beschrieben.
Koaxial zur Eingangswelle --5-- ist ein innenverzahnter Ring --26-- ortsfest am Getriebe- gehäuse --2-- angeordnet (Fig. 2). Er stellt den Aussenring eines als Planetengetriebe--29--
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--25-- aufweist,Sonnenrad --25-- und den Ring --26-- ein. Bedingt durch das Verzahnungsverhältnis zwischen dem Sonnenrad --25-- und dem ortsfesten Ring --26-- dreht sich der Planetenradträger --23-- bei laufender Eingangswelle --5-- im selben Drehsinn mit reduzierter Drehzahl. Die Lagerbolzen --28-- der Planetenräder --24-- sind axial verlängert und fixieren das Ritzel --20-- am Planeten- radträger --23--, so dass sich dieses mit verringerter Drehzahl dreht.
Das Ritzel --20-- greift nun in ein Stirnzahnrad --19-- ein, das auf einem ersten Sonnenrad --13-- der Ausgleichsgetriebeeinheit --12-- befestigt ist. Das erste Sonnenrad --13-- ist dabei auf der Steuerantriebswelle - drehbar gelagert und wird bei laufender Eingangswelle --5-- ständig angetrieben. Das erste Sonnenrad --13-- ist dabei als Hülse ausgebildet, an deren erstem axialen Abschnitt das Stirnzahnrad --19-- angeordnet ist. Im anschliessenden mittleren Abschnitt des ersten Sonnenrades - ist ein zweites, gekröpftes Sonnenrad --14-- drehbar gelagert, das im gekröpften Bereich einen innenverzahnten Ring --27-- trägt und im anschliessenden ringförmigen Randbereich --18-- eine von den Bremsbacken --21-- erfassbare Bremsscheibe darstellt.
In einem dritten, in den
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--13-- ist- des zweiten, gekröpften Sonnenrades --14-- ein. Das zweite, an der gegenüberliegenden Seite des Planetenradträgers --16-- angeordnete Stirnzahnrad --22'-- jedes Planetenrades --15-- kämmt mit einem dritten Sonnenrad --17--, das auf der Steuerantriebswelle --9-- ebenfalls lose drehbar angeordnet und in zwei axiale Abschnitte unterteilt ist, von denen der erste die Aussenverzahnung für den Eingriff jedes der zweiten Stirnzahnräder --22'-- trägt. Auf dem zweiten axialen Abschnitt des dritten Sonnenrades --17-- ist verdrehfest eine zweite Bremsscheibe angeordnet, deren äusserster ringförmiger Randbereich --18'-- wieder von Bremsbacken --21'- erfassbar ist.
Wenn nun die Schraube --4-- des Z-Antriebes in Drehung versetzt wird, treibt die Eingangs- welle --5-- über das untersetzende Planetengetriebe --29-- und das Stirnzahnrad --19-- das
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dasradträger --16-- drehbar gelagerten Planetenrades --15-- werden über die Zwischenzahnräder - durch das erste Sonnenrad --13-- gleichsinnig gedreht, und treiben gegenläufig das zweite Sonnenrad --14-- mit dem innenverzahnten Ring --27--, wobei die Bremsbacken --21-- geöffnet sind. Da auch die Bremsbacken --21'-- gespreizt sind, treiben die zweiten Stirnzahnräder --22'-- der Planetenräder --15-- das dritte Sonnenrad --17--, dessen Drehrichtung dem ersten Sonnenrad - entgegengesetzt ist.
Zur Einleitung einer Schwenkbewegung des Schraubengehäuses --3-- wird nun eines der beiden Bremsbackenpaare --21, 21'-- geschlosen, wobei zur näheren Erläuterung zuerst die Betätigung der Bremsbacken --21-- angenommen wird. Hiedurch ist das zweite gekröpfte Sonnenrad --14-- festgehalten, und der innenverzahnte Ring --27-- ist daher ortsfest. Die vom kontinuierlich angetriebenen ersten Sonnenrad --13-- getriebenen ersten Stirnzahnräder --22-- der Planetenräder --15-- wälzen sich daher zwangsläufig im ortsfesten Ring --27-- ab, wobei der Planetenradträger --16-- mit reduzierter Geschwindigkeit und entgegengesetztem Drehsinn wie das erste Sonnenrad --13-- verdreht wird.
Durch die starre Befestigung des Planetenradträgers --16-- auf der Steuerantriebswelle --9-- wird diese mitgenommen und treibt über das Schneckengetriebe --11-- die Hohlwelle --10--, so dass das Schraubengehäuse --3-- solange verschwenkt wird, bis die Bremsbacken --21-- gelöst werden. Dem dritten Sonnenrad --17-- wird dabei eine dem ersten Sonnenrad --13-- gegenläufige Drehung erteilt, wobei sich die Drehzahl jedoch um die Drehzahl der Steuerantriebswelle-9-, d. h. des Planetenradträgers --16-- erhöht.
Soll nun das Schraubengehäuse --3-- in entgegengesetzte Richtung verschwenkt werden, wird das Bremsbackenpaar --21'-- betätigt, das am Randbereich --18'-- der auf dem dritten
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Sonnenrad --17-- verdrehfest angeordneten Bremsscheibe angreift, und daher das dritte Sonnenrad --17-- blockiert. Der weitere Bewegungsablauf verläuft nunmehr entgegengesetzt, d. h. jedes zweite Stirnzahnrad --22'--, das durch das erste Sonnenrad --13-- unverändert angetrieben wird, wälzt sich auf dem Aussenzahnkranz des dritten Sonnenrades --17-- ab, wobei der Planetenradträger --16-- und damit die Steuerantriebswelle --9-- wieder in Drehung versetzt wird.
Da jedoch in diesem Fall Aussenverzahnungen ineinandergreifen, ändert sich deren Drehsinn im Vergleich zum vorstehend beschriebenen Ablauf bei Blockierung des zweiten Sonnenrades--14--, bei dem die aussenverzahnten Stirnzahnräder --22-- ja in die Innenverzahnung des Ringes --27-- des zweiten Sonnenrades --14-- eingreifen. Die Hohlwelle --10-- und das Schraubengehäuse --3-- werden daher entgegengesetzt verdreht, bis die Bremsbacken --21'-- wieder geöffnet werden. Während der Blockade des dritten Sonnenrades --17-- dreht sich das zweite Sonnenrad --14-- auf Grund der Summierung der Eigendrehzahl der Planetenräder --15-- und der Drehzahl des Planetenrad- trägers --16-- mit erhöhter Drehzahl.
Um gleiche Schwenkgeschwindigkeiten bei Links- oder Rechtsdrehung zu erzielen, sind die Verzahnungen geringfügig unterschiedlich gewählt, so dass die Ver-
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Hülse ausgebildete erste Sonnenrad --13-- angeordnet, das etwa mittig das Stirnzahnrad--19-trägt, das mit dem von der Eingangswelle --5-- getriebenen Ritzel --20-- kämmt. Auf dem rechten Abschnitt des ersten Sonnenrades --13-- ist ein Aussenzahnkranz --13"-- angebracht, der in Planetenräder --15-- eingreift, die in einem auf der Steuerantriebswelle --9-- befestigten PlanetenRadträger---16-- gelagert sind.
Das zweite Sonnenrad --14-- ist auf der Steuerantriebswelle--9-drehbar gelagert und in einem gekröpften Bereich mit einem innenverzahnten Ring --27-- ver-
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Planetenradträger stellt den zweiten wahlweise blockierbaren Getriebeteil dar und ist mit einem ringförmigen Randbereich --18'-- versehen, der von dem zweiten Bremsbackenpaar --21'-- erfassbar ist. Die Planetenräder --15'-- greifen weiters in einen zweiten innenverzahnten Ring --27'-- ein, der an einem gekröpften Bereich des dritten, auf der Steuerantriebswelle --9-- fixierten Sonnenrades --17'-- angeordnet ist.
Die Funktionsweise dieser Ausführung ist im wesentlichen gleich der nach den Fig. 2 bis 5. Das ständig angetriebene erste Sonnenrad --13-- treibt die beiden Planetenradsätze--15, 15'--, die mit den Sonnenrädern --14, 17'-- in Eingriff sind. Da einerseits der Planetenrad- träger --16-- und anderseits das dritte Sonnenrad --17'-- auf der Steuerantriebswelle--9-fixiert sind, die auf Grund des Schneckengetriebes --11-- sich nicht selbsttätig drehen kann, werden das zweite Sonnenrad --14-- und der zeite Planetenradträger --16'-- ebenfalls ständig,
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18'--führt--9--, so dass das Schraubengehäuse--3--über die Hohlwelle --10-- verschwenkt wird.
Die erfindungsgemässe Steuereinrichtung kann ebenso auch für Schiffsantriebe mit mehreren gemeinsam angetriebenen Schrauben eingesetzt werden, die auch gemeinsam verschwenkt werden sollen. Hiezu kann die Steuerantriebswelle--9--, gegebenenfalls mittels geeigneten Übertragungsmittel, auch mit der zweiten Hohlwelle in Eingriff bzw. die beiden Hohlwellen direkt miteinander gekoppelt sein. In den beiden gezeigten Ausführungen sind der Z-Antrieb und der Steuerantrieb in einer Einheit zusammengefasst. Es wäre jedoch auch deren räumliche Trennung denkbar, indem die Ausgleichsgetriebeeinheit --12-- unmittelbar an den Schiffsmotor anschliesst, und die Steuerantriebswelle --9-- über Gelenkswellen oder andere Kraftübertragungsmittel mit dem Schneckengetriebe --11-- gekoppelt ist.