CH625858A5

CH625858A5 - Coupling assembly, in particular for marine drives

Info

Publication number: CH625858A5
Application number: CH1146876A
Authority: CH
Inventors: Jacob Bastiaan Kerpestein
Original assignee: Schelde Nv
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1981-10-15
Also published as: NL161241B; GB1543357A; NL161241C; DE2640159B2; NL7511027A; DE2640159A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsgruppe, insbesondere für Schiffsantriebe, mit einer Schaltkupplung und zwei biegeelastischen Kupplungen, wobei die beiden Kupplungshälften der Schaltkupplung bleibend koaxial zueinander gelagert sind. The invention relates to a clutch group, in particular for ship propulsion systems, with a clutch and two flexible couplings, the two clutch halves of the clutch being permanently mounted coaxially to one another.

Eine derartige Kupplungsgruppe ist bereits bekannt (Zeitschrift «Shipbuilding and Marine Engineering International», Juni 1973, Abbildung auf Seite 535). Im linken Teil der bekannten Abbildung wird vom Zahnradgetriebe nur das hintere Lager eines hohlen Ritzels gezeigt. Durch die Bohrung des Ritzels wird mit genügend Spiel eine schwimmend gelagerte Torsionswelle geführt, welche an der nicht gezeigten linken Seite des Getriebes biegeelastisch und oft auch torsionselastisch mit einer Kraftmaschine verbunden ist. Für die Kraftmaschine wird meistens ein Dieselmotor mittlerer Drehzahl verwendet, jedoch auch Dampf- oder Gasturbinen oder Kombinationen davon sind möglich. Bei Verwendung einer derartigen Kupplungsgruppe bei einem Schiff ist die Ausgangswelle des Getriebes mit dem Schiffspropeller verbunden. In der bekannten Abbildung ist auf der rechten Seite des Zahnradgetriebes das Ritzel mit einem Zapfen versehen, an dem über einen Flansch und ein Zwischenstück eine schaltbare Reibungskupplung montiert ist. Bei dieser Schaltkupplung ist der Sekundärteil mit dem Rizelzapfen direkt verbunden, während der primäre Teil mit Hilfe von Lagern derart im sekundären Teil gelagert ist, dass beide Mittellinien bleibend zusammenfallen. Zwischen dem Ende der Torsionswelle auf der rechten Seite der bekannten Abbildung und dem primären Teil der Schaltkupplung befindet sich die zweite biegeelastische Kupplung, welche zusammen mit der bei der Motorseite vorhandenen biegeelastischen Kupplung eine kardanische Befestigung der relativ langen Torsionswelle darstellt. Die Torsionselastizität der Torsionswelle, eventuell ergänzt mit der Torsionselastizität der bei der Motorseite vorhandenen biegeelastischen Kupplung, dienen dazu, Ungleichförmigkeiten und Stösse zwischen den rotierenden Massen von Propeller, Zahnrädern und Kraftmaschine zu reduzieren und zu dämpfen. Dabei kann einerseits gedacht werden an die Ungleichförmigkeit der Torsionsschwingungen vom treibenden Verbrennungsmotor und andererseits an Impulse, die durch den Propeller im Zusammenhang mit seiner Umgebung induziert werden. Such a coupling group is already known (magazine "Shipbuilding and Marine Engineering International", June 1973, illustration on page 535). In the left part of the known illustration, only the rear bearing of a hollow pinion is shown by the gear transmission. Through the bore of the pinion, a floating torsion shaft is guided with sufficient play, which is connected to an engine on the left side of the transmission, not shown, in a flexurally elastic and often also torsionally elastic manner. A medium-speed diesel engine is mostly used for the engine, but steam or gas turbines or combinations thereof are also possible. When using such a clutch group on a ship, the output shaft of the transmission is connected to the ship's propeller. In the known figure, on the right side of the gear transmission, the pinion is provided with a pin on which a switchable friction clutch is mounted via a flange and an intermediate piece. In this clutch, the secondary part is directly connected to the pinion pin, while the primary part is supported in the secondary part with the help of bearings in such a way that the two center lines permanently coincide. Between the end of the torsion shaft on the right side of the known figure and the primary part of the clutch there is the second flexible coupling, which together with the flexible coupling on the motor side represents a cardanic fastening of the relatively long torsion shaft. The torsional elasticity of the torsion shaft, possibly supplemented by the torsional elasticity of the flexible coupling on the motor side, serves to reduce and dampen irregularities and shocks between the rotating masses of propellers, gears and the engine. On the one hand, one can think of the non-uniformity of the torsional vibrations from the driving internal combustion engine and, on the other hand, of impulses that are induced by the propeller in connection with its surroundings.

Die bekannte Kupplungsgruppe ist vorzugsweise für schnelle Schiffe bestimmt, bei welchen die ganze Antriebsanlage im schlanken Hinterschiff angeordnet ist. Hierbei ist aber eine bleibend korrekte Ausrichtung zwischen der antreibenden Maschine und dem Getriebe ausgeschlossen. Wird aber eine derartige Anlage in einer steiferen Umgebung installiert, z.B. in einem Schleppkahn oder Eisbrecher, dann sind die unvermeidlichen Ausrichtfehler und Veränderungen der Ausrichtung während des Betriebes so viel kleiner, dass die relativ kostspielige Konstruktion mit der langen Torsionswelle durch das hohle Ritzel hindurch nicht notwendig ist. Da jedoch immer Ausrichtfehler auftreten, auch wenn es nur kleine sind, muss eine gewisse Nachgiebigkeit (Elastizität) vorhanden sein. Es wird die Schaffung einer Kupplungsgruppe bezweckt, mit der das erwähnte Problem einfach, billig und sicher gelöst werden kann. The known coupling group is preferably intended for fast ships in which the entire propulsion system is arranged in the slim stern ship. Here, however, a permanently correct alignment between the driving machine and the transmission is excluded. However, if such a system is installed in a more rigid environment, e.g. in a barge or icebreaker, the inevitable alignment errors and changes in alignment during operation are so much smaller that the relatively expensive construction with the long torsion shaft through the hollow pinion is not necessary. However, since alignment errors always occur, even if they are only small, there must be a certain degree of flexibility (elasticity). The aim is to create a coupling group with which the problem mentioned can be solved simply, cheaply and safely.

Die erfindungsgemässe Kupplungsgruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkupplung zwischen den beiden biegeelastischen Kupplungen angeordnet und von beiden getragen ist. Es ist noch vorteilhaft, wenn die antriebsseitige, biegeelastische Kupplung auch torsionselastisch ist. The clutch group according to the invention is characterized in that the clutch is arranged between the two flexible couplings and is carried by both. It is also advantageous if the flexible coupling on the drive side is also torsionally flexible.

Durch diese Anordnung der drei Elemente, woraus die Gruppe besteht, nämlich eine Schaltkupplung zwischen den beiden biegeelastischen Kupplungen, kann bei einer minimalen Gesamtlänge eine grösstmögliche elastische Länge zwischen den beiden biegeelastischen Kupplungen erreicht werden. Die schaltbare Kupplung kann dabei mit der Torsionswelle bei der bekannten Kupplungsgruppe verglichen werden, weil die Schaltkupplung nunmehr dieselbe Funktion erfüllt wie die Torsionswelle. With this arrangement of the three elements that make up the group, namely a clutch between the two flexible couplings, the greatest possible elastic length can be achieved between the two flexible couplings with a minimum overall length. The switchable clutch can be compared with the torsion shaft in the known clutch group because the clutch now fulfills the same function as the torsion shaft.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in einem Längsschnitt dargestellt. In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown in a longitudinal section.

Vorausgeschickt sei, dass man sich die nicht dargestellte antreibende Kraftmaschine auf der rechten Seite der gezeigten Kupplungsgruppe denken muss, und dass das ebenfalls nicht dargestellte Eingangsritzel eines Zahnradgetriebes auf der linken Seite liegt. Ein Flansch 31 ist hierbei an die antreibende Kraftmaschine starr angeflanscht, und der Flansch 20 ist am Zapfen des Eingangsritzels starr angeflanscht, wobei eventuell noch starre Zwischenstücke vorgesehen sein können. It should be said that the driving engine (not shown) on the right side of the clutch group shown must be thought, and that the input pinion (not shown) of a gear transmission is on the left side. A flange 31 is rigidly flanged to the driving engine, and the flange 20 is rigidly flanged to the pinion of the input pinion, it being possible for rigid intermediate pieces to be provided.

Es ist eine antriebsseitige biegeelastische Kupplung 8 vorhanden, die im Beispiel zusätzlich noch torsionselastisch ist. Diese Kupplung 8 ist mit radial gerichteten Blattfederpaketen 30 versehen, die einerseits in axial verlaufende, radial gerichtete Nuten des Flansches 31 eingreifen und die andererseits in axial verlaufende, radial gerichtete Nuten eines Gehäuses 32, 35, 36 eingespannt sind. Dieses zusammenverschraubte Gehäuse 32, 35, 36 erlaubt gegenüber dem Flansch 31 eine geringe Winkelabweichung von der Längsachse, so dass also eine gewisse Biegeelastizität (Nachgiebigkeit in der Achsauslenkung) vorhanden ist. Der Flansch 31 stellt den Primärteil und das Gehäuse 32,35,36 stellt den Sekundärteil der biegeelastischen Kupplung 8 dar. Die Gehäusewand 32 ist starr mit einer Platte 12 der Schaltkupplung 10 verbunden. An der Platte 12 ist ein ringförmiges Gehäuse 13 starr befestigt, das an seiner Innenseite an Umfang mit einer Mitnehmerverzahnung 25p versehen ist. Ferner ist in koaxialer Verlängerung des Flansches 31 an der Platte 12 ein Achsstumpf 33 befestigt, auf dem über Wälzlager 16 ein Nabenteil 17 der Schaltkupplung 10 befestigt ist. Der Nabenteil 17 ist auf seinem Mantel mit einer Mitnehmerverzahnung 25s versehen. Zwischen den Mitnehmerverzahnungen 25p und 25s sind mehrere Reibungsplatten 18s und 18p abwechselnd angeordnet, um mit Hilfe eines pneumatisch spannbaren Schlauches 19 gegeneinander gedrückt werden zu können. Der Schlauch 19 wird von einer Platte 14 gehalten, die am Nabenteil 17 starr befestigt ist. Zwischen dem Schlauch 19 und einer Reibungsplatte 18s befindet sich eine auswechselbare Distanzscheibe 37, um den Verschleiss aller Reibungsplatten zu kompensieren. An der Platte 14 ist eine weitere Platte 34 starr befestigt. Die Bauteile 12, 33,13 und 18p stellen den primären Teil der Schaltkupplung 10 dar, und die Bauteile 18s, 37,19,14 und 17 stellen den sekundären Teil dieser Kupplung 10 dar. Zwischen der Platte 34 und einer mit Flanschen versehenen Hülse 20 befinden sich elastische Federstäbe 38. Die Bauteile 34, 38 und 20 bilden die getriebeseitige biegeelastische Kupplung 23, wobei die Platte 34 der primäre Teil und die Hülse 20 der sekundäre Teil der biegeelastischen Kupplung 23 ist. There is a flexible coupling 8 on the drive side, which is additionally torsionally elastic in the example. This coupling 8 is provided with radially directed leaf spring assemblies 30 which, on the one hand, engage in axially extending, radially directed grooves of the flange 31 and, on the other hand, are clamped in axially extending, radially directed grooves of a housing 32, 35, 36. This screwed together housing 32, 35, 36 allows a slight angular deviation from the longitudinal axis relative to the flange 31, so that there is therefore a certain bending elasticity (resilience in the axis deflection). The flange 31 represents the primary part and the housing 32, 35, 36 represents the secondary part of the flexible coupling 8. The housing wall 32 is rigidly connected to a plate 12 of the clutch 10. On the plate 12, an annular housing 13 is rigidly attached, which is provided on the inside with circumferential teeth 25p. Furthermore, in a coaxial extension of the flange 31, an axle stub 33 is fastened to the plate 12, on which a hub part 17 of the clutch 10 is fastened via roller bearings 16. The hub part 17 is provided on its casing with driver teeth 25s. A plurality of friction plates 18s and 18p are alternately arranged between the driver teeth 25p and 25s in order to be able to be pressed against one another by means of a pneumatically tensionable hose 19. The hose 19 is held by a plate 14 which is rigidly attached to the hub part 17. An interchangeable spacer 37 is located between the hose 19 and a friction plate 18s in order to compensate for the wear of all the friction plates. A further plate 34 is rigidly attached to the plate 14. The components 12, 33, 13 and 18p represent the primary part of the clutch 10 and the components 18s, 37, 19, 14 and 17 represent the secondary part of this clutch 10. Between the plate 34 and a flanged sleeve 20 there are elastic spring bars 38. The components 34, 38 and 20 form the flexible coupling 23 on the transmission side, the plate 34 being the primary part and the sleeve 20 being the secondary part of the flexible coupling 23.

Die Schaltkupplung 10 ist in sich selbst gelagert, d.h. die Kupplungsteile haben zueinander kein axiales und kein radiales Spiel, damit der primäre Teil keine axiale und radiale Bewegungen gegenüber dem sekundären Teil ausführen kann, The clutch 10 is self-contained, i.e. the coupling parts have no axial and no radial play with each other, so that the primary part cannot execute any axial and radial movements with respect to the secondary part

5 5

10 10th

IS IS

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

625 858 625 858

mit Ausnahme einer relativen Verdrehung, wodurch relative Bewegungen bei eingeschalteter Kupplung und der damit zusammenhängende Verschleiss vermieden werden. with the exception of a relative rotation, which prevents relative movements when the clutch is switched on and the associated wear.

Das Gewicht der Schaltkupplung wird von den beiden biegeelastischen Kupplungen 8, 23 getragen, und zwar anteilmäs- s sig, je nach dem Abstand jeder biegeelastischen Kupplung von der Schaltkupplung. The weight of the clutch is borne by the two flexible couplings 8, 23, namely proportionally, depending on the distance of each flexible coupling from the clutch.

Je nach der Konstruktion der biegeelastischen Kupplungen 8, 23 können diese radiale Belastungen mehr oder weniger aufnehmen. Diese radialen Kräfte rühren vom Eigengewicht io der Schaltkupplung 10 her. Sind diese Kräfte zu gross für die biegeelastischen Kupplungen, so wird in bekannter Weise noch eine sphärische Lagerung 28, 29 vorgesehen. Letztere nimmt dann die radialen Kräfte auf, lässt aber Winkelabweichungen in Achsrichtung und Drehrichtung zu. Depending on the design of the flexible couplings 8, 23, these radial loads can absorb more or less. These radial forces result from the dead weight io of the clutch 10. If these forces are too great for the flexible couplings, a spherical bearing 28, 29 is provided in a known manner. The latter then absorbs the radial forces, but allows angular deviations in the axial direction and direction of rotation.

Eine solche Konstruktion wird insbesondere bei Eisbrechern und Kriegsschiffen angewandt. Hinsichtlich einer Korrektur von Abweichungen im axialen Abstand zwischen der antreibenden Kraftmaschine und dem Eingangsritzel des Zahnradgetriebes kann es erwünscht sein, dass eine oder beide elastischen Kupplungen 8, 23 axial verschiebbar sind. Beim erläuterten Beispiel sind die Blattfederpakete 30 der Kupplung 8 in den sie aufnehmenden Nuten axial verschiebbar. Such a construction is particularly used in icebreakers and warships. With regard to a correction of deviations in the axial distance between the driving engine and the input pinion of the gear transmission, it may be desirable for one or both elastic couplings 8, 23 to be axially displaceable. In the illustrated example, the leaf spring assemblies 30 of the coupling 8 are axially displaceable in the grooves receiving them.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

625 858 2 PATENT CLAIMS

1. Coupling group, in particular for ship drives, with a clutch (10) and two flexible couplings (8, 23), the two coupling halves (13, 14) of the clutch (10) being permanently coaxial with each other, characterized in that the clutch (10) between the two flexible couplings (8, 23) and is carried by both.

2. Coupling group according to claim 1, characterized in that the drive-side, flexible coupling (8) is also torsionally elastic.