DE102017223567A1

DE102017223567A1 - Getriebe für einen Außenbordantrieb

Info

Publication number: DE102017223567A1
Application number: DE102017223567.5A
Authority: DE
Inventors: Marton Kurucz; Carolin Heller; Michael Wechs; Daniel Wolf; Christian Reischl
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG; ZF Padova SRL
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG; ZF Padova SRL
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-06-27

Abstract

Getriebe mit einer Antriebswelle (AN), einer Abtriebswelle (AB), wenigstens einem ersten, zweiten und dritten Schaltelement (S1, S2, S3) und wenigstens einer ersten und zweiten Radsatzebene (I, II) mit je einem Planetenradsatz, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Schaltelement (S1, S2, S3) als Bremse ausgeführt ist, während die verbleibenden Schaltelemente (S3, S2, S1) als individuell betätigbare Kupplungen ausgeführt sind. Hierdurch sind wenigstens zwei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang darstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe, welches insbesondere aber nicht ausschließlich bei Außenbordantrieben von Booten verwendet wird. Insbesondere finden Außenbordantriebe bei kleinen bzw. Sportbooten (sogenannte Pleasure Crafts) Verwendung. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Außenbordantrieb für ein Boot mit einem erfindungsgemäßen Getriebe.
Dabei sind sogenannte Außenbordantriebe in der Regel um eine Hochachse schwenkbar an einer hinteren Bordwand eines Boots angebracht. Typischerweise verfügen Außenborantriebe über ein Antriebselement, ein Getriebe und einen Propeller. Dieser wird in der Regel über ein Winkelgetriebe angetrieben. Die genannten Bauteile oder Baugruppen können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse, oder in miteinander verbundenen Teilgehäusen angeordnet sein. Besonders charakteristisch für Außenbordantriebe ist, dass hier das Antriebselement und das Getriebe in einer vertikalen oder zumindest annähernd vertikalen Einbaulage angeordnet sind.
Aus dem Stand der Technik sind schaltbare Schiffsgetriebe insbesondere für Außenbordantriebe bekannt. So zeigt US 2008227585 A1 ein Getriebe für einen Außenbordmotor, welches über zwei Planetenradsätze, drei als Kupplungen, ein als Bremse und zwei als Freilaufkupplungen ausgeführte Schaltelemente verfügt. Hierdurch werden zumindest drei Vorwärtsgänge verwirklicht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein besonders kompaktes Getriebe für einen Außenbordantrieb vorzuschlagen, welches die Verwendung von Gleichteilen ermöglicht und mittels welchem gleichzeitig mehrere Gänge in unterschiedlichen Drehrichtungen darstellbar sind. Darüber hinaus soll das Getriebe möglichst einfach aufgebaut sein, das heißt die Anzahl komplexer Bauteile sollte gering sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Getriebe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Darüber hinaus wird ein Antriebsstrang für einen Außenbordantrieb mit einem erfindungsgemäßen Getriebe vorgeschlagen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Zahnrädern und Schaltelementen in dem Getriebe können wenigstens zwei Vorwärtsgänge und wenigstens ein Rückwärtsgang dargestellt werden. Insbesondere bei Außenbordantrieben ist eine hohe Gangzahl nicht erforderlich. Je nach Ausführung können jedoch auch zwei Rückwärtsgänge und ein Vorwärtsgang dargestellt werden. Einerseits kann dies durch eine Drehrichtungsumkehr der in das Getriebe eingeleiteten Drehbewegung erfolgen, andererseits kann antriebsseitig oder abtriebsseitig Stirnradgetriebe bzw. eine Zwischenradanordnung vorgesehen werden, um die Drehrichtungsumkehr an der Abtriebswelle bzw. der Propellerwelle und damit dem Propeller zu realisieren.
Um eine besonders kompakte Bauweise darstellen zu können, weisen die erfindungsgemäßen Getriebe wenigstens zwei Radsatzebenen auf. Unter einer Radsatzebene ist dabei zu verstehen, dass eine Drehbewegung mittels eines Radsatzes von einer Welle auf eine andere Welle übertragen wird. Bei einem Radsatz kann es sich um ein Stirnradgetriebe oder eine Planetenradsatzanordnung handeln. Auch ist es denkbar, dass mehrere Zahnräder derart miteinander kämmen, dass eine Drehbewegung bzw. ein Drehmoment von einer Welle auf mehr als eine andere Welle übertragen werden kann. Darüber hinaus können auch Zugmittel bzw. ein Zugmittelgetriebe verwendet werden. Hierunter ist zu verstehen, dass zwei Zahnräder mittels einer Kette verbunden sind, und dadurch ein Drehmoment bzw. eine Drehbewegung zwischen diesen Zahnrädern übertragen wird. Eine entsprechende Getriebeanordnung stellt somit ein formschlüssiges Getriebe dar. In Weiterbildung dazu kann auch ein Riementrieb vorgesehen werden.
Unter einer Welle ist nachfolgend nicht ausschließlich ein beispielsweise zylindrisches, drehbar gelagertes Maschinenelement zur Übertragung von Drehmomenten zu verstehen, sondern vielmehr sind hierunter auch allgemein Verbindungselemente zu verstehen, die einzelne Bauteile oder Elemente miteinander verbinden.
Die verschiedenen Bauteile und Elemente der genannten Erfindung können dabei über eine Welle beziehungsweise ein Verbindungselement, aber auch direkt, beispielsweise mittels einer Schweiß-, Press- oder einer sonstigen Verbindung, miteinander verbunden sein.
Ein Stirnradgetriebe beschreibt eine ein- oder mehrstufige Getriebeanordnung mit mindestens zwei Stirnrädern, welche miteinander in Eingriff stehen. Dabei sind die jeweiligen Wellen der Stirnräder, beziehungsweise die Rotationsachsen der Wellen und Stirnräder, parallel zueinander angeordnet. Bei der Verwendung einer Beveloid-Verzahnung können sich die Rotationsachsen auch schneiden.
Bei den Schaltelementen handelt es sich bevorzugt um kraftschlüssige Schaltelemente, beispielsweise in Form von Kupplungen. Die Schaltelemente können hydraulisch, pneumatisch, elektromechanisch oder elektrisch betätigt werden. Dabei können die Schaltelemente in einem geöffneten, einem geschlossenen oder einem schlupfenden Zustand betrieben werden. Unter einem geöffneten bzw. nicht betätigtem Schaltelement ist dabei zu verstehen, dass keine Drehmoment- bzw. keine Drehbewegungsübertragung erfolgt. Hingegen ist unter einem geschlossenen bzw. betätigten Schaltelement zu verstehen, dass ein Drehmoment bzw. eine Drehbewegung übertragen wird. Dabei drehen die zwei zu verbindenden Bauteile insbesondere mit der gleichen Drehzahl in die gleiche Drehrichtung. In Ergänzung dazu ist unter einem schlupfenden Betrieb zu verstehen, dass das Schaltelement einen Teil der eingeleiteten Drehbewegung auf das schlupfend verbundene Bauteil überträgt. Insbesondere drehen sich in dem Fall die zwei zu verbindenden Bauteile mit einer Differenzgeschwindigkeit zueinander.
Durch das Vorsehen der Schaltelemente als kraftschlüssige Schaltelemente ist es möglich, Lastschaltungen bzw. Überschneidungsschaltungen bei einem Gangwechsel durchzuführen. Dies bedeutet, dass ohne Zugkraftunterbrechung von einem ersten Gang in einen zweiten Gang gewechselt werden kann. Dies gilt einerseits für den Wechsel zwischen zwei Gängen in gleicher Fahrt- bzw. Drehrichtung, aber auch für eine Umschaltung zwischen zwei Gängen in unterschiedlichen Fahrt- bzw. Drehrichtungen (zum Beispiel Gangwechsel zwischen Rückwärts- und Vorwärtsgang). Dies ist insbesondere bei Booten von großer Bedeutung, da in einem Rangierbetrieb ein Bremsen durch eine Beschleunigung in eine zur vorherigen Fahrtrichtung entgegengesetzte Fahrtrichtung erfolgt.
Ein schlupfender Betrieb liegt beispielsweise dann vor, wenn das Boot in einem sogenannten Trolling-Betrieb betrieben wird. Durch den Trolling-Betrieb kann bei konstanter Motorendrehzahl eine Propellerdrehzahl zusätzlich reduziert werden. Dies ist beispielsweise bei Hafenmanövern und Kanalfahrten von Booten von Bedeutung, da hier die zulässige oder gewünschte Schiffsgeschwindigkeit bei kleinstmöglicher Motordrehzahl in einer zu großen Getriebeübersetzung resultieren würde.
Alternativ können Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt sein. Hierunter ist beispielsweise eine Klauenkupplung zu verstehen, aber auch eine Schaltverzahnung welche eine Synchronisierung aufweist und beispielsweise über eine Schaltgabel betätigt wird ist hierunter zu fassen.
Weiter können Schaltelemente als Doppelschaltelemente ausgeführt sein. Insbesondere verfügen dabei zwei Schaltelemente lediglich über einen Aktuator, welcher in wenigstens zwei Schaltstellungen zur Drehbewegungs- bzw. Drehmomentübertragung gebracht werden kann. Mit anderen Worten können mit einem Aktuator zwei Schaltelemente (abwechselnd) betätigt werden. Darüber hinaus kann, je nach Ausführung des Doppelschaltelements, auch eine Neutralstellung vorgesehen werden. Doppelschaltelemente können dabei kraft- oder formschlüssig aufgebaut sein.
Unter einer Bremse ist darüber hinaus ein Schaltelement zu verstehen, welches auf einer Seite mit einem feststehenden Element, beispielsweise einem Gehäuse, und auf einer anderen Seite mit einem rotierbaren Bauteil (zum Beispiel Zahnrad, Welle) verbunden ist. Im Folgenden ist unter einer nicht betätigten Bremse eine geöffnete Bremse zu verstehen. Dies bedeutet, dass sich das rotierbare Bauteil im Freilauf befindet, das heißt, dass die Bremse bevorzugt keinen Einfluss auf die Drehzahl des rotierbaren Bauteils nimmt. Bei betätigter beziehungsweise geschlossener Bremse erfolgt eine Reduzierung der Drehzahl des rotierbaren Bauteils, mitunter bis hin zum Stillstand. Das heißt, dass eine (dreh-) feste Verbindung zwischen rotierbarem Bauteil und feststehendem Element herstellbar ist.
Unter verbindbar ist nachfolgend zu verstehen, dass zwischen zwei Bauteilen eine lösbare Verbindung herstellbar ist. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit des Betätigungszustands somit entweder eine drehfeste Verbindung zwischen zwei Bauteilen zur Übertragung einer Rotationsbewegung vorliegt, oder die zwei Bauteile rotatorisch voneinander entkoppelt sind. In letzterem Fall findet keine Übertragung einer Rotationsbewegung statt. In gleicher Weise ist zu verstehen, dass eine Verbindung herstellbar ist.
Im Gegensatz dazu ist unter verbunden zu verstehen, dass eine dauerhafte, feste Verbindung zwischen zwei Bauteilen besteht, wodurch beispielsweise permanent eine Rotationsbewegung von dem einen Bauteil auf das andere Bauteil übertragbar ist.
Eine weitere Ausführungsform der Schaltelemente stellen Freilaufkupplungen (sogenannte Überholkupplungen) dar. Dabei wird die drehfeste Verbindung zwischen zwei Bauteilen selbsttätig gelöst, wenn entweder eine Drehrichtungsumkehr erfolgt, oder wenn eine Drehzahl des originär anzutreibenden Bauteils größer als die des originär treibenden Bauteils ist. In entgegengesetzter Richtung oder wenn die Drehzahl des treibenden Bauteils größer als die des anzutreibenden Bauteils ist. Insbesondere zeichnet sich dieser Kupplungstyp dadurch aus, dass kein Aktuator zum Betätigen bzw. Öffnen dieses Schaltelements benötigt wird. Vielmehr ergibt sich die Wirkung der Schaltzustände in dem Getriebe durch die konstruktive Ausgestaltung und Anordnung.
Ferner können in Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Getriebes ein oder mehrere Nebenabtriebe in dem Getriebe vorgesehen werden. Dabei können der oder die Nebenabtriebe antriebsseitig oder abtriebsseitig angeordnet werden. Im Wesentlichen stehen die Nebenabtriebe jedoch mit der Antriebswelle in Wirkverbindung. Dabei können die Nebenabtriebe oberhalb oder unterhalb des Getriebes angeordnet sein. Ferner können die Nebenabtriebe von der Antriebswelle direkt oder über ein Stirnradgetriebe von der Antriebswelle angetrieben werden. Auch der Antrieb des Nebenabtriebs über ein Winkelgetriebe von der Antriebswelle ist denkbar. Ferner können die Nebenabtriebe auch mit einer Durchtriebswelle ausgestattet sein, so dass diese direkt auf der Antriebswelle angeordnet sind. In Weiterbildungen ist auch denkbar, einen Nebenabtrieb an der Abtriebswelle vorzusehen. Eine antriebsseitige Anordnung eines Nebenabtriebs beschreibt dabei, dass dieser auf der dem Antriebselement zugewandten Seite des Getriebes angeordnet ist, während ein abtriebsseitig angeordneter Nebenabtrieb auf der dem Antriebselement abgewandten Seite des Getriebes angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Figuren hervor. Es zeigen:

1 bis 6: schematische Darstellungen verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Getriebes;
7: einen Außenbordantrieb mit erfindungsgemäßem Getriebe.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes. Dabei wird eine Drehbewegung über eine Antriebswelle AN in das Getriebe eingeleitet. Die Antriebswelle AN ist dabei mit einem Sonnenrad SR1 eines ersten Planetenradsatzes in einer ersten Radsatzebene I verbunden. Das Sonnenrad SR1 kämmt mit Planetenrädern des ersten Planetenradsatzes, welche drehbar an einem Planetenträger PT1 gelagert sind. Die Planetenräder kämmen weiter mit einem Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes. Ein erstes Schaltelement S1 ist vorliegend als Bremse ausgeführt, wobei der Planetenträger PT1 durch das erste Schaltelement S1 an dem Gehäuse G bremsbar bzw. festsetzbar ist. Der Planetenträger PT1 ist weiter durch ein zweites Schaltelement S2 mit einem Hohlrad HR2 eines zweiten Planetenradsatzes in einer zweiten Radsatzebene II verbindbar.
Die Antriebswelle AN ist durch ein drittes Schaltelement S3 ebenfalls mit dem Hohlrad HR2 und durch das zweite Schaltelement S2 mit dem Planetenträger PT1 verbindbar. Das Hohlrad HR1 ist mit dem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes und weiter mit der Abtriebswelle AB verbunden. Ein Sonnenrad SR2 des zweiten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse G drehfest verbunden und kämmt mit Planetenrädern des zweiten Planetenradsatzes, wobei die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes drehbar an dem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes gelagert sind und ferner mit dem Hohlrad HR2 kämmen.
Die Antriebswelle AN und die Abtriebswelle AB sind dabei, genauso wie die Schaltelemente S1, S2, S3 und die Radsatzebenen I, II koaxial zueinander. Dabei sind das erste Schaltelement S1, die erste Radsatzebene I, das zweite und dritte Schaltelement S2, S3 und die zweite Radsatzebene II in der gerade genannten Reihenfolge zwischen Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB angeordnet.
Durch die dargestellte Ausführungsform werden insbesondere zwei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert. Dabei ist der erste Vorwärtsgang bei betätigtem zweiten Schaltelement S2, der zweite Vorwärtsgang bei betätigtem dritten Schaltelement S3 und der Rückwärtsgang bei aktiviertem ersten Schaltelement S1 eingelegt. Soweit keines der Schaltelemente S1, S2, S3 betätig ist, befindet sich das Getriebe in einer Neutralstellung (Leerlauf).
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes. Die in hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich dabei von der in 1 beschriebenen Ausführungsform darin, dass das Getriebe eine dritte Radsatzebene III aufweist, welche dem Getriebe abtriebsseitig nachgeschaltet ist. Dabei ist die Abtriebswelle AB mit einem Hohlrad HR3 eines dritten Planetenradsatzes in der dritten Radsatzebene III verbunden. Das Hohlrad HR3 kämmt mit Planetenrädern, welche drehbar an einem Planetenträger PT3 gelagert sind. Die Planetenräder kämmen dabei weiter mit einem Sonnenrad SR3. In einer ersten Ausführungsform des in 2 gezeigten Getriebes sind die Abtriebswelle AB und das Hohlrad HR3 weiter mit dem Planetenträger PT3 und einer Abtriebswelle AB' verbunden. Das Sonnenrad SR3 ist vorliegen drehfrei, also drehbar (z. B. als Losrad) angeordnet. Somit läuft der Planetenradsatz der dritten Radsatzebene als Block um. Hierdurch kann eine erste Propellerkennlinie für den Betrieb des Getriebes in einem Bootsantrieb bzw. Antriebsstrang realisiert werden.
Dadurch, dass die dritte Radsatzebene III dem aus 1 bekannten Getriebe nachgeschaltet ist, wir die Drehbewegung in ein Winkelgetriebe 11 und damit auf eine Propellerwelle 12 bzw. einen Propeller 13 von der Abtriebswelle AB' und nicht von der Abtriebswelle AB eingeleitet.
Gemäß einer Weiterbildung des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels kann das Sonnenrad SR3 auch drehfest mit dem Gehäuse G gekoppelt sein. Hierdurch würde der Planetenradsatz der dritten Radsatzebene nicht mehr im Block umlaufen, wodurch sich eine geänderte Übersetzung zwischen Abtriebswelle AB und Abtriebswelle AB' ergibt. Durch diese Änderung der Anordnung können zwei unterschiedliche Propellerkennlinien (Getriebevarianten) mit gleichen Radsatzanordnungen (Gleichteile) realisiert werden. Lediglich die drehfreie Lagerung des Sonnenrads SR3 müsste in eine drehfeste Lagerung abgeändert werden. Die verbleibenden Bauteile/Elemente des Getriebes blieben identisch.
Auch die Zuordnung der betätigten und nicht betätigten Schaltelemente S1, S2, S3 ist mit der in 1 beschriebenen Zuordnung identisch.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes. Dabei wird über eine Antriebswelle AN eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet, wobei die Antriebswelle AN mit einem Sonnenrad SR1 eines ersten Planetenradsatzes in einer ersten Radsatzebene I verbunden ist. Das Sonnenrad SR1 kämmt mit Planetenrädern des ersten Planetenradsatzes, welche drehbar an einem Planetenträger PT1 gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Hohlrad HR1 des ersten Planetenradsatzes kämmen
Durch ein erstes Schaltelement S1 ist das Hohlrad HR1 an einem Gehäuse G bremsbar und durch ein zweites Schaltelement S2 ist das Hohlread HR1 mit dem Planetenträger PT1 und einem Hohlrad HR2 eines zweiten Planetenradsatzes in einer zweiten Radsatzebene II verbindbar. Der Planetenträger PT1 ist mit dem Planetenträger PT2 verbunden. Das Hohlrad HR2 kämmt mit Planetenrädern, welche an dem Planetenräger PT2 drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad SR2 des zweiten Planetenradsatzes kämmen. Das Sonnenrad SR2 durch ein drittes Schaltelement S3 an dem Gehäuse G bremsbar ist und weiter durch ein viertes Schaltelement S4 mit dem Planetenträger PT2 und einem Hohlrad HR3 eines dritten Planetenradsatzes in einer dritten Radsatzebene III verbindbar ist, wobei der Planetenträger PT2 und das Hohlrad HR3 miteinander verbunden sind
Das Hohlrad HR3 kämmt mit Planetenrädern, welche drehbar an einem Planetenträger PT3 gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad SR3 kämmen. Das Sonnenrad SR3 ist drehfest mit dem Gehäuse G drehfest verbunden, während der Planetenträger PT3 mit der Abtriebswelle AB verbunden ist.
Durch die Anordnung der Schaltelemente S1, S2, S3, S4 und Radsatzebenen I, II, III sind insbesondere zwei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisierbar. Dabei wird der erste Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten und dritten Schaltelements S2, S3 dargestellt. Der zweite Vorwärtsgang wird durch Betätigen des zweiten und vierten Schaltelements S2, S4 dargestellt. Der Rückwärtsgang wird durch Betätigen des ersten und dritten Schaltelements S1, S3 dargestellt.
Die Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB sind ebenso koaxial zueinander angeordnet, wie die Schaltelemente S1, S2, S3, S4 und die Radsatzebenen I, II, III. Dabei ist das erste Schaltelement S1 in einer Ebene mit der ersten Radsatzebene I angeordnet, das zweite und dritte Schaltelement S2, S3 in der genannten Reihenfolge zwischen erster und zweiter Radsatzebene I, II und das vierte Schaltelement S4 zwischen zweiter und dritter Radsatzebene II, III angeordnet.
4 zeigt eine weiter Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes. Über eine Antriebswelle AN wird eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet wird, wobei die Antriebswelle AN mit einem Sonnenrad SR1 eines ersten Planetenradsatzes in der ersten Radsatzebene I verbunden ist. Das Sonnenrad SR1 kämmt mit Planetenrädern des ersten Planetenradsatzes, wobei die Planetenräder drehbar an einem Planetenträger PT1 des ersten Planetenradsatzes gelagert sind und weiter mit einem Hohlrad HR1 kämmen. Das Hohlrad HR1 ist drehfest mit einem Gehäuse G verbunden. Der Planetenträger PT1 ist mit einem Hohlrad HR3 eines dritten Planetenradsatzes in einer dritten Radsatzebene III verbunden.
Die Antriebswelle AN ist durch ein erstes Schaltelement S1 mit einem Hohlrad HR2 eines zweiten Planetenradsatzes in einer zweiten Radsatzebene II verbindbar, wobei die Antriebswelle AN weiter durch ein zweites Schaltelement S2 mit einem Sonnenrad SR3 des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist.
Die Abtriebswelle AB ist mit einem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes verbunden, wobei der Planetenträger PT2 weiter durch ein drittes Schaltelement S3 mit dem Sonnenrad SR3 verbindbar ist. Das Sonnenrad SR3 kämmt mit Planetenrädern, welche drehbar an dem Planetenträger PT3 gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit dem Hohlrad HR3 kämmen. Der Planetenträger PT3 ist mit einem Sonnenrad SR2 des zweiten Planetenradsatzes verbunden, wobei das Sonnenrad SR2 und der Planetenträger PT3 durch ein viertes Schaltelement S4 an dem Gehäuse G bremsbar sind. Das Sonnenrad S2 kämmt darüber hinaus mit Planetenrädern, welche an dem Planetenträger PT2 drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit dem Hohlrad HR2 kämmen.
Durch die oben beschriebene Ausführung des Getriebes können wenigstens zwei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert werden. Dabei wird der erste Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und dritten Schaltelements S1, S3 dargestellt, der zweite Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten und vierten Schaltelements S1, S4 dargestellt, der Rückwärtsgang durch Betätigen des dritten und vierten Schaltelements S3, S4 dargestellt. Hierdurch kann eine erste Propellerkennlinie dargestellt werden.
Je nach Ausführung der Planetenradsätze in den Radsatzebenen I, II, III sind auch zwei Vorwärtsgänge und zwei Rückwärtsgänge und damit eine zweite Propellerkennlinie (Speedrange) darstellbar. Dabei werden die Gänge wir folgt durch Betätigen der verschiedenen Schaltelemente S1, S2, S3, S4 dargestellt. Der erste Vorwärtsgang wird durch Betätigen des ersten und zweiten Schaltelements S1, S2 dargestellt, der zweite Vorwärtsgang wird durch Betätigen des ersten und dritten Schaltelements S1, S3 dargestellt, der erste Rückwärtsgang wird durch Betätigen des dritten und vierten Schaltelements S3, S4 dargestellt, und der zweite Rückwärtsgang wird durch Betätigen des zweiten und vierten Schaltelements S2, S4 dargestellt.
5 zeigt eine Ausführungsform des Getriebes, bei welchem über eine Antriebswelle AN eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet wird. Die Antriebswelle AN ist mit einem Hohlrad HR1 eines ersten Planetenradsatzes in einer ersten Radsatzebene I und einem Sonnenrad SR2 eines zweiten Planetenradsatzes in einer zweiten Radsatzebene II verbunden. Das Hohlrad HR1 kämmt mit Planetenrädern, welche an einem Planetenträger PT1 drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad SR1 kämmen. Das Sonnenrad SR1 ist drehfest mit einen Gehäuse G verbunden.
Der Planetenträger PT1 ist durch ein erstes Schaltelement S1 mit einem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist, wobei der Planetenträger PT2 weiter mit einer Abtriebswelle AB verbunden ist. Der Planetenträger PT1 ist durch ein zweites Schaltelement S2 mit einem Hohlrad HR2 des zweiten Planetenradsatzes verbindbar, wobei das Hohlrad HR2 durch ein drittes Schaltelement S3 an dem Gehäuse G bremsbar ist.
Die Antriebswelle AN und Abtriebswelle AB sind koaxial zueinander angeordnet, ebenso wie die Planetenradsätze in den Radsatzebenen I, II und die Schaltelemente S1, S2, S3. Dabei sind das erste und zweite Schaltelement I, II zwischen der ersten Radsatzebene I und der zweiten Radsatzebene II angeordnet, während sich das dritte Schaltelement S3 in der gleichen Ebene mit der zweiten Radsatzebene II befindet.
Durch das hier beschriebene Getriebe können zwei Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang realisiert werden. Dabei wird der erste Vorwärtsgang durch Betätigen des zweiten Schaltelements S2 dargestellt, der zweite Vorwärtsgang durch Betätigen des ersten Schaltelements S1 dargestellt, und der Rückwärtsgang durch Betätigen des dritten Schaltelements S3 dargestellt.
6 beschreibt eine alternative Ausführungsform des in 5 beschriebenen Getriebes. Dabei wird über eine Antriebswelle AN eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet, wobei die Antriebswelle AN mit einem Hohlrad HR1 eines ersten Planetenradsatzes in einer ersten Radsatzebene I und einem Sonnenrad SR2 eines zweiten Planetenradsatzes in einer zweiten Radsatzebene II verbunden ist. Das Hohlrad HR1 kämmt mit Planetenrädern, welche drehbar an einem Planetenträger PT1 gelagert sind und weiter mit einem Sonnenrad SR1 des ersten Planetenradsatzes kämmen. Das Sonnenrad SR1 ist drehfest mit einem Gehäuse G verbunden.
Der Planetenträger PT1 ist durch ein erstes Schaltelement S1 mit einem Hohlrad HR2 des zweiten Planetenradsatzes verbindbar, wobei das Hohlrad HR2 durch ein drittes Schaltelement S3 an dem Gehäuse G bremsbar ist. Der Planetenträger PT1 ist durch ein zweites Schaltelement S2 mit einem Planetenträger PT2 des zweiten Planetenradsatzes verbindbar, wobei der Planetenträger PT2 weiter mit einer Abtriebswelle AB verbunden ist. Das Hohlrad HR2 kämmt mit Planetenrädern, welche drehbar an dem Planetenträger PT2 gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit dem Sonnenrad SR2 kämmen.
Das erste und zweite Schaltelement S1, S2 sind in der genannten Reihenfolge zwischen der ersten und zweiten Radsatzebene I, II angeordnet, das dritte Schaltelement befindet sich in einer Ebene mit der zweiten Radsatzebene II. Die hier gezeigte Ausführungsform stellt hinsichtlich der Anordnung der Schaltelemente S1, S2, S3 eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dar.
Die darstellbaren zwei Vorwärtsgänge und der eine Rückwärtsgang sind dabei in gleicher Weise durch Betätigen der Schaltelemente S1, S2, S3 realisierbar, wie bereits hinsichtlich der Ausführungsform gemäß 5 beschrieben.
Allen Ausführungsformen haben gemeinsam, dass die einzelnen Bauteile und Elemente direkt miteinander verbunden sein können, oder aber durch Verbindungselemente. Verbindungselemente können dabei Wellen sein, aber auch jegliche andere Ausgestaltung ist denkbar, auch eine einstückige Ausführung zweier Bauteile/Elemente.
7 zeigt schematisch und stark vereinfacht einen Außenbordantrieb für ein Boot 14. Dabei weist der Außenbordantrieb ein Antriebselement 19 (hier als Verbrennungsmotor dargestellt) auf, ein über die Antriebswelle AN damit verbundenes Getriebe in einem Gehäuse G, sowie ein mit der Abtriebswelle AB verbundenes Winkelgetriebe 11 und eine Propellerwelle 12 bzw. einen damit verbundenen Propeller 13 auf.
Der Außenbordantrieb ist über eine Verbindungseinrichtung 15 gelenkig bzw. schwenkbar um eine Hochachse mit dem Boot 14 verbunden. Das Antriebselement 19, das Getriebe, die Abtriebswelle AB, das Winkelgetriebe 11 und die Propellerwelle 12 können dabei in einem gemeinsamen Gehäuse des Außenbordantriebs angeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die genannten Elemente in separaten Gehäusen untergebracht sind, welche miteinander verbunden sein können. Auch können die verschiedenen Gehäuse als einzelne Gehäuseteile ausgeführt sein, die direkt miteinander verbunden sind.
Nicht gezeigt ist ferner eine Steuervorrichtung zum Betreiben des Getriebes. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Steuergerät handeln, welches anhand des Fahrwunsches eines Bedieners und einer Drehzahl des Antriebselements 10 einen Gang wählt bzw. einen Gangwechsel vornimmt. Ferner kann die Steuervorrichtung ein Bedienelement vorsehen, mittels welchem vom Bediener Fahrstufen bzw. Übersetzungsverhältnisse gewählt werden können. Insbesondere eine Eingabe bzgl. eines Vorwärts- oder Rückwärtsgangs kann in geeigneter Wese durch ein entsprechendes Bedienelement erfolgen.
Bezugszeichenliste

AN: Antriebswelle
AB, AB': Abtriebswelle
G: Gehäuse
S1, S2, S3, S4: Schaltelement
I, II, III: Radsatzebene
HR1, HR2, HR3: Hohlrad
PT1, PT2, PT3: Planetenträger
SR1, SR2, SR3: Sonnenrad
11: Winkelgetriebe
12: Propellerwelle
13: Propeller
14: Boot
15: Verbindungseinrichtung
16: Winkelgetriebe
17: Nebenabtrieb
18: Zugmittel
19: Antriebselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2008227585 A1 [0003]

Claims

Getriebe mit einer Antriebswelle (AN), einer Abtriebswelle (AB), wenigstens einem ersten, zweiten und dritten Schaltelement (S1, S2, S3) und wenigstens einer ersten und zweiten Radsatzebene (I, II) mit je einem Planetenradsatz, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Schaltelement (S1, S2, S3) als Bremse ausgeführt ist, während die verbleibenden Schaltelemente (S3, S2, S1) als individuell betätigbare Kupplungen ausgeführt sind.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - Über die Antriebswelle (AN) eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet wird, wobei die Antriebswelle (AN) mit einem Sonnenrad (SR1) eines ersten Planetenradsatzes in der ersten Radsatzebene (I) verbunden ist - Das Sonnenrad (SR1) mit Planetenrädern des ersten Planetenradsatzes kämmt, welche drehbar an einem Planetenträger (PT1) gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Hohlrad (HR1) des ersten Planetenradsatzes kämmen - Das erste Schaltelement (S1) als Bremse ausgeführt ist, wobei der Planetenträger (PT1) durch das erste Schaltelement (S1) an dem Gehäuse (G) bremsbar bzw. festsetzbar ist, und der Planetenträger (PT1) durch das zweite Schaltelement (S2) mit einem Hohlrad (HR2) eines zweiten Planetenradsatzes in der zweiten Radsatzebene (II) verbindbar ist - Die Antriebswelle (AN) durch das dritte Schaltelement (S3) ebenfalls mit dem Hohlrad (HR2) und durch das zweite Schaltelement mit dem Planetenträger (PT1) verbunden ist bzw. an dem Gehäuse (G) durch das erste Schaltelement (S1) bremsbar ist - Das Hohlrad (HR1) mit dem Planetenträger (PT2) des zweiten Planetenradsatzes und weiter mit der Abtriebswelle (AB) verbunden ist - Ein Sonnenrad (SR2) des zweiten Planetenradsatzes mit dem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist und mit Planetenrädern des zweiten Planetenradsatzes kämmt, wobei die Planetenräder des zweiten Planetenradsatzes drehbar an dem Planetenträger (PT2) des zweiten Planetenradsatzes gelagert sind und ferner mit dem Hohlrad (HR2) kämmen.
Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - Das Getriebe eine dritte Radsatzebene (III) mit einem dritten Planetenradsatz aufweist, wobei die Abtriebswelle (AB) mit einem Hohlrad (HR3) des dritten Planetenradsatzes verbunden ist und das Hohlrad (HR3) mit Planetenrädern kämmt, welche drehbar an einem Planetenträger (PT3) gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad (SR3) kämmen - Der Planetenträger (PT3) mit einer Abtriebswelle (AB') verbunden ist - Das Hohlrad (HR3) mit dem Planetenträger (PT3) und weiter mit der Abtriebswelle (AB') verbunden ist - Das Sonnenrad (SR3) drehfrei gelagert ist.
Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass - Das Getriebe eine dritte Radsatzebene (III) mit einem dritten Planetenradsatz aufweist, wobei die Abtriebswelle (AB) mit einem Hohlrad (HR3) des dritten Planetenradsatzes verbunden ist und das Hohlrad (HR3) mit Planetenrädern kämmt, welche drehbar an einem Planetenträger (PT3) gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad (SR3) kämmen - Der Planetenträger (PT3) mit einer Abtriebswelle (AB') verbunden ist - Das Hohlrad (HR3) mit dem Planetenträger (PT3) und weiter mit der Abtriebswelle (AB') verbunden ist. - Das Sonnenrad (SR3) mit dem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - Über die Antriebswelle (AN) eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet wird, wobei die Antriebswelle (AN) mit einem Sonnenrad (SR1) eines ersten Planetenradsatzes in der ersten Radsatzebene (I) verbunden ist - Das Sonnenrad (SR1) mit Planetenrädern des ersten Planetenradsatzes kämmt, welche drehbar an einem Planetenträger (PT1) gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Hohlrad (HR1) des ersten Planetenradsatzes kämmen - Durch das erste Schaltelement (S1) das Hohlrad (HR1) an einem Gehäuse (G) bremsbar ist und durch das zweite Schaltelement (S2) mit dem Planetenträger (PT1) und einem Hohlrad (HR2) eines zweiten Planetenradsatzes in der zweiten Radsatzebene (II) verbindbar, während der Planetenträger (PT1) mit dem Planetenträger (PT2) verbunden ist - Das Hohlrad (HR2) mit Planetenrädern kämmt, welche an dem Planetenräger (PT2) drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad (SR2) des zweiten Planetenradsatzes kämmen - Das Sonnenrad (SR2) durch das dritte Schaltelement (S3) an dem Gehäuse (G) bremsbar ist und weiter durch ein viertes Schaltelement (S4) mit dem Planetenträger (PT2) und einem Hohlrad (HR3) eines dritten Planetenradsatzes in einer dritten Radsatzebene (III) verbindbar ist, wobei der Planetenträger (PT2) und das Hohlrad (HR3) miteinander verbunden sind - Das Hohlrad (HR3) mit Planetenrädern kämmt, welche drehbar an einem Planetenträger (PT3) gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad (SR3) kämmen - Das Sonnenrad (SR3) mit dem Gehäuse (G) drehfest verbunden ist - Der Planetenträger (PT3) mit der Abtriebswelle (AB) verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - Über die Antriebswelle (AN) eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet wird, wobei die Antriebswelle (AN) mit einem Sonnenrad (SR1) eines ersten Planetenradsatzes in der ersten Radsatzebene (I) verbunden ist - Das Sonnenrad (SR1) mit Planetenrädern eines ersten Planetenradsatzes kämmt, wobei die Planetenräder drehbar an einem Planetenträger (PT1) des ersten Planetenradsatzes gelagert sind und weiter mit einem Hohlrad (HR1) kämmen - Das Hohlrad (HR1) drehfest mit einem Gehäuse (G) verbunden ist - Der Planetenträger (PT1) mit einem Hohlrad (HR3) eines dritten Planetenradsatzes in einer dritten Radsatzebene (III) verbunden ist - Die Antriebswelle (AN) durch das erste Schaltelement (S1) mit einem Hohlrad (HR2) eines zweiten Planetenradsatzes in der zweiten Radsatzebene (II) verbindbar ist, wobei die Antriebswelle (AN) weiter durch das zweite Schaltelement (S2) mit einem Sonnenrad (SR3) des dritten Planetenradsatzes verbindbar ist - Die Abtriebswelle (AB) mit einem Planetenträger (PT2) des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, wobei der Planetenträger (PT2) weiter durch das dritte Schaltelement (S3) mit dem Sonnenrad (SR3) verbindbar ist - Das Sonnenrad (SR3) mit Planetenrädern kämmt, welche drehbar an dem Planetenträger (PT3) gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit dem Hohlrad (HR3) kämmen - Der Planetenträger (PT3) mit einem Sonnenrad (SR2) des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, wobei das Sonnenrad (SR2) und der Planetenträger (PT3) durch ein viertes Schaltelement (S4) an dem Gehäuse (G) bremsbar sind - Das Sonnenrad (S2) mit Planetenrädern kämmt, welche an dem Planetenträger (PT2) drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit dem Hohlrad (HR2) kämmen.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - Über die Antriebswelle (AN) eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet wird, wobei die Antriebswelle (AN) mit einem Hohlrad (HR1) eines ersten Planetenradsatzes in der ersten Radsatzebene (I) und einem Sonnenrad (SR2) eines zweiten Planetenradsatzes in der zweiten Radsatzebene (II) verbunden ist - Das Hohlrad (HR1) mit Planetenrädern kämmt, welche an einem Planetenträger (PT1) drehbar gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit einem Sonnenrad (SR1) kämmen, welches drehfest mit einen Gehäuse (G) verbunden ist - Der Planetenträger (PT1) durch das erste Schaltelement (S1) mit einem Planetenträger (PT2) des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist, wobei der Planetenträger (PT2) weiter mit der Abtriebswelle (AB) verbunden ist - Der Planetenträger (PT1) durch das zweite Schaltelement (S2) mit einem Hohlrad (HR2) des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist, wobei das Hohlrad (HR2) durch das dritte Schaltelement (S3) an dem Gehäuse (G) bremsbar ist.
(6) Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - Über die Antriebswelle (AN) eine Drehbewegung in das Getriebe eingeleitet wird, wobei die Antriebswelle (AN) mit einem Hohlrad (HR1) eines ersten Planetenradsatzes in der ersten Radsatzebene (I) und einem Sonnenrad (SR2) eines zweiten Planetenradsatzes in der zweiten Radsatzebene (II) verbunden ist - Das Hohlrad (HR1) mit Planetenrädern kämmt, welche drehbar an einem Planetenträger (PT1) gelagert sind und weiter mit einem Sonnenrad (SR1) des ersten Planetenradsatzes kämmen - Das Sonnenrad (SR1) drehfest mit einem Gehäuse (G) verbunden ist - Der Planetenträger (PT1) durch das erste Schaltelement (S1) mit einem Hohlrad (HR2) des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist, wobei das Hohlrad (HR2) durch das dritte Schaltelement (S3) an dem Gehäuse (G) bremsbar ist - Der Planetenträger (PT1) durch das zweite Schaltelement (S2) mit einem Planetenträger (PT2) des zweiten Planetenradsatzes verbindbar ist, wobei der Planetenträger (PT2) weiter mit der Abtriebswelle (AB) verbunden ist - Das Hohlrad (HR2) mit Planetenrädern kämmt, welche drehbar an dem Planetenträger (PT2) gelagert sind, wobei die Planetenräder weiter mit dem Sonnenrad (SR2) kämmen.
Antriebsstrang umfassend ein Getriebe nach einem der vorherigen Ansprüche, ein mit dem Getriebe antriebsseitig verbundenes Antriebselement (19), ein mit dem Getriebe abtriebsseitig verbundenes Winkelgetriebe (11), welches über eine Propellerwelle (12) mit einem Propeller (13) verbunden ist.