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Querverweis auf verwandte
Anmeldungen
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Die
Anmelderin beansprucht Priorität auf Grundlage der Provisional-Patentanmeldung
Nr. 60/870,086, eingereicht am 14. Dezember 2006, die hierin durch
Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
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Beschreibung
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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Getriebe,
die zum Versorgen mehrerer Geräte mit Leistung von einer
einzigen Antriebswelle aus in der Lage sind, und genauer gesagt
auf Pumpen und Pumpengetriebe, die zum Versorgen einer Laufradwelle
einer Fluidpumpe und zumindest eines anderen Geräts mit
Leistung in der Lage sind, und insbesondere auf Notfallfahrzeugpumpen
und Getriebe solcher Art.
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2. Hintergrundinformationen
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Getriebe,
die zum Versorgen eines Primärgeräts und zumindest
eines anderen Geräts mit Leistung in der Lage sind, sind
nicht neu. Einige Getriebe, besonders in den Automobil- oder Lastkraftwagenbereichen,
umfassen einen Antrieb zum Versorgen eines Primärgeräts,
wie beispielsweise einer Achse des Fahrzeugs, mit Leistung und können
auch einen Nebenantrieb umfassen, der allgemein als PTO (power take-off)
bekannt ist. Ein Nebenantriebsgerät ist entworfen, um ein
Zusatzgerät mit Leistung zu versorgen, wobei Leistung von
dem Hauptantrieb des Getriebes gezogen wird. In einigen Fällen
könnte ein Zusatzgerät selbst Leistung von dem
Hauptgetriebe entnehmen (oder direkt mit demselben verbunden sein),
im Gegensatz zu einer Kopplung mit einem Zwischen-Nebenantriebsgerät.
Ein Nebenantriebsgerät ist typischerweise an dem Hauptgetriebe
angebracht und versorgt wiederum ein Zusatzgerät mit Leistung.
Typischerweise umfasst ein Getriebe ein internes Zahnrad, d. h.
ein „Nebenantriebszahnrad”, mit dem das Zusatzgerät
oder mit dem das Nebenantriebsgerät koppelt, damit das
Zusatzgerät oder das Nebenantriebsgerät angetrieben
wird.
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Pumpengetriebe,
einschließlich Pumpengetriebe der Feuerwehrart, wurden
ebenfalls entwickelt, um ein Primärgerät, wie
beispielsweise eine Pumpe, und zumindest ein anderes Gerät,
wie beispielsweise eine Verstärkerpumpe oder einen Kompressor,
mit Leistung zu versorgen. Ein derartiges System umfasst ein Erweitern
der Laufradwelle auf der gegenüberliegenden Seite des Getriebegehäuses
eines Pumpengetriebes. Ein Ende der Laufradwelle befindet sich mit
dem Pumpenlaufrad in Eingriff, während das entgegengesetzte
Ende für eine Verwendung verfügbar ist, um ein
anderes Gerät mit Leistung zu versorgen. Bei anderen Systemen
kann ein zusätzliches Zahnrad innerhalb des Getriebekastens
enthalten sein, um eine Leistungsausgabe zu liefern. Ein Beispiel
eines derartigen Räderwerks findet sich in dem Patent an
Hoffman,
US-Patent Nr. 4,587,862 , erteilt
am 13. Mai 1986. Bei Hoffman versorgt ein Eingangsbauglied
30 abwechselnd
ein Ausgangsbauglied
32 oder eine Pumpenwelle
18 mittels
eines Schiebezahnrads
70. Ein weiteres Beispiel eines Systems,
das ein zusätzliches Zahnrad vorsieht, findet sich in dem
Patent an Eberhardt,
US-Patent
Nr. 5,145,014 , bei dem das Getriebe eine sich drehende Pumpenwelle
18 und
einen Luftkompressor
13 mit Leistung versorgt.
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Bei
anderen Feuerwehrpumpengetriebesystemen ist eine Öffnung
an dem Getriebekasten oder Gehäuse eines Primärgetriebes
vorgesehen, um ein besonders entworfenes Zusatzgetriebe oder -Gerät aufzunehmen.
Ein besonders entworfenes Nebenantriebsgerät wird verwendet,
um das Primärgetriebe mit dem Zusatzgerät zu koppeln.
Das Zusatzsystem kann mit einem Schiebekupplungszahnrad ausgerüstet
sein, um ein angetriebenes Gerät in Eingriff zu nehmen
oder außer Eingriff zu bringen. Beispielsweise kann ein
Zusatzgerät, wie beispielsweise eine Verstärkerpumpe
oder ein Kompressor typischerweise an dem Gehäuse befestigt
oder eng mit dem Gehäuse eines Feuerwehrpumpengetriebes
gekoppelt sein. Ein Beispiel eines derartigen Systems ist das Modell der
LDMH-Pumpe, hergestellt von W. S. Darley & Company, Chippewa Falls, Wisconsin.
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Zusammenfassung
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Obwohl
die herkömmlichen Pumpengetriebe ein Primärgerät
mit Leistung versorgen und auch das Versorgen eines Zusatzgeräts
oder mehrerer Zusatzgeräte mit Leistung ermöglichen,
sind dieselben derart begrenzt, dass die Pumpe oder Laufradwelle
mit Energie versorgt werden muss, um ein Nebenantriebszahnrad innerhalb
des Gehäuses des Getriebes mit Leistung zu versorgen. Dies
wurde bisher nicht als Problem angesehen, sondern eher als eine Tatsache
oder ein notwendiger Aspekt solcher Geräte. Daher gab es
bisher wenig oder keinen Zweck darin, die Pumpe von dem Nebenantriebsgerät
zu entkoppeln, da Zusatzgeräte, die in Verbindung mit der Pumpe
oder dem Pumpengetriebe verwendet werden, die Pumpe erfordern. In
der Tat erfordern Zusatzgeräte, wie z. B. Kompressoren
oder Verstärker, die Pumpe und ihr Wasser, um zu arbeiten.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch erkannt, dass
das Betreiben des Nebenantriebszahnrads, ohne die Laufradwelle zu
betreiben, zahlreiche Vorteile liefern würde, wie z. B.
das Verlängern der Pumpenlebensdauer, das Ermöglichen,
ein Zusatzgerät in Situationen zu betreiben, wo Pumpenwasser rar
ist oder fehlt, das Bereitstellen von Vielseitigkeitsoptionen für
ein Pumpengetriebe, um eine Vielzahl von Geräten mit Leistung
zu versorgen, deren Betrieb ansonsten aufgrund von übermäßiger
Pumpenabnutzug nicht gerechtfertigt wäre, neben vielen
anderen Vorteilen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben
auch erkannt, dass das Nebenantriebszahnrad unabhängig
von der Pumpe angetrieben werden kann, die besonderen Merkmale des
Nebenantriebszahnrads können also unabhängig von
der Pumpe sein. Beispielsweise müssen der Typ und die Größe
des Nebenantriebszahnrads nicht beeinflusst werden durch die Geschwindigkeitsanforderungen oder
anderer Besonderheiten der Pumpe. Für das Nebenantriebszahnrad
kann statt eines Schrägstirnrades ein Stirnrad verwendet
werden. Unterschiedliche Zahnradbeabstandung und Steigungswinkel,
die Anzahl der Zahnradzähne und andere Aspekte der Übertragung
können modifiziert oder verwendet werden, um eine Kompatibilität
mit einer Vielzahl von Zusatz- und Nebenantriebsgeräten
zu ermöglichen. Das Nebenantriebszahnrad kann vorteilhafterweise konfiguriert
sein, um mit einem handelsüblichen (anstatt einem speziell
entworfenen) Nebenantriebsgerät Eingriff zu nehmen. Somit
liefert das Betreiben des Nebenantriebszahnrads ohne die Laufradwelle zu
betreiben noch weitere Vorteile.
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Das
Befestigen eines Nebenantriebsgerätes 50 (wie
z. B. eines handelsüblichen Nebenantriebsgerätes)
an dem Pumpengetriebe 20 zum Versorgen eines Zusatzgerätes
mit Leistung, das nicht sinnvoll oder wesentlich ist für
den Betrieb der Pumpe, würde keinen Sinn machen, da das
Betreiben des Zusatzgerätes notwendigerweise das Antreiben
der Laufradwelle 40 erfordern würde. Vorzugsweise
wird die Laufradwelle nur betrieben, wenn es erforderlich ist, um
die nutzbare Lebensdauer der Pumpe zu erhalten. Typischerweise wird
das Pumpenlaufrad nur zu einem kleinen Prozentsatz der Zeit angetrieben, wenn
ein Notfallfahrzeug zum Einsatz vor Ort gerufen wird. Als solches
liefert das Konfigurieren des Nebenantriebsgerätes, um
unabhängig von der Laufradwelle zu arbeiten, weitere Vorteile.
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Gemäß der
Erfindung wird dann die Vielseitigkeit des Feuerwehrpumpengetriebes
verbessert durch unabhängiges Versorgen eines Nebenantriebszahnrads
und einer Laufradwelle mit Leistung von einer gemeinsamen Antriebswelle.
Eine solche Anordnung ermöglicht die unabhängige
Verwendung eines Zusatzgerätes ohne die Pumpe betreiben
zu müssen, und neben anderen Vorteilen, ermöglicht dieselbe
auch die Verwendung einer Vielzahl von Zusatzgeräten, die
bisher für die Verwendung mit einem Pumpengetriebe unpraktisch
waren.
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Bei
bestimmten Ausführungsbeispielen der Erfindung ist das
Nebenantriebszahnrad an der Getriebeantriebswelle befestigt. Außerdem
ist eine Kupplung auf der Laufradwelle platziert. Bei einem bestimmten
Aspekt ist die Kupplung mit der Getriebeantriebswelle gekoppelt über
ein Kupplungsantriebsrad Ein Kupplungsantriebsrad ist mit der Antriebswelle
verbunden und koppelt mit einem Kupplungszahnrad der Kupplung. Kupplungsvorrichtungen
verschiedener Typen können verwendet werden, eine Mehrscheibenkupplung,
die auf der Laufradwelle platziert ist, ist jedoch am vorteilhaftesten.
Das Befestigen des „Spann”-Abschnitts der Mehrscheibenkupplung
auf der Laufradwelle ermöglicht es, dass die Laufradwelle
eingeschaltet wird, wenn die Kupplung aktiviert ist. Außerdem
ist bei einem bestimmten Aspekt das Kupplungsantriebsrad benachbart
zu oder in Kontakt mit dem Nebenantriebszahnrad verbunden, und beide
drehen sich zusammen, während sich die Antriebswelle dreht.
Jede dieser Einzelheiten liefert bestimmte Vorteile und kann unabhängig
von den anderen implementiert werden.
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Das
Nebenantriebszahnrad, das an der Antriebswelle befestigt ist, kann
von jeder gewünschten Vielzahl sein. Ein Nebenantriebszahnrad
aus einem Stirnrad ist jedoch am vorteilhaftesten.
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Außerdem
ist bei bestimmten Ausführungsbeispielen ein Nebenantriebsgerät
an dem Getriebe befestigt und ist mit dem Nebenantriebszahnrad gekoppelt,
das in einem Gehäuse des Getriebes angeordnet ist. Bestimmte
Aspekte umfassen das Befestigen des Nebenantriebsgeräts
an einer Seite des Gehäuses (d. h. Vermeiden einer Befestigung
an der Vorderseite oder Rückseite des Gehäuses).
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Vorteilhafterweise
umfasst bei das Getriebe der vorliegenden Erfindung bestimmten Ausführungsbeispielen
eine Befestigung eines „handelsüblichen Nebenantriebsgerätes”,
wie es nachfolgend näher beschrieben wird. Bei zusätzlichen
Aspekten wird eine optionale Antriebsleitung in Verbindung mit dem Getriebe
verwendet. Außerdem wird bei bestimmten Aspekten ein Gerät,
das durch das Nebenantriebszahnrad mit Leistung versorgt wird, entfernt
von dem Getriebe befestigt. Bei bestimmten Aspekten sind eine Antriebswelle
oder ein hydraulischer Adapter in dem Nebenantriebsgerät
enthalten.
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Bei
zusätzlichen Aspekten umfasst die Laufradwelle ein Keilmerkmal
zum Befestigen eines Zusatzgerätes. Bei bestimmten Aspekten
umfasst ein solches Zusatzgerät eine Bremse oder eine hydraulische
Pumpe. Bei zusätzlichen Aspekten umfasst das Getriebe ein
Schmiersystem und eine Pumpe zum Schmieren und Kühlen von
Getriebekomponenten.
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Bei
bestimmten Ausführungsbeispielen gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird das Problem des unabhängigen
Versorgens eines Nebenantriebszahnrads und einer Laufradwelle mit Leistung
von einer einzelnen Antriebswelle oder einem Feuerwehrpumpengetriebe
gelöst durch Befestigen des Nebenantriebszahnrads an der
Antriebswelle und Kuppeln der Laufradwelle. Bei bestimmten Aspekten
umfasst das Kuppeln der Laufradwelle das Befestigen eines Kupplungsantriebsrads
an der Antriebswelle benachbart zu dem Nebenantriebszahnrad. Weitere
optionale Aspekte umfassen das Befestigen eines Nebenantriebsgerätes
an dem Getriebe und das Koppeln des Nebenantriebsgerätes
mit einer Antriebsleitung, um ein entferntes Zusatzgerät
mit Leistung zu versorgen.
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Die
obige Zusammenfassung beschreibt, dass das Versorgen des Nebenantriebszahnrads
mit Leistung nicht abhängig ist von dem Versorgen der Pumpe
mit Leistung (d. h. die Laufradwelle muss sich nicht bewegen, um
das Nebenantriebszahnrad anzutreiben). Das Konzept kann alternativ
dargestellt werden bezüglich des selektiven Versorgens
der Laufradwelle mit Leistung, während das Nebenantriebszahnrad
mit Leistung versorgt wird. In der Tat ist das Versorgen des Nebenantriebszahnrads
mit Leistung unabhängig von dem Versorgen der Laufradwelle
mit Leistung.
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Die
obige Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung soll nicht jedes
dargestellte Ausführungsbeispiel oder jede Implementierung
oder jeden Aspekt der vorliegenden Erfindung beschreiben. Die Figuren
und die detaillierte Beschreibung, die folgen, veranschaulichen
diese Ausführungsbeispiele genauer.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Feuerwehrpumpengetriebes, das
die Grundlagen der vorliegenden Erfindung verkörpert.
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2 ist
eine weitere perspektivische Ansicht des Getriebes von 1,
wobei Abschnitte der Deutlichkeit halber entfernt sind.
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3 ist
eine weitere perspektivische Ansicht des Getriebes von 1,
wobei Abschnitte der Deutlichkeit halber entfernt sind.
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4 ist
eine Schnittansicht entlang einer Linie 4-4 von 1.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des Getriebes von 1,
das mit einer Pumpe ausgerüstet ist und bei dem eine Platte
entfernt ist.
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6 ist
eine perspektivische, auseinandergezogene Teilansicht eines Pumpengetriebes,
das die Grundlagen der vorliegenden Erfindung verkörpert.
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7 ist
eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des Getriebes
von 1.
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8 ist
eine untere perspektivische Ansicht eines Nebenantriebsgeräts,
das im Stand der Technik bekannt ist.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht einer Pumpe und eines Getriebes und
eines Nebenantriebsgeräts, die die Grundlagen der vorliegenden
Erfindung verkörpern.
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10 ist
eine perspektivische Ansicht einer Pumpe und eines Getriebes mit
einem Nebenantriebsgerät, die die Grundlagen der vorliegenden
Erfindung verkörpern, und wobei ein Abschnitt des Gehäuses
zur Veranschaulichung entfernt ist.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht eines Feuerwehrpumpengetriebes, das
die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfasst und bei dem eine Laufradabdeckung
entfernt ist.
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12 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 12-12 von 11.
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13 ist
eine perspektivische Ansicht eines Feuerwehrpumpengetriebes, das
die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfasst.
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14 zeigt
eine Art einer Pumpe und eines Pumpengetriebes, die im Stand der
Technik bekannt sind.
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Während
die Erfindung verschiedenen Modifikationen und alternativen Formen
zugänglich ist, wurden Spezifika derselben exemplarisch
in den Zeichnungen gezeigt und werden detailliert beschrieben. Es
sollte jedoch klar sein, dass die Absicht nicht darin besteht, die
Erfindung zwangsläufig auf die beschriebenen speziellen
Ausführungsbeispiele oder Aspekte zu begrenzen. Die Absicht
besteht im Gegenteil darin, alle Modifikationen, Äquivalente
und Alternativen abzudecken, die in die Wesensart und den Schutzbereich
der Erfindung fallen und die durch die beigefügten Ansprüche
definiert sind.
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Detaillierte Beschreibung
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Unter
den Pumpen und Pumpengetrieben, die im Stand der Technik bekannt
sind, befinden sich diese, die oben in dem Hintergrundabschnitt
angegeben sind, und das in 14 gezeigte
Gerät. Das Gerät von 14 zeigt
eine Rückseitenansicht einer Pumpe/eines Pumpengetriebes 200.
Eine Eingangswelle (bei der es sich um eine Welle handelt, die gegenüber
der Ausgangswelle 210 positioniert ist) tritt in das Gehäuse
des Getriebes 220 an einem Vorderabschnitt des Getriebes 220 ein.
Ein Zusatzgetriebe 230 ist an der Seite des Getriebes 220 befestigt.
Das Zusatzgetriebe 230 versorgt eine kleinere Pumpe 240 mit
Leistung, die durch einen Schlauch 250 gespeist wird. Bei
diesem bekannten System ist die Pumpe 240 als ein Verstärker
für die Pumpe/das Pumpengetriebe 200 wirksam,
wobei höhere Drücke erreicht werden als die Pumpe 200 andernfalls
erreichen würde.
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Das
Zusatzgetriebe 230 ist mit einem Schiebekupplungszahnrad
(nicht gezeigt) ausgerüstet, um das von dem Nebenantrieb
angetriebene Gerät 240 in Eingriff zu nehmen oder
außer Eingriff zu bringen. In dem dargestellten Fall handelt
es sich bei dem angetriebenen Gerät (Zusatz) um die kleinere
Pumpe 240. Das von dem Nebenantrieb angetriebene Gerät 240 könnte
alternativ ein Kompressor sein. Das Getriebe 230 ist ein
Getriebe mit zwei Zahnrädern, das an der Seite des Hauptgetriebes 220 befestigt
ist und als ein Nebenantriebsgerät oder PTO-Gerät
wirksam ist.
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Innerhalb
des Gehäuses der Pumpe/des Pumpengetriebes 200 koppelt
ein „Nebenantriebsübersetzungsgetriebe” (nicht
gezeigt) des Getriebes 230 mit einem „Antriebsrad”,
das an der Eingangswelle 210 befestigt ist. Das Antriebsrad
versorgt sowohl das Nebenantriebsgerät 230 als
auch ein Leerlaufzahnrad mit Leistung, das wiederum ein drittes Zahnrad
innerhalb des Gehäuses 260 mit Leistung versorgt,
um die Laufradwelle der Pumpe und des Getriebes 200 mit
Leistung zu versorgen. Wenn sich das Antriebsrad dreht, werden sowohl
das Nebenantriebsgerät 230 als auch die Hauptlaufradwelle
innerhalb des Gehäuses 260 mit Leistung versorgt.
Es gibt auch andere bekannte Arten von Feuerwehrpumpengetrieben,
die einen Nebenantrieb verwenden, um ein Zusatzgerät mit
Leistung zu versorgen, wobei der Nebenantrieb zusammen mit der Laufradwelle
mit Leistung versorgt ist.
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Den
bekannten Feuerwehrpumpengetrieben fehlt es an Vielseitigkeit, weil
die Laufradwelle mit Leistung versorgt werden muss, damit das Nebenantriebszahnrad
oder das Zusatzgerät mit Leistung versorgt werden. Wie
es oben angemerkt wurde, war es an den Erfindern der vorliegenden
Erfindung zu erkennen, dass das Versorgen eines Nebenantriebszahrrads
mit Leistung unabhängig von dem Laufwellenrad zahlreiche
Vorteile liefern würde, wie es hierin nachfolgend näher
beschrieben wird. In der Tat können die Getriebe, die in
der Beschreibungseinleitung und in 14 beschrieben
sind, ein Zusatzgerät mit Leistung versorgen, aber solche
Getriebe sind im Vergleich zu der vorliegenden Erfindung begrenzt.
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Unter
Bezugnahme auf 1–13 ist
ein Getriebe, das die Grundlagen der vorliegenden Erfindung verkörpert,
im Allgemeinen mit Bezug auf das Bezugszeichen 20 bezeichnet.
Bei einem Aspekt ist das Getriebe 20 ein Fluidpumpengetriebe
und umfasst ein Gehäuse 22. Das Getriebe 20 ist
mit einer Feuerwehrpumpe wirksam und kann an einem Löschfahrzeug
oder einem anderen Notfallfahrzeug verwendet werden. Das Gehäuse 22 ist
vorzugsweise aus gegossenem Metall hergestellt, wie beispielsweise
Eisen, vorzugsweise Aluminium. Das Gehäuse 22 ist
eine einstückige Konstruktion und kann an einem Boden 23 angebracht
sein oder denselben umfassen. Das Gehäuse 22 nimmt
eine Antriebswelle 34 auf, die in das Gehäuse 22 auf
herkömmliche Weise eintritt. Die Antriebswelle 34 ist
mit einem Kupplungsantriebsrad 30 innerhalb des Gehäuses 22 verbunden
(siehe 2–4). Das
Kupplungsantriebsrad 30 ist wirksam mit einer Laufradwelle 40 gekoppelt.
Das Getriebe 20 umfasst ferner ein Nebenantriebszahnrad 32,
das an der Antriebswelle 34 befestigt ist. Gemäß der
Erfindung ist die Vielseitigkeit des Feuerwehrpumpengetriebes 20 verbessert,
indem das Nebenantriebszahnrad 32 und die Laufradwelle 40 von
einer gemeinsamen Antriebswelle 34 unabhängig
mit Leistung versorgt werden. Bei einem speziellen Aspekt wird die
Laufradwelle 40 selektiv mittels einer Kupplung mit Leistung
versorgt, wie beispielsweise einer Kupplung 38. Während
sich die Antriebswelle 34 und die Zahnräder 32 und 30 gemeinsam
drehen können, ermöglicht die Kupplung 38, dass
die Laufradwelle 40 unabhängig im Leerlauf bleibt.
Wenn die Kupplung 38 aktiviert ist, dreht sich die Laufradwelle 40.
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Vorzugsweise
koppelt die Kupplung 38 das Kupplungsantriebsrad 30 mit
der Laufradwelle 40. Die Kupplung 38 umfasst ein
Kupplungszahnrad 36. Das Kupplungsantriebsrad 30 steht
mit dem Kupplungszahnrad 36 in Eingriff. Während
andere Arten verwendet werden können, handelt es sich vorzugsweise
bei dem Kupplungsantriebsrad 30 um ein Schrägstirnrad,
das mit einem entsprechenden Schrägstirnrad 36 zusammenpasst.
Zusammen bilden das Kupplungsantriebsrad 30 und das Kupplungszahnrad 36 ein
Pumpenräderwerk 44 (siehe 2). Die
Anzahl von Zähnen, die an dem Räderwerk 24 verwendet
werden, kann geändert werden, um ein erwünschtes
Antriebswelle-zu-Laufradwelle-Verhältnis zu erreichen.
Das Räderwerk 44 kann mehrere Zahnräder
umfassen, jedoch ist eine Verwendung eines Paars von Zahnrädern,
wie beispielsweise des Zahnrads 30 und des Kupplungszahnrads 36 bevorzugt.
Es ist zu erkennen, dass das spezielle Räderwerk 44 eingerichtet
sein kann, um eine Ausgangsdrehzahl aufzuweisen, die zu einer optimalen Laufraddrehzahl
einer gegebenen Pumpe 60 passt, die sich mit der Laufradwelle 40 in
Eingriff befinden kann.
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Wenn
sich die Antriebswelle 34 dreht, dreht sich das Kupplungsantriebsrad 30,
das wiederum das Kupplungszahnrad 36 dreht, um die Laufradwelle 40 zu
betreiben, wenn die Kupplung 38 aktiviert ist. Wenn die
Kupplung 38 deaktiviert ist, dreht sich das Kupplungszahnrad 36 frei
auf der Welle 40 und läuft auf Lager 47.
Die Kupplung 38 ist vorzugsweise von einer gut bekannten
Mehrscheibenart mit Scheibenplatten 42. Die Kupplung 38 umfasst
einen Einspannabschnitt 43, der sicher an der Laufradwelle 40 befestigt
ist. Wenn sich das Kupplungszahnrad 36 dreht, tun dies
auch einige der Platten 42. Wenn die Kupplung 38 aktiviert
ist, binden die Platten 42 auf oder innerhalb der Einspannvorrichtung 38,
wodurch bewirkt wird, dass die Einspannvorrichtung 38 und die
Laufradwelle 40 sich drehen. Die Drehzahl der Laufradwelle 40 ist
zum Teil von der Drehzahl der Antriebswelle 34 und dem Übersetzungsverhältnis
des Räderwerks 44 abhängig. Es ist zu
erkennen, dass die Drehzahl des Laufrads 40 sich von der
Drehzahl der Antriebswelle 34 unterscheiden kann.
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Wie
es oben angegeben ist, umfasst das Getriebe 20 ein Nebenantriebszahnrad 32,
das an der Antriebswelle 34 befestigt ist. Das Nebenantriebszahnrad 32 ist
an der Welle 34 befestigt, so dass sich dasselbe dreht,
wenn sich die Welle 34 dreht, und sich vorzugsweise nicht
entlang der Welle 34 verschiebt, sondern bei einer festgelegten
Position verbleibt. Während andere Arten verwendet werden können,
handelt es sich vorzugsweise bei dem Nebenantriebszahnrad 32 um
ein Stirnrad und dasselbe ist innerhalb des Gehäuses 22 positioniert.
Das Nebenantriebszahnrad 32 ermöglicht ein unabhängiges Verzahnen
der Pumpe 60 und des Nebenantriebgeräts 50 (siehe 8–10).
Bevorzugter ist das Nebenantriebszahnrad 32 konfiguriert,
um mit einem im Handel erhältlichen Nebenantrieb oder PTO 50 in Eingriff
zu stehen. Ein „im Handel erhältliches” Nebenantriebsgerät
ist eines, das an einer Standard-Nebenantriebsöffnung eines
Gehäuses befestigt sein kann, insbesondere derartige Geräte,
die an Öffnungen mit einer 6- oder 8-Bolzen-Struktur befestigt
sein können, wie es gemäß dem Society
of Automotive Engineers Standard SAE J704 definiert ist, sowie Öffnungen
mit einer 10-Bolzen-Struktur zum Befestigen an Allison-Getrieben.
Ein nicht einschränkendes Beispiel eines Nebenantriebszahnrads 32 für eine
Verwendung in Verbindung mit der Erfindung umfasst ein Stirnrad 32,
das mit einem aufnehmenden Zahnrad 54 (siehe 8)
eines Nebenantriebs 50 übereinstimmend zusammenpasst,
wobei das Nebenantriebsaufnahmezahnrad 54 ebenfalls ein
Stirnrad ist. Es ist zu erkennen, dass das Zahnrad 32 konfiguriert
sein kann, um zu anderen Arten von Aufnahmezahnrädern zu
passen, doch vorzugsweise konfiguriert ist, um mit im Handel erhältlichen
Nebenantriebsgeräten wirksam zu sein. Andere nicht einschränkende
Beispiele von im Handel erhältlichen Geräten des
Nebenantriebs 50, die mit der Erfindung verwendet werden
können, umfassen die Typen Chelsea und Muncie (nicht gezeigt).
Zusammen bilden das Zahnrad 32 und das Aufnahmezahnrad 54 ein
Nebenantriebsräderwerk 46 (siehe 10).
Die Anzahl von Zähnen, die an dem Räderwerk 46 verwendet
werden, kann geändert werden, um ein erwünschtes
Antriebswelle-zu-Nebenantriebsausgangswelle-Verhältnis
zu erreichen. Das Räderwerk 46 kann mehrere Zahnräder
umfassen, jedoch ist eine Verwendung eines Paars von Zahnrädern
bevorzugt, wie beispielsweise des Zahnrads 32 und des Aufnahmezahnrads 54.
Es ist zu erkennen, dass das spezielle Räderwerk 46 eingerichtet
sein kann, um eine Ausgangsdrehzahl aufzuweisen, die zu einer optimalen
Drehzahl eines gegebenen Zubehörgeräts passt (Zubehörgerät
nicht gezeigt). Nicht einschränkende Beispiele einiger
Zubehörgeräte umfassen Verstärkerpumpen,
Kompressoren, Schaumkonzentratpumpen, Generatoren oder andere Geräte.
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Das
Gehäuse 22 definiert vorzugsweise ein Nebenantriebstor 48 (siehe 5).
Das Nebenantriebstor 48 ermöglicht einen Zugriff
auf den Innenraum des Gehäuses 22, wo das Kupplungsantriebsrad 30 und
das Nebenantriebszahnrad 32 wirksam sind. Vorzugsweise
ist das Tor 48 benachbart zu dem Kupplungsantriebsrad 30 und
dem Nebenantriebszahnrad 32 positioniert. Vorzugsweise
umfasst das Gehäuse 22 eine im Wesentlichen flache
Befestigungsfläche 24. Die Fläche 24 ist
an einer Außenseite des Gehäuses 22 und
vorzugsweise um einen Umfang 26 des Nebenantriebtors 48 herum
gelegen. Vorzugsweise ist der Umfang 26 bemessen, um mit einem
Umfang 26' des Nebenantriebs 50 übereinzustimmen
(siehe 8). Vorzugsweise umfasst die Befestigungsfläche 24 zumindest
ein Bolzenloch 28 und befasst bevorzugter zumindest 6-Bolzen-Löcher 28,
wie es gezeigt ist, und umfasst am bevorzugsten Löcher
oder Öffnungen mit einer 6- oder 8-Bolzen-Struktur, wie
es gemäß dem Society of Automotive Engineers Standard
SAEJ704 definiert ist, oder Öffnungen mit einer 10-Bolzen-Struktur
zum Befestigen an einem Allison-Getriebe. Wenn das Nebenantriebsgerät 50 nicht
an dem Getriebe 20 befestigt ist, ist eine Platte 52 an
dem Gehäuse 22 befestigt, die das Nebenantriebstor 48 und
das Kupplungsantriebsrad 30 und das Nebenantriebszahnrad 32 bedeckt.
Bolzen 29 werden verwendet, um die Platte 52 an
dem Gehäuse 22 zu befestigen. Während
andere Größen und Arten möglich sind,
ist die Platte 52 vorzugsweise an im Allgemeinen rechteckiger,
planarer Körper, der eine Ebene, die im Wesentlichen parallel zu
einer Längsachse A (siehe 4) der Antriebswelle 34 ausgerichtet
ist, definiert und auf derselben liegt. Vorzugsweise definiert die
Befestigungsfläche 24 eine Ebene, die im Wesentlichen
parallel zu einer Längsachse A der Antriebswelle 34 ausgerichtet
ist. Die Ebene verläuft vorzugsweise ferner parallel mit den
Zahnradflanken des Nebenantriebszahnrads 32 (falls das
Nebenantriebszahnrad ein Stirnrad ist). Es ist zu erkennen, dass,
wenn die Befestigungsfläche 24 eine Ebene definiert,
die im Wesentlichen parallel zu einer Längsachse A der
Antriebswelle 34 ausgerichtet ist, eine Befestigung eines
Nebenantriebs 50 an derselben einen bevorzugten und verbesserten Eingriff
zwischen dem Aufnahmezahnrad 54 und dem Stirnrad 32 liefert.
Wäre eine derartige Ausrichtung nicht im Wesentlichen parallel,
könnte das Aufnahmezahnrad 54 andernfalls schräg
gestellt sein oder sich außer Ausrichtung befinden, wenn
dasselbe mit dem Zahnrad 32 in Eingriff steht oder wenn versucht
wird, das Zahnrad 54 und das Zahnrad 32 zu koppeln.
Ferner ist das Tor 48 an einer Seite des Getriebes 20 positioniert,
wie es im Allgemeinen gezeigt ist.
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Das
Kupplungsantriebsrad 30 und das Nebenantriebszahnrad 32 können
unterschiedliche Durchmesser und unterschiedliche Zahnanordnungen
aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Nebenantriebszahnrad 32 um
ein Stirnrad, das angepasst ist, um mit einem Aufnahmezahnrad 54 eines
Nebenantriebs 50 zusammenzupassen. Das Aufweisen unterschiedlicher
Räderwerke 44, 46 ermöglicht
ein Verwenden einer gemeinsamen Antriebswelle 34, um das
Laufrad 40 zu betreiben, während simultan (oder
alternativ) der Nebenantrieb 50 betrieben wird. Es ist
zu erkennen, dass ein Zubehörgerät (nicht gezeigt),
wie beispielsweise ein Luftkompressor oder ein Generator oder eine
Sekundärpumpe oder ein anderes Gerät, einschließlich
Geräten, die an einem Notfallfahrzeug wie beispielsweise
einem Feuerwehrfahrzeug nützlich sein können,
von einem Nebenantriebsbereich 51 aus (siehe 1) betrieben
werden können. Es ist zu erkennen, dass ein Betrieb eines
Zubehörgeräts aufgrund der Fähigkeit,
ein Nebenantriebsräderwerk 46 (siehe 10) einzugliedern,
das sich von dem Laufradkupplungsräderwerk 44 unterscheidet,
ermöglicht oder zumindest erleichtert wird. Insbesondere
können niedrigere (oder höhere) Drehzahlen einer
Nebenantriebsausgangswelle 56 erreicht werden, wenn erwünscht.
Es ist zu erkennen, dass ein zusätzliches Zahnrad oder zusätzliche
Zahnräder (nicht gezeigt) in dem Nebenantriebsgerät 50 enthalten
sein können, um eine Variation einer Ausgangsdrehung der
Nebenantriebsausgangswelle 56 aufzunehmen. Ferner kann eine
Kupplung oder ein Kupplungssatz (nicht gezeigt) bei oder innerhalb
des Nebenantriebsgeräts 50 verwendet werden, um
eine Leistung zu einem Zubehörgerät selektiv in
Eingriff zu nehmen oder außer Eingriff zu bringen. Auf
diese Weise kann das Zubehörgerät abgeschaltet
werden, während die Laufradwelle 40 mit Leistung
versorgt wird, wobei so weitere Vielseitigkeit geliefert wird.
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Vorteilhafterweise
nimmt eine Verwendung eines im Handel erhältlichen Nebenantriebsgeräts eine
Verwendung eines Zubehörgeräts, das entfernt positioniert
sein soll, aufgrund der Fähigkeit auf, eine Nebenantriebsantriebsleitung
(Antriebsleitung nicht gezeigt) anzutreiben, die sich nach außen
oder weg von dem Nebenantrieb 50 und dem Gehäuse 22 erstrecken
kann. Die Antriebsleitung kann eine Welle umfassen, die an der Ausgangswelle 56 angebracht ist
oder dieselbe aufweist, und kann mit einer U-Verbindung oder mit
Jochelementen ausgerüstet sein, oder kann eine hydraulische
Kopplung umfassen. Beispielsweise kann ein Zubehör im Allgemeinen
in der Region positioniert sein, die durch das Bezugszeichen 62 bezeichnet
ist (oder einer bestimmten anderen Region, ob nun an dem Gehäuse 22 oder
einer Komponente eines Feuerwehrfahrzeugs oder einer anderen Struktur).
Eine derartige Ausrichtung ermöglicht eine Freiheit davon,
eine Befestigung direkt an dem Gehäuse 22 oder
eine andere relativ enge Kopplung mit dem Getriebe 20 konfigurieren
zu müssen.
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Eine
Situation, die für diese vorläufige Pumpengetriebeanordnung
einmalig ist, ergibt sich, wo die Laufradwelle 40 oder
die Pumpe 50 nicht aktiviert ist. Wenn das Nebenantriebszahnrad 32 läuft,
ist Wasserzirkulation von der Pumpe 50 anderweitig nicht
verfügbar zum Kühlen. Somit erfordern die Zahnräder
des Nebenantriebsgerätes 50 sowie das Nebenantriebszahnrad 32 als
auch die anderen Zahnräder und Elemente innerhalb des Gehäuses 22 Kühlung
und/oder Schmierung. Ein Schmiermittel wird somit unter Druck zu
und von dem Gehäuse 22 zirkuliert. Ferner ist
in 4 eine Öl- oder Schmiermittelpumpe 64 gezeigt.
Die Ölpumpe 64 druck-schmiert oder schmiert das
Nebenantriebszahnrad und die Lager. Ein Ölfilter 76 ist
vorzugsweise vorgesehen. Ein Kühler (nicht gezeigt) wird
ebenfalls verwendet, um das Kühlmittel, wie z. B. Schmieröl
oder automatisches Getriebefluid, zu kühlen. Mit einem
solchen Schmiersystem kann Kühlung erreicht werden, selbst
wenn die Laufradwelle 40 nicht in Eingriff ist. Alternativ
kann Kühlen erreicht werden durch Zirkulieren von Schmiermittel
durch einen Wärmetauscher (nicht gezeigt). Das Filter 76 verbindet
mit dem Schmiermittelschlauch 78, der Schmiermittel von
dem Gehäuse 22 zurück zu der Ölpumpe 64 rezirkuliert.
Das Schmiermittel verlässt das Verbindungsstück 65 (siehe 6)
zu einem optionalen Wärmetauscher oder Kühler
(nicht gezeigt) zum Kühlen des Schmiermittels. Das Schmiermittel
kann zu einem Verbindungsstück zurückkehren, beispielsweise
einem Verbindungsstück 67 (siehe 1)
für den Durchgang zu Lagern und Zahnrädern, im
allgemeinen an der Stelle der Laufradwelle 40.
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Wie
es ferner in 11–13 gezeigt
ist, ist die Laufradwelle 40 vorzugsweise mit einer externen
Keilwelle 70 versehen. Die Bremse 66 kann an der
Keilwelle 70 befestigt sein. Die Bremse 66 ermöglicht
das Bremsen der Welle 40, um zu verhindern, dass sich die
Welle 40 dreht, wenn die Kupplung 38 ausgekuppelt
ist. Es ist klar, dass ein Draht 68 verwendet wird, um
die Kupplung 38 und/oder Bremse 66 in Eingriff
zu nehmen. Vorzugsweise wird die Bremse 66 in Eingriff
genommen, wenn die Kupplung 38 ausgekuppelt ist und umgekehrt.
Vorzugsweise umfasst die Welle 40 auch ein Keilnabenprofil 72.
Das Keilnabenprofil 72 kann auch eine hydraulische Pumpe
(nicht gezeigt) oder einen Hydraulische-Pumpe-Adapter (nicht gezeigt)
aufnehmen. Der Hydraulische-Pumpe-Adapter ist vorzugsweise eine SAE”A”9
Zahnkeilwelle. Es ist klar, dass die Laufradabdeckung 74 entfernt
werden kann zum Installieren der obigen Bremse 66 und/oder
der hydraulischen Komponenten. Es ist klar, dass die hydraulische
Pumpe auch als eine Bremse wirken kann, um zu verhindern, dass sich
die Welle 40 dreht, wenn die Kupplung 38 ausgekuppelt
ist. Es ist auch klar, dass das Keilnabenprofil 72 zusätzlich
zu den Bremsen oder hydraulischen Pumpen Ausrüstung betreiben kann
und als zusätzliche Leistungsantriebsstelle wirkt.
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Das
Vorhergehende stellt lediglich die Grundlagen der Erfindung dar.
Obwohl eine Mehrscheibenkupplung 38 an der Laufradwelle 40 befestigt
ist, kann es beispielsweise möglich sein, andere Kupplungsmechanismen
zu verwenden, um die Kupplung 40 selektiv „ein”-zu
schalten.
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Es
ist somit klar, dass Fachleute auf dem Gebiet in der Lage sein werden,
zahlreiche alternative Anordnungen zu entwickeln, die die Grundlagen
der Erfindung verkörpern, während dieselben hierin
nicht gezeigt oder beschrieben sind, und somit innerhalb der Wesensart
und des Schutzbereichs derselben liegen.
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Zusammenfassung
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Ein
Feuerwehrpumpengetriebe für die Verwendung mit einer Notfallfahrzeugpumpe,
das ein Gehäuse, das eine Antriebswelle aufnimmt, wobei
an der Antriebswelle innerhalb des Gehäuses ein Nebenantriebszahnrad
befestigt ist, eine Laufradwelle zum Drehen eines Laufrads einer
Pumpe, und eine Einrichtung zum selektiven Versorgen der Laufradwelle
mit Leistung von der Antriebswelle umfasst, wobei die Einrichtung
zum Versorgen mit Leistung eine Mehrscheibenkupplung umfassen kann.
Das Getriebe ermöglicht das Versorgen des Nebenantriebszahnrads
mit Leistung, während die Laufradwelle im Leerlauf ist.
Ein handelsübliches Nebenantriebsgerät kann an
dem Gehäuse befestigt sein, um eine Vielzahl von Geräten
mit Leistung zu versorgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 4587862 [0004]
- - US 5145014 [0004]