DE1126212B - Hydraulisch zu betaetigendes Planetenraeder-Wendegetriebe, insbesondere fuer Schiffsantriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch zu betätigendes Planetenräder-Wendegetriebe, insbesondere für Schiffsantriebe, welches wahlweise in Vorwärts- bzw. Rückwärtsdrehrichtung schaltbar ist, mit einem den Antrieb bildenden Planetenräderträger und mindestens einer Gruppe aus zwei miteinander kämmenden Planetenrädern, deren eines mit dem auf der Ausgangswelle befestigten Sonnenrad und deren anderes mit einem festbremsbaren Ringrad kämmt.

Wendegetriebe für Schiffe der vorstehenden Art sind an sich bekannt. Bei einem bekannten Getriebe liegt die Vorwärtsgangkupplung auf der dem Antrieb zugewandten Seite neben dem Planetenrädersatz. Diese Getriebe bauen verhältnismäßig groß, insbesondere in Längsrichtung und im Durchmesser. Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein derartiges Getriebe im Aufbau zu vereinfachen und seine Größe, insbesondere seine Ausdehnung in Längsrichtung sowie im Durchmesser zu vermindern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß bei einem Wendegetriebe der eingangs erwähnten Art das Ringrad im Rückwärtsgang durch eine im wesentlichen konzentrisch um den Planetenrädersatz und auf der dem Antrieb zugewandten Seite angeordnete, als Bremse wirkende Scheibenkupplung mit dem festen Getriebegehäuse verbindbar und im Vorwärtsgang durch eine im wesentlichen konzentrisch um den Planetenrädersatz auf der dem Abtrieb zugewandten Seite angeordnete Kupplung direkt mit der Ausgangswelle kuppelbar ist, wobei die Kupplungsscheibe der Rückwärtsgangbremse mit Lappen in das Ringrad eingreift und mehrere Planetenradbolzen zum direkten Eingriff in die Kupplungsscheibe der Vorwärtsgangkupplung über den Planetenräderträger nach der Abtriebsseite hin verlängert sind.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird die Baulänge des Getriebes und auch sein Durchmesser auf ein Minimum herabgesetzt. Die als Bremse im Rückwärtsgang wirkende Kupplung ist an der Stelle des Getriebes angeordnet, wo von dem Schwungradgehäuse her ohnehin der größte Getriebedurchmesser vorhanden ist. Die kleinere Vorwärtsgangkupplung erlaubt dann einen nach dem Abtrieb zu stetig abnehmenden Getriebedurchmesser.

Bei einem Getriebe mit einer zusätzlichen Bremse für den Abtrieb ist nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens diese Bremse der auf der Ausgangswelle befestigten Hälfte der vorstehend erwähnten Vorwärtsgangkupplung zugeordnet. Mit dieser Bremse kann im Getriebeleerlauf auch bei laufendem Motor, z. B. beim Netzeinholen, die Abtriebsseite völlig stillgesetzt werden.

Hydraulisch zu betätigendes

Planetenräder -Wendegetriebe,

insbesondere für Schiffsantriebe

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. Hans-Joachim Förster,

Stuttgart-Bad Cannstatt,

und Karl Heinrich, Waldenweiler (Kr. Backnang),
sind als Erfinder genannt worden

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist dem Planetenrädersatz in an sich bekannter Weise eine im gleichen Getriebegehäuse angeordnete Untersetzungsstufe nachgeschaltet, wobei die Ausgangswelle des Planetenrädersatzes zugleich die Ritzelwelle dieser Nachschaltuntersetzung bildet. Vorgeschaltet ist dem Planetenrädersatz eine elastische Kupplung beliebiger Bauart, die in einem besonderen Gehäuse angeordnet ist, welches zugleich als vorderer Deckel für das Getriebegehäuse dient.

Die Verbindung des Getriebegehäuses mit dem Kupplungsgehäuse erfolgt erfindungsgemäß durch einen kreisförmigen Flansch. Dies hat den Vorteil, daß das ganze Getriebe gegenüber der Kupplung um diesen Flansch geschwenkt werden kann, so daß also die Motor- und die Schraubenwelle nicht unbedingt senkrecht untereinander zu liegen brauchen. Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, das große Rad der Nachschaltuntersetzung an einem Flansch der Abtriebswelle des Getriebes zu befestigen und zur Drehmomentübertragung an beiden Teilen ineinander eingreifende Verzahnungen anzuordnen.

Sämtliche für die Schmierung und Steuerung erforderlichen Teile sowie die Ölpumpen sind in einem Hydraulik-Aggregat zusammengefaßt, welches zugleich den hinteren Deckel des Getriebegehäuses bildet. Der Antrieb der Sekundär- und der Primärpumpe erfolgt dabei konzentrisch durch die Ausgangswelle und durch eine diese durchsetzende, mit der Antriebswelle in Verbindung stehende Zwischenwelle.

Mit der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, in die hohle Ausgangswelle ein ölzuführrohr dichtend ein-

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zusetzen, so daß der zwischen der Ausgangswelle und dem Rohr gebildete äußere Ringraum zur Ölzuführung aus dem Hydraulikaggregat zur Vorwärtsgangkupplung und der zwischen dem Rohr und der Zwischenwelle liegende innere Ringraum für die Ölzuführung zur Schmierung des Planetenrädersatzes benutzt werden kann.

Einzelheiten der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispieles zu entnehmen, ohne daß dem Text oder der Darstellung ein einschränkender Sinn beizulegen ist. Die Zeichnung zeigt ein Getriebe im Längsschnitt.

In einem Gehäuse 10, welches am Motor angeflanscht oder in anderer Weise mit diesem verbunden sein kann, ist eine elastische Kupplung 11 beliebiger Bauart angeordnet. Die dem Motor abgewandte Seite 12 des Kupplungsgehäuses 10 dient zugleich als vorderer Deckel für das Getriebegehäuse 13. Vom Schwungrad des Motors wird über elastische Zwischenglieder 14 und eine Nabe 15 die Getriebeantriebswelle 16 angetrieben. Diese ist durch ein Lager 17 in der hinteren Wandung 12 des Kupplungsgehäuses 10 gelagert.

Im Getriebegehäuse 13 ist ein Planetenrädersatz 18 angeordnet, dem eine Bremse 19 und eine Kupplung 20 zur Bildung des Rückwärts- und Vorwärtsganges zugeordnet sind. Eine Zwischenwandung 21 ist etwa in der Mitte des Getriebegehäuses 13 vorgesehen. Auf der anderen Seite der Zwischenwandung 21 ist eine Nachschaltuntersetzung 22 angeordnet, die als einfache Stirnradverzahnung ausgebildet ist. Das Ritzel 23 der Nachschaltuntersetzung wird von der Ausgangswelle des Planetenrädersatzes 18 gebildet bzw. angetrieben und das große Rad 24 auf der Abtriebswelle 25 des Getriebes befestigt. Diese ist am hinteren Ende mit einem Abtriebsflansch 26 versehen.

Das Getriebegehäuse 13 ist an sich kastenförmig ausgebildet und hat im Bereich der Getriebezahnräder und Lager keine Teilfuge. Es ist mit dem Kupplungsgehäuse 10 durch einen kreisförmigen Flansch 27 verbunden, so daß es gegenüber dem Kupplungsgehäuse 10 gedreht werden kann. Man kann also das Getriebe jeder Lage der Motorwelle zur Schraubenwelle anpassen.

Die Antriebswelle 16 ist aus einem Stück mit dem Planetenräderträger 28 gefertigt. In diesem sind mehrere, z. B. drei Gruppen von miteinander kämmenden Planetenrädern 29 und 30 angeordnet. Das äußere Planetenrad 30 greift in das Ringrad 31 ein. Dieses hat nach der Antriebsseite hin einen Rand 32, in welchen eine Kupplungsscheibe 33 eingreift. Das innere Planetenrad 29 kämmt mit dem Sonnenrad 34, welches auf der Ausgangswelle 35 des Planetenradsatzes 19 befestigt ist.

Die Bremse 19 und die Kupplung 20 sind beide nach Art an sich bekannter Einscheibenkupplungen ausgebildet. Bei der als Bremse 19 dienenden Kupplung steht, wie bereits erwähnt, die Scheibe 33 mit dem Ringrad 31 in Verbindung. Die andere Kupplungshälfte 36 ist durch Bolzen 37 od. dgl, mit der hinteren Wandung 12 des Kupplungsgehäuses 10 starr verbunden, die auch den Ringzylinder zur Aufnahme des Betätigungskolbens 87 für die Bremse 19 bildet. Letzterer ist durch äußere Lappen 38 undrehbar an den Bolzen 37 abgestützt.

Die Planetenräder 29 und 30 sind auf Bolzen 39 und 40 im Planetenträger 28 gelagert. Jeder äußere Bolzen 40 ist nach der Abtriebsseite hin verlängert und greift direkt mit seinem Ende 41 in die Kupplungsscheibe 42 der Kupplung 20 ein. Die andere Kupplungshälfte wird durch einen Gehäuseteil 43 gebildet, welcher mit einer Nabe 44 auf der Ausgangswelle 35 befestigt ist und zugleich den Ringzylinder zur Aufnahme des Betätigungskolbens 45 für diese Kupplung bildet. Letzterer ist mit Lappen 46 am Gehäuse 43 undrehbar geführt. Er kann durch Schrauben 47 od. dgl. gegen das Gehäuse festgelegt werden und klemmt dabei die Kupplungsscheibe 42 fest. Die Kupplung 20 ist dann blockiert, was für den Notbetrieb wichtig sein kann. Die Schrauben 47 sind durch einen Deckel 48 des Getriebegehäuses 13 von oben zugänglich.

Wird im Vorwärtsgang die Kupplung 20 eingerückt, so ist der Planetenräderträger 28 und damit die Antriebswelle 16 unmittelbar mit der Ausgangswelle 35 verbunden. Für den Rückwärtsgang wird die Kupplung 20 gelöst und mit der Bremse 19 das Ringrad 31 undrehbar festgehalten, so daß die Doppelplanetenräder 29 und 30 auf diesem abwälzen. Die Ausgangswelle 35 wird jetzt durch das Sonnenrad 34 in der entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben. Das Durchmesserverhältnis von Sonnenrad 34 und Ringrad 31 ist so gewählt, daß auch im Rückwärtsgang die Übersetzung 1:1 ist.

Die Ausgangswelle 35 des Planetenrädersatzes 18 bildet zugleich die Ritzelwelle für die Nachschaltuntersetzung 22. Sie ist im Getriebegehäuse 13 durch Lager 49 und 50 gelagert, und das Ritzel 23 ist unmittelbar auf die Welle 35 aufgeschnitten. Der Durchmesser der Lagerbohrungen für die Lager 49 und 50 ist so groß gewählt, daß bei den praktisch vorkommenden Übersetzungsverhältnissen für die Nachschaltuntersetzung 22 lediglich die Welle 35 gegen andere mit ebenfalls aufgeschnittenen Ritzeln 23 versehene Wellen und das große Rad 24 ausgetauscht werden müssen.

Die Ausgangswelle 35 ist hohl zum Durchführen einer Zwischenwelle 51, welche die nicht näher dargestellte Primärölpumpe 52 mit der Antriebswelle 16 verbindet. Ein Zentrierzapf en 53 ist fest in die Antriebswelle 16 eingesetzt und dient zugleich zur Aufnahme eines Lagers 54, mit dem die Ausgangswelle 35 abgestützt ist, sowie zum Anschluß der Zwischenwelle 52. Die Ausgangswelle 35 selbst treibt mit ihrem hinteren Ansatz 55 die Sekundärpumpe 56 an.

In die Ausgangswelle 35 ist ein Rohr 57 eingesetzt, welches vorn und hinten mit ihr dichtend verbunden ist. Der zwischen dem Rohr 57 und der Ausgangswelle 35 gebildete äußere Ringraum 58 dient für die Zuführung des Drucköls zur Vorwärtsgangkupplung 20, wozu noch weitere Bohrungen 59 in der Welle 35 und dem Gehäuseteil 43 vorgesehen sind. Der innere Ringraum 60 zwischen dem Rohr 57 und der Zwischenwelle 51 dient zur Schmierölzuführung für die Wellenlager 49, 50 und 17, sowie ferner für die Planetenräder. Hierfür sind im Kupplungsgehäuse 43 Bohrungen 61 sowie im Antriebsteil Bohrungen 62 und im Planetenräderträger Bohrungen 63 vorgesehen, durch die das Öl aus dem Ringraum 64 zwischen dem Zentrierzapfen 53 und der Ausgangswelle 35 zu den genannten Schmierstellen gelangen kann.

Die beiden Pumpen 52 und 56 sowie sämtliche anderen, für die Steuerung der Schaltorgane und Schmierung erforderlichen Teile sind in einem nicht näher dargestellten Hydraulikaggregat 65 zusammengefaßt, welches gewissermaßen als hinterer Deckel auf das

Getriebegehäuse 13 aufgesetzt ist. Aus diesem führen Bohrungen 66 zu Schmieranschlüssen 67 im Gehäuse 13 zum Anschluß der Leitungen für die Schmierung der Nachschaltuntersetzung und der Lagerung der Abtriebswelle. Die Zuführung des Drucköls zum Betätigungskolben 37 der als Bremse 19 wirkenden Kupplung erfolgt durch nicht dargestellte Bohrungen im Getriebegehäuse 13 und der hinteren Wand 12 des Kupplungsgehäuses 10.

Das Getriebegehäuse 13 besteht aus einem Stück und ist unten durch eine Ölwanne 68 abgeschlossen. Oben ist der bereits beschriebene Deckel 48 vorgesehen. Dieses ungeteilte Getriebegehäuse 13 ist sehr steif, und es gehen keinerlei Kräfte über irgendwelche Teilfugen. Der Abstand der Zwischenwand 21 zur hinteren Wandung 69 des Getriebegehäuses 13 ist so gewählt, daß die Lager 49 für die Ausgangswelle und die Lager 70 für die Abtriebswelle möglichst nahe an die Zahnräder 23, 24 der Nachschaltuntersetzung 22 herangerückt sind. ao

Das große Rad 24 der Nachschaltuntersetzung 22 ist an einem Flansch 71 der Abtriebswelle 25 durch Schrauben 72 od. dgl. verbunden. Zur Übertragung des Drehmomentes ist an beiden Teilen eine Verzahnung 73 vorgesehen. Die Abtriebswelle 25 ist mit einer Längsbohrung 74 versehen, die an der im Getriebegehäuse liegenden Stirnseite 75 eine trichterförmige Erweiterung 76 aufweist. Dieser Öffnung 76 steht das düsenförmige Ende 77 einer Schmierölleitung 78 gegenüber, die vom Schmierölanschluß 67 ausgeht. Von der Längsbohrung 74 führen dann Schrägbohrungen 80 und 79 zu den Lagern 70.

Die Zwischenwand 21 dient zur Aufnahme einer zusätzlichen Bremse 81, die auf das Kupplungsgehäuse 43 der Kupplung 20 und damit auf die Ausgangswelle 35 wirkt. Diese Bremse hat den Zweck, die Abtriebswelle 25 des Getriebes im Leerlauf und bei laufendem Motor vollkommen stillsetzen zu können, was gegebenenfalls beim Netzeinholen wichtig sein kann. In der Zwischenwand 21 ist ein ringförmiger Betätigungskolben 82 angeordnet, dem das Drucköl durch nicht dargestellte Bohrungen in der Zwischenwand 21 zugeführt wird. Dieser wirkt mit Reibflächen 83 unmittelbar auf Reibflächen 84 an der Rückseite des Kupplungsgehäuses 43. Infolge der Nachschaltuntersetzung 22 ist das abzubremsende Moment relativ klein und kann auf diese Weise aufgenommen werden. Der Kolben 82 ist auf Bolzen 85 der Zwischenwand 21 undrehbar geführt; Federn 86 halten ihn in seiner Ruhelage unwirksam fest.

Das ganze Getriebe besteht gewissermaßen aus vier Baugruppen, die jede für sich als Montageeinheit montiert und anschließend zusammengesetzt werden. Die erste Montageeinheit besteht dabei aus dem Gehäuse 13 mit der Abtriebswelle 25, ihren Lagern, dem großen Rad 24 und der in der Zwischenwand 21 angeordneten zusätzlichen Bremse 81.

Die zweite Montageeinheit wird durch die Ausgangswelle 35 mit dem Ritzel 23 der Nachschaltuntersetzung 22, sowie der Vorwärtsgangkupplung 20 und dem Sonnenrad 34, sowie zugehörigen Lagern gebildet. Diese Montageeinheit kann von einer Seite, zweckmäßig von der Antriebsseite her, in die fertig montierte erste Montageeinheit eingesetzt werden.

Als dritte Montageeinheit dient das Kupplungsgehäuse 10 mit der als Rückwärtsgangbremse 19 wirkenden Kupplung, dem äußeren Ringrad 31, sowie mit der elastischen Kupplung 11 und der Antriebswelle 16 mit dem Planetenradträger 28. Auch diese Montageeinheit kann von vorn an die bereits beschriebenen Einheiten angesetzt und mit diesen verbunden werden. Als letzte Montageeinheit dient das Hydraulikaggregat 65, welches von hinten gewissermaßen als Abschlußdeckel auf das Getriebe aufgesetzt werden kann.

Beim Zusammensetzen aller dieser Montageeinheiten sind niemals Keilwellenprofile ineinander einzuführen, sondern lediglich Zahnradverzahnungen zusammenzubringen.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydraulisch zu betätigendes Planetenräder-Wendegetriebe, insbesondere für Schiffsantriebe, welches wahlweise in Vorwärts- bzw. Rückwärtsdrehrichtung schaltbar ist, mit einem den Antrieb bildenden Planetenräderträger und mindestens einer Gruppe aus zwei miteinander kämmenden Planetenrädern, deren eines mit dem auf der Ausgangswelle befestigten Sonnenrad und deren anderes mit einem festbremsbaren Ringrad kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringrad (31) im Rückwärtsgang durch eine im wesentlichen konzentrisch um den Planetenrädersatz (18) auf der dem Antrieb zugewandten Seite angeordnete, als Bremse wirkende Scheibenkupplung (19) mit dem festen Getriebegehäuse (10, 13) verbindbar und der Planetenräderträger (28)-Am Vorwärtsgang durch eine im wesentlichen konzentrisch um den Planetenrädersatz auf der dem Abtrieb zugewandten Seite angeordnete Kupplung (20) direkt mit der Ausgangswelle (35) kuppelbar ist, wobei die Kupplungsscheibe (33) der Rückwärtsgangbremse (19) mit Lappen in das Ringrad (31) eingreift und mehrere Planetenradbolzen (40) zum direkten Eingriff in die Kupplungsscheibe (42) der Vorwärtsgangkupplung (20) über den Planetenräderträger (28) nach der Abtriebsseite hin verlängert sind.

2. Wendegetriebe nach Anspruch 1, mit einer zusätzlichen Bremse für den Abtrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Bremse (81) der an der Ausgangswelle (35) befestigten Hälfte (43) der Vorwärtsgangkupplung (20) wirksam zugeordnet ist.

3. Wendegetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorwärtsgangkupplung (20) einen kleineren Durchmesser aufweist als die Rückwärtsgangbremse (19).

4. Wendegetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Planetenrädersatz (18) eine elastische Kupplung (11) beliebiger Bauart in einem besonderen Gehäuse (10) vorgeschaltet und das Getriebegehäuse (13) am Kupplungsgehäuse (10) mit einem kreisförmigen Flansch (27) befestigt ist, wobei das Kupplungsgehäuse (10) den vorderen Deckel für das Getriebegehäuse (13) bildet.

5. Wendegetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (13) kastenartig und ungeteilt ausgebildet, mit einer Zwischenwand (21) versehen, unten durch eine Ölwanne (68), hinten durch einen als besonderes Hydraulik-Aggregat (65) ausgebildeten Deckel und vorn durch das Kupplungsgehäuse (10) abgeschlossen ist.

6. Wendegetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (21) zwischen den Planetenrädersatz (18) und der Nachschaltuntersetzung (22) angeordnet ist, die möglichst nahe an der Nachschaltuntersetzung (22) liegenden Lager (49, 70) für die Ausgangs- (35) und die Abtriebswelle (25) aufnimmt sowie den Ringzylinder für den Betätigungskolben (82) der zusätzlichen Bremse (81) bildet.

7. Wendegetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Hydraulik-Aggregat (65) alle zur Schmierung und Steuerung erforderlichen Teile sowie eine Primärpumpe (52) und gegebenenfalls eine Sekundärpumpe (56) zusammengefaßt sind, wobei letztere durch die Ausgangswelle (35) und erstere durch eine diese Ausgangswelle (35) durchsetzende, mit der Antriebswelle (16) in Verbindung stehende Zwischenwelle (51) antreibbar ist.

8. Wendegetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die hohle Ausgangswelle (35) ein Ölzuführrohr (57) dichtend eingesetzt ist und der zwischen der Ausgangswelle (35) und dem Rohr (57) gebildete äußere Ringraum (58) zur Ölzuführung aus dem Hydraulik-Aggregat (65) zur Vorwärtsgangkupplung(20) und der zwischen dem Rohr (57) und der Zwischenwelle (51) gebildete, innere Ringraum (60) zur Ölzuführung für die Schmierung des Planetenrädersatzes (18) und der Wellenlager dient.

9. Wendegetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abtriebswelle (25) zentral eine Längsbohrung (74) angeordnet ist, welche sich an der im Getriebe liegendien Wellenstirnseite (75) zu einer trichterförmigen Öffnung (76) erweitert, wobei dieser Öffnung ein düsenartig ausgebildetes Spritzrohr (77) gegenübersteht, welches von einem Schmierölanschluß (67) im Gehäuse ausgeht, die Zwischenwandung (21) in einem Fenster durchsetzt und in dieser abgestützt ist.

10. Wendegetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das große Rad (24) der Nachschaltuntersetzung (22) an einem Flansch (71) der Abtriebswelle (25) befestigt ist und zur Drehmomentübertragung an beiden Teilen (24, 71) ineinander eingreifende Verzahnungen (73) angeordnet sind.

11. Wendegetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebswelle (16) ein Zentrierzapfen (53) eingesetzt und die Ausgangswelle (35) auf diesen Zentrierzapfen durch ein Lager (54) gelagert ist, wobei der Zentrierzapfen (53) zugleich für den Anschluß der Zwischenwelle (51) für den Pumpenantrieb dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschriften Nr. 236 545, 305 759;

USA.-Patentschriften Nr. 2115 964, 2386 220,
856 796;

Getriebeblätter AWF 605 T »Umlaufrädertriebe«, Bild 11, und AWF 606 T »Rückkehrende Umlaufrädertriebe«, Bild 1, Berlin, Beuth-Verlag, 1927.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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