DE1235548B

DE1235548B - Transmission mechanism with gear transmission

Info

Publication number: DE1235548B
Application number: DED42196A
Authority: DE
Inventors: Dirk Johannes Goede
Original assignee: MIJ TOT VERWERVING EN EXPL VAN
Current assignee: MIJ TOT VERWERVING EN EXPL VAN
Priority date: 1962-08-09
Filing date: 1963-08-08
Publication date: 1967-03-02

Description

Übertragungsmechanismus mit Zahnradgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf einen übertragungsmechanismus mit Zahnradgetriebe, bestehend aus zwei jeweils dauernd im Eingriff stehenden und unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisenden Zahnradsätzen, die durch lastabhängig lageveränderliche sowie Kupplungsorgane betätigende Getriebeelemente in den Getriebekraftweg zwischen einem An- und Abtrieb des Mechanismus schaltbar sind.Transmission mechanism with gear transmission The invention relates relies on a transmission mechanism with gear transmission, consisting of two each permanently engaged and having different gear ratios Gear sets, which are actuated by load-dependent position-changeable as well as clutch elements Transmission elements in the transmission power path between an input and output of the mechanism are switchable.

Ein bekannter Übertragungsmechanismus der obengenannten Art weist ein lastabhängig ansprechendes Getriebeelement auf, das durch das Getriebegehäuse gebildet ist. Dieses ist je nach der Größe des Lastmomentes gegen den Druck einer Feder um eine Achse schwenkbar und schaltet über zwei Kupplungen abwechselnd eines von zwei vorhandenen Zahnradsätzen mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen in den Getriebekraftweg. Zwei solche abwechselnd schaltbare Kupplungen sind einer starken Reibungsbeanspruchung unterworfen, falls der Übertragungsmechanismus freifallos arbeiten soll, wie dies bei Davitwinden für Schiffe erforderlich ist. Bei sehr schweren Betriebsbedingungen wird daher unweigerlich einer der Kupplungsbeläge sehr rasch so weit abgenutzt sein, daß die Gefahr eines Freifalles besteht. Für eine Davitwinde einen solchen bekannten Übertragungsmechanismus vorzusehen, würde daher eine schwere Gefährdung für das menschliche Leben bedeuten. Abgesehen hiervon würde auch das schwenkbar gelagerte Getriebegehäuse infolge seiner großen Masse eine erhebliche Schwingneigung bei Belastungsstößen aufweisen, die bei Schiffsdavits durch den Wellengang bedingt sind. Schwingungen des Getriebegehäuses führen jedoch zu einem dauernden Schaltungswechsel, was eine Gefahr für die Elemente des Mechanismus darstellt.A known transmission mechanism of the above type has a load-dependent responsive gear element through the gear housing is formed. This is depending on the size of the load torque against the pressure of a The spring can be swiveled around an axis and switches one alternately via two clutches of two existing gear sets with different gear ratios in the transmission power path. Two such alternately switchable clutches are one subject to strong frictional stress if the transmission mechanism is free should work, as is required for davit winches for ships. With very severe ones Operating conditions, one of the clutch linings will inevitably become very quickly worn to such an extent that there is a risk of free fall. For a davit winch To provide such a known transmission mechanism would therefore be difficult Endanger human life. Apart from that, that too would pivotably mounted gear housing a considerable due to its large mass Have a tendency to oscillate in the event of impacts caused by the waves in the case of ship davits are conditional. However, vibrations of the gear housing lead to a permanent Change of circuit, which poses a danger to the elements of the mechanism.

Ein weiterhin bekannter flbertragungsmechanismus weist lastabhängig lageveränderliche Elemente in Form gewichtbelasteter Hebel auf, durch welche zwei Kupplungen alternativ schaltbar sind. Auch für diesen übertragungsmechanismus gilt bei freifalloser Kupplungsschaltung der bereits vorerwähnte Nachteil eines übermäßigen Kupplungsverschleißes, wodurch die Betriebssicherheit des Mechanismus unzulässig beeinträchtigt wird. Das mit den zwei Kupplungen kombinierte Zahnradgetriebe ist in Form eines Umlaufgetriebes ausgebildet, das wegen der schweren Zugänglichkeit der Planeträder einen erhöhten Wartungsaufwand erfordert. Auch dieser bekannte Übertragungsmechanismus wird infolge der großen Masse der die Hebel belastenden Gewichte eine Flatterneigung zeigen, die trotz des aufwendigen Umlaufgetriebes eine erhebliche Bruchgefahr bedingt und die Verwendung des Mechanismus für Schiffsdavits ausschließt.A further known transmission mechanism has load-dependent changeable elements in the form of weight-loaded levers through which two Clutches can be switched alternatively. This also applies to this transmission mechanism with free fall-free clutch shifting, the aforementioned disadvantage of an excessive Coupling wear, which makes the operational reliability of the mechanism inadmissible is affected. The gear transmission combined with the two clutches is designed in the form of an epicyclic gear that is difficult to access the planetary wheels require increased maintenance. Also this known transmission mechanism there is a tendency to flutter due to the large mass of the weights loading the levers show, which despite the complex epicyclic gear causes a considerable risk of breakage and precludes the use of the mechanism for ship davits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Übertragungsmechanismus so zu gestalten, daß er als Antrieb für Rettungsbootwinden geeignet ist. Er muß den schwierigen, sich beim Anheben und Senken des Rettungsbootes ergebenden Bedingungen gerecht werden. Hierfür ist die erfindungsgemäße Ausbildung darin zu sehen, daß bei einem von der Trossentrommel für die Hubseile von Rettungsbooten gebildeten Abtrieb der Zahnradsatz mit dem größten übersetzungsverhältnis eine Schrägverzahnung aufweist und dauernd über eine Freilaufkupplung in den Getriebekraftweg geschaltet ist, während der Zahnradsatz mit dem kleineren Übersetzungsverhältnis in an sich bekannter Weise durch eine Reibungskupplung schaltbar ist, und daß das eine der schrägverzahnten Räder in Richtung der sich einstellenden axialen Flankendruck-Komponente gegen den Druck einer Feder lastabhängig verschiebbar gelagert ist und mit der Feder die lastabhängig lageveränderlichen Getriebeelemente bildet.The invention is based on the object of the transmission mechanism mentioned at the beginning designed so that it is suitable as a drive for lifeboat winches. He must the difficult conditions that arise when raising and lowering the lifeboat satisfy. For this purpose, the training according to the invention can be seen in the fact that with one formed by the rope drum for the hoist ropes of lifeboats Output of the gear set with the largest gear ratio a helical gearing has and continuously switched into the transmission power path via an overrunning clutch is, while the gear set with the smaller gear ratio in itself is known to be switchable by a friction clutch, and that one of the helical gears in the direction of the resulting axial flank pressure component against the pressure of a spring depending on the load is slidably mounted and with the spring forms the load-dependent, position-variable transmission elements.

Ein nach der Erfindung ausgebildeter übertragungsmechanismus ist nicht nur baulich einfach und robust, sondern arbeitet auch ohne eine übermäßige Reibungsbeanspruchung der Kupplungen freifallos, da einer der Zahnradsätze dauernd in den Getriebekraftweg geschaltet ist. Dadurch wird die Betriebssicherheit des Übertragungsmechanismus derart gesteigert, daß dieser in jeder Beziehung die Voraussetzungen für Davitantriebe erfüllt. Die Masse der lastabhängig ladeveränderlichen Getriebeelemente in Form einer Feder und eines schrägverzahnten Zahnrades kann in sehr niedrigen Größenordnungen gehalten werden, so daß der Übertragungsmechanismus auch keinerlei Flatterneigung mit den diesen entsprechenden nachteiligen Folgeerscheinungen aufweist. Der Mechanismus ist auch leicht zu warten, da sämtliche Zahnräder frei zugänglich sind.A transmission mechanism designed according to the invention is not only structurally simple and robust, but also works without excessive frictional stress of the clutches without falling because one of the gear sets is constantly in the transmission path is switched. This increases the operational reliability of the transmission mechanism so increased that this in every respect the prerequisites for davit drives Fulfills. The mass of the load-dependent, chargeable gear elements in the form a spring and a helical gear can be in very small orders of magnitude be held so that the transmission mechanism also has no tendency to flutter with the corresponding disadvantageous sequelae. The mechanism is also easy to maintain as all gears are freely accessible.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf der Antriebswelle des Motors das kleinere Rad des schrägverzahnten Zahnradsatzes axial verschiebbar, jedoch fest und das treibende Rad des Zahnradsatzes mit dem kleineren Übersetzungsverhältnis lose laufend, jedoch schiebesicher mit dazwischenliegender sowie an beiden Rädern angreifender Reibungskupplung angeordnet. Dabei weist die axiale Flankendruck-Komponente des schrägverzahnten kleineren Rades nach der der Reibungskupplung abgewandten Radseite, und diese ist gegen die Feder abgestützt.According to a preferred embodiment of the invention is on the Drive shaft of the motor the smaller wheel of the helical gear set axially movable, but fixed and the driving wheel of the gear set with the smaller one Transmission ratio running loosely, but non-slip with an intermediate one and arranged on both wheels engaging friction clutch. The axial flank pressure component of the helical toothed smaller wheel after that of the Friction clutch facing away from the wheel side, and this is supported against the spring.

Das treibende Rad des Zahnradsatzes mit dem kleineren Übersetzungsverhältnis kann als Kupplungshälfte bzw. Kupplungsscheibe für eine Lamellenkupplung ausgebildet werden, so daß eine erhebliche Materialeinsparung erzielt werden kann.The driving wheel of the gear set with the smaller gear ratio can be designed as a clutch half or clutch disc for a multi-plate clutch so that a considerable saving in material can be achieved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung gemäß der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht des erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus und F i g. 2 einen mit vollen Linien eingezeichneten Schnitt längs der Linie II-II von F i g. 1 und einen mit strichpunktierten Linien eingezeichneten sowie der besseren Erkenntlichkeit wegen um 180° um die Achse 2 aufwärts geschwenkten Schnitt längs der Linie II a-II a von F i g. 1.In the drawing, an embodiment of the training is according to of the invention shown. It shows F i g. 1 is a schematically illustrated side view of the transmission mechanism according to the invention and FIG. 2 one with full lines Drawn section along the line II-II of F i g. 1 and one with a dash-dotted line Lines drawn in as well as for better recognition by 180 ° around the axis 2 upwardly pivoted section along the line II a-II a of FIG. 1.

In der Zeichnung ist ein übertragungsmechanismus mit einem Zahnradgetriebe dargestellt, der Teil einer Winde zum Heben und Senken eines Rettungsbootes ist, das an zwei Davits hängt. Der übertragungsmechanismus weist eine Antriebswelle 2 auf, die durch einen Motor 3 über eine Konuskupplung 4 angetrieben wird. Auf der Antriebswelle 2 sind ein kleines Zahnrad 5 sowie eine Feder 6 aufgeschoben, die einerseits gegen das Zahnrad 5 sowie andererseits gegen das Getriebegehäuse abgestüzt ist. Die Antriebswelle 2 trägt weiterhin ein Kupplungsorgan 7 sowie ein Zahnrad 8, das dauernd mit einem Zahnrad 9 im Eingriff steht. Dieses treibt über ein Ritzel 10 ein Antriebszahnrad 11 der Trossentrommel 12, die die über die Davits zum Rettungsboot geführten Hubseile aufnimmt.In the drawing, a transmission mechanism with a gear transmission is shown, which is part of a winch for raising and lowering a lifeboat, which is suspended from two davits. The transmission mechanism has a drive shaft 2 which is driven by a motor 3 via a cone coupling 4. On the drive shaft 2, a small gear 5 and a spring 6 are pushed, which is supported on the one hand against the gear 5 and on the other hand against the gear housing. The drive shaft 2 also carries a coupling element 7 and a gear 8 which is permanently in engagement with a gear 9. This drives a drive gear 11 of the rope drum 12 via a pinion 10, which takes up the hoisting ropes guided via the davits to the lifeboat.

Das kleine Zahnrad 5 ist dauernd mit einem größeren Zahnrad 13 im Eingriff, das auf einer Welle 14 aufgeschoben und mit einem weiteren Kupplungsorgan 15 ausgestattet ist. Ein Ritzel 16 der Welle 14 steht dauernd im Eingriff mit dem Antriebszahnrad 11 der Trossentrommel 12.The small gear 5 is permanently in engagement with a larger gear 13, which is pushed onto a shaft 14 and equipped with a further coupling element 15. A pinion 16 of the shaft 14 is permanently in engagement with the drive gear 11 of the cable drum 12.

Wie insbesondere der F i g. 2 zu entnehmen ist, weisen die jeweils dauernd im Eingriff befindlichen Zahnradsätze 8, 9 und 5, 13 unterschiedliche übersetzungsverhältnisse auf und sind, wie später noch näher erläutert, durch lastabhängig lageveränderliche sowie die Kupplungsorgane 7, 15 betätigende Getriebeelemente in den Getriebekraftweg zwischen der Antriebswelle 2 und dem Getriebeabtrieb schaltbar.As in particular the F i g. 2 can be seen, each have permanently engaged gear sets 8, 9 and 5, 13 different gear ratios and are, as will be explained in more detail later, by load-dependent position-changeable as well as the clutch elements 7, 15 actuating transmission elements in the transmission power path switchable between the drive shaft 2 and the transmission output.

Nach der Erfindung ist der das größere Übersetzungsverhältnis aufweisende Zahnradsatz 5, 13 mit einer Schrägverzahnung und das Kupplungsorgan 15 in Form einer Freilaufkupplung ausgebildet, so daß der Kraftweg des Getriebes zwischen der Antriebswelle 2 und der Trossentrommel 12 dauernd durch den schrägverzahnten Zahnradsatz 5, 13 geschlossen ist. Dessen kleineres Rad 5 ist axial verschiebbar, jedoch drehfest auf der Welle 2 angeordnet und wird durch die Feder 6 in Richtung zu dem das kleinere Übersetzungsverhältnis aufweisenden Zahnradsatz 8, 9 vorgespannt.According to the invention, the one with the larger transmission ratio Gear set 5, 13 with helical teeth and the coupling member 15 in the form of a One-way clutch designed so that the power path of the transmission between the drive shaft 2 and the cable drum 12 continuously through the helical gear set 5, 13 closed is. Whose smaller wheel 5 is axially displaceable, but non-rotatable placed on the shaft 2 and is pushed by the spring 6 in the direction of which the smaller Gear set 8, 9 having transmission ratio is preloaded.

Das Kupplungsorgan 7 liegt zwischen den Zahnrädern 5, 8 und ist in der Form einer Reibungskupplung ausgebildet. Es greift an dem einen derselben formschlüssig und an dem anderen derselben unter dem Druck der Feder 6 kraftschlüssig an.The coupling member 7 lies between the gears 5, 8 and is in in the form of a friction clutch. It grips one of the same positively and on the other of the same under the pressure of the spring 6 frictionally.

Das Zahnrad 13 sowie das damit im Eingriff befindliche kleinere Zahnrad 5 sind dermaßen schrägverzahnt, daß die auf letzteres wirkende axiale Flankendruck-Komponente nach der der Reibungskupplung 7 abgewandten und gegen die Feder 6 abgestützten Seite des kleineren Rades 5 weist. Dieses ist daher bei entsprechend hoher Belastung und demzufolge hoher Flankendruck-Komponente gegen den Druck der Feder axial verschiebbar und bildet mit der letzteren der obenerwähnten lastabhängig lageveränderlichen Getriebeelemente.The gear 13 and the smaller gear engaged therewith 5 are helical to such an extent that the axial flank pressure component acting on the latter after the side facing away from the friction clutch 7 and supported against the spring 6 of the smaller wheel 5 has. This is therefore with a correspondingly high load and consequently high flank pressure component axially displaceable against the pressure of the spring and forms with the latter the above-mentioned load-dependent, position-variable transmission elements.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus ist wie folgt: Solange eine Lose in den Hubseilen vorhanden oder deren Belastung klein ist, wird das Ritzel5 durch die Feder 6 und die Freilaufkupplung 7 mit dem Zahnrad 8 gekuppelt, das infolge des kleinen Übersetzungsverhältnisses zum Zahnrad 9 über das Ritzel 10 und Antriebszahnrad 11 die Trossentrommel12 verhältnismäßig rasch in Umdrehung versetzt. Hierbei gewährleistet die Freilaufkupplung 15 ein Voreilen der durch das Antriebszahnrad 11 über das Ritzel16 mit hoher Umdrehungszahl in Umlauf versetzten Welle 14 gegenüber dem mit dem kleinen Zahnrad 5 im Eingriff stehenden und sich wesentlich langsamer drehenden großen Zahnrad 13.The mode of operation of the transmission mechanism according to the invention is as follows: As long as there is slack in the hoist ropes or their load is small is, the pinion 5 by the spring 6 and the one-way clutch 7 with the gear 8 coupled, which due to the small gear ratio to gear 9 over the pinion 10 and drive gear 11, the rope drum 12 relatively quickly offset in rotation. Here, the overrunning clutch 15 ensures a lead that by the drive gear 11 via the pinion 16 with a high number of revolutions offset shaft 14 with respect to the one with the small gear 5 in engagement and large gear 13 that rotates much more slowly.

Sobald die Lose in den Hubseilen beseitigt ist und das Rettungsboot in den Davitstaljen hängt, ist zum Antrieb der Trossentrommel12 ein größerer Kraftaufwand erforderlich. Diesem entspricht eine Vergrößerung der auf Grund der oben beschriebenen Schrägverzahnung des Zahnradsatzes 5, 13 auf dessen kleineres Rad 5 axial in Richtung zur Feder 6 sich einstellenden Flankendruck-Komponente, die ein Verschieben des kleineren Zahnrades 5 gegen den Druck der Feder 6 und demzufolge ein gleichzeitiges öffnen der Reibungskupplung 7 hervorruft. Die Kraftschlußverbindung zwischen der Antriebswelle 2 und dem Zahnrad 8 wird dadurch unterbrochen. Die Trossentrommel12 wird jedoch weiter durch das Ritze116 verzögert angetrieben, das seine Drehbewegung über die Welle 14, die Freilaufkupplung 15 und das große Zahnrad 13 von dem kleinen Zahnrad 5 erhält. Das lose auf der Antriebswelle 2 laufende Zahnrad 8 wird hierbei über das Antriebszahnrad 11, das Ritzel 10 und das Zahnrad 9 angetrieben.As soon as the slack in the hoist ropes has been eliminated and the lifeboat is hanging in the davit buckles, greater effort is required to drive the rope drum12. This corresponds to an increase in the flank pressure component that is established due to the above-described helical toothing of the gear set 5, 13 on its smaller wheel 5 axially in the direction of the spring 6, which shifts the smaller gear 5 against the pressure of the spring 6 and consequently a simultaneous opening the friction clutch 7 causes. The frictional connection between the drive shaft 2 and the gear 8 is interrupted. The cable drum 12 is, however, driven in a delayed manner by the slot 116, which receives its rotary motion via the shaft 14, the overrunning clutch 15 and the large gear 13 from the small gear 5. The gear 8 running loosely on the drive shaft 2 is driven via the drive gear 11, the pinion 10 and the gear 9.

Sobald durch irgendeine Ursache wiederum eine Lose in den Hubseilen entsteht oder deren Belastung vermindert wird, verringert sich der Druck der Zähne des Zahnrades 13 auf die Zähne des kleinen Zahnrades 5 und damit die auf dieses einwirkende axiale Flankendruck-Komponente in Richtung zur Feder 6, deren Entspannung ein Verschieben des kleinen Zahnrades 5 unter gleichzeitigem Schließen der Reibungskupplung 7 in Richtung zum Zahnrad 8 hervorruft. Durch dessen wiederhergestellte Kraftschlußverbindung mit der Antriebswelle 2 wird die Trossentrommel 12 über die Zahnräder 9, 10, 11 wiederum beschleunigt angetrieben, wobei die Freilaufkupplung 15 ein Voreilen der Welle 14 gegenüber dem langsam weiterlaufenden Zahnrad 13 ermöglicht.As soon as there is a slack in the hoist ropes for whatever reason arises or whose load is reduced, the pressure on the teeth is reduced of the gear 13 on the teeth of the small gear 5 and thus on this acting axial flank pressure component in the direction of the spring 6, the relaxation thereof a shifting of the small gear 5 with simultaneous closing of the friction clutch 7 in the direction of the gear 8 causes. By its restored frictional connection with the drive shaft 2, the cable drum 12 is driven via the gear wheels 9, 10, 11 in turn driven accelerated, the overrunning clutch 15 leading the Shaft 14 with respect to the slowly continuing gear 13 allows.

Claims

Claims: 1. Transmission mechanism with gear transmission, consisting from two continuously engaged and different gear ratios having gear sets, which are load-dependent and variable in position as well as coupling organs actuating transmission elements in the transmission force path between an input and output of the mechanism are switchable, characterized in that one of the cable drum (12) for the hoisting ropes of lifeboats formed the output of the gear set with the largest transmission ratio (5, 13) has a helical toothing and is permanent is switched into the transmission power path via an overrunning clutch (15), while the gear set (8, 9) with the smaller transmission ratio is known per se Way is switchable by a friction clutch (7), and that one (5) of the helical-toothed Wheels (5, 13) in the direction of the resulting axial flank pressure component is mounted against the pressure of a spring (6) depending on the load and with the The spring forms the gear elements that are variable in position depending on the load.

2. Transmission mechanism according to claim 1, characterized in that on the drive shaft (2) of the motor (3) the smaller wheel (5) of the helical gear set (5, 13) can be moved axially, non-rotatably and the driving wheel (8) of the gear set (8, 9) with the smaller one Transmission ratio running loosely, but non-slip with an intermediate one as well as on both edges (5, 8) engaging friction clutch (7) is arranged and that the axial flank pressure component of the helical smaller gear (5) after the wheel side facing away from the friction clutch and this against the Spring (6) is supported. 3. transmission mechanism according to claims 1 and 2, characterized in that between the motor (3) and the drive shaft (2) a Separating clutch (4) is provided. Publications considered: German Patent Nos. 699 211, 272195.