DE1253544B

DE1253544B - Schaltvorrichtung fuer ein Wendegetriebe

Info

Publication number: DE1253544B
Application number: DEA47309A
Authority: DE
Inventors: Karl Abdon Bergstedt
Original assignee: Volvo Penta AB
Current assignee: Volvo Penta AB
Priority date: 1963-10-14
Filing date: 1964-10-12
Publication date: 1967-11-02

Description

Schaltvorrichtung für ein Wendegetriebe Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung für ein Wendegetriebe, beispielsweise zum Reversieren der Drehrichtung eines Bootspropellers, mit zwei zu einer Abtriebswelle konzentrischen, gegensinnig laufenden Reibkupplungsteilen und einer zwischen diesen auf einem Steilgewinde der Abtriebswelle schraubend verschiebbaren und abwechselnd mit einem der Kupplungsteile selbstfestzlehend in Eingriff zu bringenden Schaltmuffe, an der zu ihrer Verstellung ein in Richtung der Abtriebswelle verschiebbarer Gleitbolzen angreift.
Eine so gestaltete Schaltvo m#ichtung, bei welcher der zu ihrer Verschiebung dienende Gleitbolzen in eine konzentrische, achsnonnale Umfangsnut der Schaltmuffe eingreift, ist bereits bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist eine beträchtliche Schaltkraft zum Lösen der Schaltmuffe aus ihren Eingriffsstellungen mit den Reibkupplungsteilen erforderlich, an denen sie sich bei Belastung der Abtriebswelle festzieht.
Eine solche Schaltkraft ist mühsam aufzubringen, und die bei Motorbooten zur Übertragung der Schaltkraft vorgesehenen Gestänge oder Kabel sind wenig geeignet, diese Schaltkraft zu übertragen. Auch genügt wegen der solchen übertragungsmechanismen innewohnenden Elastizität oder Lose der ausgangseitig übrigbleibende Rest des eingangseitig zurückgelegten Schaltweges nicht mehr, um die Schaltung des Getriebes auszuführen.
Aus der französischen Patentschrift 512 732 ist bereits eine Klauenkupplung bekannt, bei der der eine Kupplungsteil mittels einer daran vorgesehenen Kurvenscheibe und einer mit dieser wahlweise zum Eingriff zu bringenden Schaltrolle ausgerückt werden kann. Es wird also die von der Kupplung übertragene Drehbewegung zum Ausrücken benutzt, so daß keine nennenswerte Schaltkraft ausgeübt zu werden braucht.
Eine solche Einrichtung ist indes nur für einseitige Kupplungsbetätigung geeignet, und sie erzwingt das Ausrücken des schaltbaren Kupplungsteiles im Bruchteil einer Umdrehung.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Schaltmuffe mit geringer Kraft aus ihren festgezogenen Kupplungsstellungen ausgerückt werden kann.
In Anlehnung an die bekannte Klauenkupplung macht die Erfindung dabei von Kurvenflächen Gebrauch, wobei sie jedoch so gestaltet ist, daß sie zum Ausrücken aus beiden Kupplungsstellungen der Schaltmuffe geeignet ist und außerdem durch die Schaltmuffe auf den verwendeten Gleitbolzen in dessen Betätigungsrichtung keine nennenswerten Schaltkräfte ausgeübt werden.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Schaltmuffe mit einer in sich geschlossenen peripheren exzentrischen Steuerfläche mit schräggestellten, zueinander symmetrischen Flanken versehen ist, deren Symmetrieebene zur Abtriebswelle normal ist, und daß der Gleitbolzen, der mit der Steuerfläche zusammenwirkt, auch in radialer Richtung verschiebbar und dabei elastisch gegen die Steuerfläche gepreßt ist, wobei sein Bewegungsspielraum in Radialrichtung mittels einer verstellbaren Anschlagfläche so veränderbar ist, daß er von dem Punkt ab am Zurückweichen vor der Steuerfläche gehindert ist, in dem er zwecks Lösens der bestehenden Kupplungsverbindung mit der gegenüberliegenden Flanke der Steuerfläche in Berührung kommt, während er in seinen dem eingekuppelten Zustand entsprechenden Endlagen der radialen Bewegung der Steuerfläche frei auszuweichen vermag.
Abweichend von der bekannten Klauenkupplung ist also gemäß der Erfindung eine kurvenartige Steuerfläche durch eine zur Drehachse der Schaltmuffe normale Steuerfläche verwirklicht, die insbesondere eine exzentrische Ringnut sein kann und sich somit besonders leicht herstellen läßt.
Der Gleitbolzen ist vorzugsweise, wie schon bei der gattungsgemäßen Schaltvorrichtung, in einer drehbaren Schaltwelle exzentrisch gelagert. Bei entsprechend kleiner Exzentrizität, durch welche eine einmal erfolgte Einstellung des Gleitbolzens selbsthemmend festgehalten wird, wird seitens der durch den Gleitbolzen zu verschiebenden Schaltmuffe keinerlei Kraft auf das an der Schaltwelle angreifende Schaltgestänge übertragen. Die Schaltbewegung, also das Verschieben des Gleitbolzens in Achsrichtung der Abtriebswelle, erfolgt nach und nach in denjenigen Zeitintervallen, in denen der Gleitbolzen durch die mit der Schaltmuffe umlaufende exzentrische Steuerfläche nicht gegen seinen Anschlag gedrängt ist.
Weitere Einzelheit-en sind der folgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels zu entnehmen. Es zeigt F i g. 1 ein am Heck eines Bootes befestigtes Propellergehäuse mit einer erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung, F i g. 2 einen Längsschnitt durch den oberen Teil des Propellergehäuses mit der Schaltvorrichtung, F i g. 3 -einen Querschnitt- durch die Schaltvorrichtung, F! g. 4 einen entsprechenden Längsschnitt und Fig.5 eine Ansicht der Schaltmuffe mit dem Gleitbolzen.
Auf der Motorwelle 2 eines im Heck eines Bootes 1 eingebauten Motors ist ein Kegelrad 3 befestigt, das ständig mit zwei Kegelrädern 4 und 5 im Eingriff steht, die auf einer Welle 6 frei drehbar sind. Die Welle 6 treibt einen Propeller 7 über ein Kegelradgetriebe 8 an. Die Zähne der Räder 4 und 5 sind einander zugekehrt, so daß die Welle 6 je nach ihrer Verbindung mit einem der Räder in entgegengesetzten Richtungen angetrieben wird. Die Zahnräder 4 und 5 sind im Propellergehäuse 9 gelagert und an ihren einander zugekehrten Seiten mit je einem Kupplungsteil 10 bzw. 11 mit kegelförmiger Reibfläche fest verbunden. Zwischen den Kupplungsteilen 10 und 11 ist eine mit zwei kegelförmigen Reibflächen versehene Schaltmuffe 12 auf einem Steilgewinde 13 der Welle 6 schraubend verschiebbar. In der Normallage der Kupplung, die hier der Lage für die Vorwärtsfahrt des Bootes entspricht, steht die eine Reibfläche der Schaltmuffe im Eingriff mit der Reibfläche des Kupplungsteils 10 unter der Einwirkung einer Schraubenfeder 14 od.dgl.
Das Ausrücken der Kupplung erfolgt mit Hilfe einer mechanischen Schaltvorrichtung, die über eine Stange, ein Kabel od. dgl. an ein Schaltorgan im Boot angeschlossen ist. Die Schaltmuffe 12 hat in der Mitte am Umfang eine keilförmige Nut 15, deren Mittelpunkt exzentrisch zur geometrischen Achse der Welle 6 liegt. Beim Umlauf führen daher die Flanken der Nut radial und axial eine hin- und herbewegende Bewegung aus. Ein in die Nut eingreifender keilförmiger Gleitbolzen 16 ist exzentrisch drehbar und axial verschieblich im Ende einer in einer Hülse 17 ebenfalls drehbar und axial verschieblich gelagerten Schaltwelle 18 gelagert. Der Gleitbolzen 16 wird an die Flanken der Nut 15 mit Hilfe einer Schraubenfeder 19 angedrückt, die zwischen dem Ende des Gleitbolzens 16 und dem Grund einer Bohrung in der Schaltwelle 18 angebracht ist. Die Schaltwelle hat einen Arm 20, der mittels einer Stange 21 in die verschiedenen Schaltstellungen geschwenkt werden kann. Die Hülse 17 weist einen Flansch auf, der eine Öffnung des Propellergehäuses 9 abdeckt. Die Hülse 17 hat an ihrem dem Gleitbolzen zugekehrten Ende eine axial gerichtete Kurve 22, an der ein radialer Stift 23 der Schaltwelle 18 anliegt. Bei einer Drehung der Schaltwelle wird diese daher gleichzeitig axial verschoben. Eine in die Hülse 17 eingebaute federbelastete Kugel 24 kann in Aussparungen 25 der Schaltwelle einfallen, um die Schaltwelle in verschiedenen Schaltstellungen zu verrasten. Die Kurve 22 ist so ausgebildet, daß die Schaltwelle 18 in der Leerlaufstellung der Kupplung nach innen an die Schaltmuffe gedrückt wird, sich aber in den beiden Kupplungsstellungen nach außen bewegen kann.
Die Schaltvorrichtung arbeitet in folgender Weise: Wenn sich die Kupplung in der Schaltstellung für Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt befindet, bewegt sich der Gleitbolzen 16 periodisch radial nach innen und außen in der keilförmigen Nut 15, und zwar infolge der Exzentrizität der Nut und unter der Einwirkung der Feder 19. Wird die Schaltwelle 18 in ihre Mittellage gedreht, so wird sie durch den Stift 23 und die damit zusammenwirkende Kurve 22 nach innen gegen die Schaltmuffe 12 gedrückt. Infolge der exzentrischen Lagerung des Gleitbolzens 16 in der Schaltwelle 18 wird auch der Bolzen gleichzeitig zur Mittellage hin geschwenkt. Da die Schaltmuffe sich immer noch in der Kupplungslage befindet, wird der Gleitbolzen 16 nach außen gedrückt und wandert stufenweise auf die eine Seite der Keilnut 15 hinauf. Die nach außen gerichtete axiale Bewegung des Gleitbolzens ist jedoch nicht groß und wird durch einen Ansatz 16a begrenzt, der sich an das Ende 18 a der Schaltwelle 18 anlegt. Da auch diese nicht nachgeben kann, wird die Schaltmuffe 12 aus dem Kupplungsteil 10 oder 11 ausgerückt, wozu lediglich die geringe, zum Drehen der Schaltwelle 18 erforderliche Kraft notwendig ist.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltvorrichtung für ein Wendegetriebe, beispielsweise zum Reversieren der Drührichtung eines Bootspropellers, mit zwei zu einer Abtriebswelle konzentrischen, gegensinnig laufenden Reibkupplungsteilen und einer zwischen diesen auf einem Steilgewinde der Abtriebswelle schraubend verschiebbaren und abwechselnd mit einem der Reibkupplungsteile selbstfestziehend in Eingriff zu bringenden Schaltmuffe, an der zu ihrer Verstellung ein in Richtung der Abtriebswelle verschiebbarer Gleitbolzen angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmuffe (12) mit einer in sich geschlossenen peripheren exzentrischen Steuerfläche (15) mit schräggestellten, zueinander symmetrischen Flanken versehen ist, deren Symmetrieebene zur Abtriebswelle (6) normal ist, und daß der Gleitbolzen (16), der mit der Steuerfläche zusammenwirkt, auch in radialer Richtung verschiebbar und dabei elastisch gegen die Steuerfläche gepreßt ist, wobei sein Bewegungsspielraum in Radialrichtung mittels einer verstellbaren Anschlagfläche (18a) so veränderbar ist, daß er von dem Punkt ab am Zurückweichen vor der Steuerfläche gehindert ist, in dem er zwecks Lösens der bestehenden Kupplungsverbindung mit der ge 'genüberliegenden Flanke der Steuerfläche in Berührung kommt, während er in seinen dem eingekuppelten Zustand entsprechenden Endlagen der radialen Bewegung der Steuerfläche frei auszuweichen vermag.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrische Steuerfläche (15) als keilförmige Nut ausgebildet ist und daß der Gleitbolzen (16) an seinem Eingriffsende ebenfalls keilförmig ausgebildet ist, wobei die Neigung seiner Flanken derjenigen der Nut entspricht. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitbolzen (16) einer drehbaren Schaltwelle (18) exzentrisch gelagert ist und einen Ansatz (16a) trägt, mit dem er sich in seiner von der Drehachse der Schaltmuffe (12) abgewandten Endlage an der Anschlagfläche (18a) der Schaltwelle abstützt. 4. Vorrichtung nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (18) in einer gehäusefesten Hülse (17) drehbar und axial verschiebbar gelagert und mit einem zu ihrer Drehachse radialen Stift (23) versehen ist, der zur Steuerung der Axialbewegung der Schaltwelle an einer entsprechend gestalteten Kurve (22) der Hülse gleitend anliegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 506 685; französische Patentschrift Nr. 512732; USA.-Patentschrift Nr. 3 051013.