DE2215881A1 - Verzweigungsgetriebe, insbesondere fuer schiffsantriebsanlagen - Google Patents

Verzweigungsgetriebe, insbesondere fuer schiffsantriebsanlagen

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Heinz M Dr Ing Hiersig
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Description

Patentanwälte
Dipl.-Ing. W. Meissner Dipl.-lng. H. Tischer
uV'.-lns. P. E. ILxsazr
u.pi.-inj. H.-J. Pasting
1 Berlin 33 (Grunewald), Herbertstraße 22
Fall PA 253
28. 2. März 1972
Mjr/Hk
n &-STefcritten t Manne smannstraße~29~"
"Verzweigungsgetriebe, insbesondere für Schiffsantriebsanlagen"
Die Erfindung betrifft ein Verzweigungsgetriebe, insbesondere für Schiffsantriebsanlagen, bei dem ein auf der Antriebswelle angeordnetes schrägverzahntes Sonnenrad mit drei Planetenrädem im Zahneingriff steht. Eine derartige Anordnung ist aus den Plartetenrad-Umlaufrädergetrieben, wobei allerdings in der Regel ein geradverzahntes Sonnenrad eingesetzt wird, seit langem bekannt. Im weiteren befaßt sich die Erfindung mit einem rückkehrenden Umlaufrädergetriebe, welches sich bekanntermaßen durch die Gleichachsigkeit von Antriebswelle und Abtriebswelle auszeichnen, so daß die Abtriebswelle des Antriebsmotors unter Zwischenschaltung des Verzweigungsgetriebes in einer Flucht mit der Propellerwelle angeordnet werden kann.
Der zunehmende Bedarf an Schiffsantrieben im Leistungsbereich von 10 bis 30.000 PS und einem Untersetzungsverhältnis von etwa 3,5 : 1 führt auf den Einsatz von Verzweigungsgetrieben der eingangs erwähnten Gattung hin, da diese eine kompakte Bauweise ermöglichen, und auch fertigungstechnisch gut zu beherrschen sind. Daneben bringt die Auswahl eines schrägverzahnten Sonnenrades bekannte Vorteile mit sich, die darin bestehen, daß dieses gegenüber der Geradverzahnung bei gleicher Leistung mit geringerer Breite ausgeführt werden kann und sch durch erhöhte Laufruhe auszeichnen. Diese Schräg verzahnung bringt jedoch auch mit sich, daß in dem Verzweigungsgetriebe nicht nur Maßnahmen zu treffen sind, die für eine gleichmäßige Leistungsverteilung auf die drei Planetenräder sorgen, sondern daß darüber hinaus auch
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der aus der Schräg verzahnung resultierende Axialschub aufzunehmen ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine geeignete Befestigung des Sonnenrades auf der Antriebswelle des Verzweigungsgetriebes zu finden, die sowohl die gleichmäßige Lastverteilung wie auch die Aufnahme des Axialschubes ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß das Sonnenrad über eine Ausgleichszahnkupplung in Umfangsrichtung formschlüssig, jedoch pendel- und in axialer Richtung beweglich mit der Antriebswelle verbunden und in dieser Beweglichkeit durch zwischen dem Sonnenrad und der Antriebswelle angeordnete, elastische Halteelemente begrenzt ist.
Es wird dadurch erreicht, daß sich das Sonnenrad zur Erzielung einer gleichmäßigen Lastverteilung auf die drei Planetenräa'er entsprechend einstellen kann, wobei der Axialschub von den elastischen Elementen aufgenommen wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Ausgleichszahnkupplung eine im wesentlichen zylindrische Zwischenhülse aufweist, die zwischen dem hohlen Sonnenrad und der Antriebswelle angeordnet und an einem Ende mit einer Außenverzahnung, am anderen Ende mit einer Innenverzahnung versehen ist, wobei die Außenverzahnung der Zwischenhülse in eine Innenverzahnung des Sonnenrades und die Innenverzahnung der Zwischenhülse in eine Außenverzahnung der Antriebswelle bzw. eirer mit der Antriebswelle verbundenen Hülse greift und daß die elastischen Halteelemente aus einem inneren, die Antriebswelle bzw. die mit der Antriebswelle verbundene Hülse mit der Zwischenhülse verbindenden, gummielastischen Halteelement und aus einem äußeren, die Zwischenhülse mit dem Sonnenrad verbindenden weiteren gummitelastischen Halteelement bestehen, wobei die elastischen Hatteelemente jeweils in der neben der Verzahnung liegenden einseitig offenen Ringkammer zwischen der Antriebswelle und der Zwischenhülse bzw. zwischen der Zwischenhülse und dem Sonnenrad angeordnet sind.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß beidseits des Sonnenrades je eine Haltescheibe mit Spiel zum Sonnenrad angeordnet und mit der Antriebswelle
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fest verbunden ist, daß beide Haltescheiben auf der dem Sonnenrad zugekehrten Seite eine Ringnut aufweisen, in der je ein elastisches Halteelement in Form eines mit einer Flüssigkeit gefüllten elastischen Hohlringes eingelegt ist und daß zwischen den elastischen Halteelementen und dem Sonnenrad jeweils ein an den Halteelementen einserseits und am Sonnenrad andererseits anliegender Zwischenring vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfindung in Verbindung mit einem ■ rückkehrenden Umlaufrädergetriebe, d.h. ein Verzweigungsgetriebe, bei dem die Planetenräder tragenden Wellen jeweils ein weiteres Planetenrad tragen, welches mit einem auf der Abtriebswelle angeordneten Zentralrad im Zahneingriff stehen, sieht vor, daß die die Planetenräder tragenden Wellen und die Abtriebswelle im Getriebegehäuse fest gelagert sind.
Die Vorteile der einzelenen Ausführungsformen werden bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sind in den Figuren zeichnerisch dargestellt. Dabei zeigt
Figur 1 ein Verzweigungsgetriebe in einem geknicktem Schnitt durch zwei der Planetenräder
Figur 2 eine Ausführung der Befestigung des Sonnenrades auf der Antriebswelle
Figur 3 eine andere Art der Befestigung des Sonnenrades auf der Antriebswelle als Einzelheit aus der Figur 1
Das in Figur 1 dargestellte Verzweigungsgetriebe besteht aus einer Antriebswelle 1, die beispielsweise über eine elastische Kupplung an einen Antriebsmotor angeschlossen wird und die über ein den Axialschub aufnehmendes Lager 3 und ein Radiallager 4 in dem Getriebegehäuse 2 gelagert ist. Das Verzweigungsgetriebe besteht weiterhin aus einem auf der Antriebswelle 1 angeordneten Sonnenrad 5, drei Planetenräder, von denen die Planetenräder 10 und 11 dargestellt sind, Planetenwellen 12, 13, weiteren Planetenrädern 14, 15, einem Zentralrad 19, welches auf der Abtriebswelle 20 angeordnet ist und einem Lager 21 zur Aufnahme des Axialschubes der Propellerwelle.
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Die Planetenwellen sind durch entsprechende Lager 16 und 17,von denen eines geeignet ist, um einen Axialschub aufzunehmen, in entsprechenden Einbauten 18 des Gehäuses 2 gelagert. Die Einzelheiten der Befestigung des Sonnenrades 5 auf der Antriebswelle 1 können aus der Figur 3 entnommen werden. Hierbei ist beidseits des Sonnenrades 5 je eine Haltescheibe 22, 25 mit Spiel zum Sonnenrad 5 angeordnet und mit der Antriebswelle 1 fest verbunden. Die Haltescheibe 22 ist beipsielsweise mit der Antriebswelle 1 verschraubt. Die Ausgleichszahnkupplung zwischen dem Sonnenrad 5 und der Antriebswelle 1 weist eine im wesentlichen zylindrische Zwischenhülse 7 auf, die zwischen dem hohlen Sonnenrad 5 und der Antriebswelle 1 bzw. einer mit der Antriebswelle 1 verbundenen Hülse 6 angeordnet ist. Die Zwischenhülse 7 ist an einem Ende mit einer Au3enverzahnung, am anderen Ende mit einer Innenverzahnung versehen, wobei die Außenverzahnung der Zwischenhülse 7 in eine Innenverzahnung des Sonnenrades 5 und die Innenverzahnung der Zwischenhülse 7 in eine Außenverzahnung der mit der Antriebswelle 1 verbundenen Hülse 6 greift. Die Hülse 6 ist mit der Antriebswelle 1 über eine Zahnkupplung zur Kraftübertragung formschlüssig verbunden. Beide Haltescheiben 22, sind auf der dem Sonnenrad 5 zugekehrten Seite mit einer Ringnut versehen, in die je ein elastisches Halteelement 8, 9 in Form eines mit einer Flüssigkeit gefüllten elastischen Hohlringes eingelegt ist, wobei zwischen den elastischen Halteelementen 8, 9 und dem Sonnenrad 5 jeweils ein an den Halteelementen 8, 9 einerseits und am Sonnenrad 5 andererseits anliegender Zwischenring 23, 24 vorgesehen ist. Der Zwischenring greift in die die Halteelemente 8, 9 tragende Nut ein und wird durch diesen Eingriff in seiner Lage festgehalten. Am rechten Zwischenring 23 sieht man eine Nut 28, die der Schmierung der Gleitfläche zwischen dem Zwischenring 23 und dem Sonnenrad 5 dient. Wenngleich die Haltescheibe 22, 25 mit dem Sonnenrad 5 umläuft, so kann doch eine Relativbewegung zwischen diesen Elementen, d.h. eine Relativbewegung zwischen den Zwischenringen 23 und 24 sowie dem Sonnenrad 5 vorkommen; diese Relativbewegung hält sich jedoch in sehr engen Grenzen. Diese Ausführungsform nach der Figur 3 ist für eine Änderung der Drehrichtung des Sonnenrades 5 ausgelegt, wobei entweder das elastische Halteelement 8 oder das elastische Halteelement 9 den Axialschub aufzunehmen hat. Der besondere Vorteil dieser Gestaltung der elastischen Halteelemente 8 und 9 besteht darin, daß sie in axialer Richtung nur eine sehr begrenzte Bewegung des Sonnenrades 5 zulassen und bei einer
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Schrägstellung desselben durch Verdrängung der Flüssigkeit in dem Ring sofort eine Gegenkraft erzeugen.
Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform hat als elastische Halteelemente zur Verbindung des Sonnenrades 5 mit der Hülse 6 ein inneres elastisches Halteelement 26 zur Verbindung der Hülse 6 mit der Zwischenhülse 7 und ein äußeres elastisches Halteelement 27 zur Verbindung der Zwischenhülse 7 mit dem Sonnenrad 5.
Um die vorteilhafte Anwendung der Erfindung zum inneren Ausgleich des Verzweigungsgetriebes zu erläutern sei noch einmal auf die Figur 1 verwiesen, die ein Verzweigungsgetriebe zeigt, bei der alle Teile, das Sonnenrad 5 ausgenommen, fest im Gehäuse gelagert sind.
Durch die Erfindung wurde ein Verzweigungsgetriebe geschaffen, bei dem sowohl die radiale, wie auch die aus der Schräg verzahnung resultierende axiale Komponente zur Ausgleichsbewegung für den Lastausgleich herangezogen werden.
- Patentansprüche -
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Claims (4)

Fall PA 253 PATENTANSPRÜCHE
1.Verzweigungsgetriebe, insbesonder für Schiffsantriebsanlagen, bei demein auf der Antriebswelle angeordnetes schrägverzahntes Sonnenrad mit drei Planetenrädern im Zahneingriff steht,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sonnenrad (5) über eine Ausgleichszahnkupplung in Umfangsrichtung formschlüssig, jedoch pendel- und in axialer Richtung beweglich mit der Antriebswelle (1) verbunden und in dieser Beweglichkeit durch zwischen dem Sonnenrad (5) und der Antriebswelle (1) angeordnete elastische Halteelemente (8,9, 26,27) begrenzt ist.
2. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichszahnkupplung eine im wesentlichen zylindrische Zwischenhülse (7) aufweist, die zwischen dem hohfen Sonnenrad (5) und der Antriebswelle (1) angeordnet und an einem Ende mit einer Außenverzahnung, am anderen Ende mit einer Innenverzahnung versehen ist, wobei die Außenverzahnung der Zwischenhülse (7) in eine Innenverzahnung des Sonnenrades (5) und die Innenverzahnung der Zwischenhülse (7) in eine Außenverzahnung der Antriebswelle (1) bzw. einer mit der Antriebswelle (1) verbundenen Hülse (6) greift und daß die elastischen Halteelemente (26,27) aus einem inneren, die Antriebswelle (1) bzw. die mit der Antriebswelle (1) verbundene Hülse (6) mit der Zwischenhülse (7) verbindenden, gummielastischen Halteelement (26) und aus einem äußeren die Zwischenhülse (7) mit dem Sonnenrad (5) verbindenden weiteren gummielastischen Halteelement (27) bestehen, wobei die elastischen Halteelemente (26, 27) jeweils in der neben der Verzahnung liegenden einseitig offenen Ringkammer zwischen der Antriebswelle (1) und der Zwischenhülse (7) bzw. zwischen der Zwischenhülse (7) und dem Sonnenrad (5) angeordnet sind.
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3. Verzweigungsgetriebe nach r Anspruch 1 mawriiS·, dadurch gekennzeichnet, daB beideeits des Sonnenrades (5) je eine Haltescheibe (22,25) mit Spiel zum Sonnenrad (5) angeordnet und mit der Antriebswelle (1) fest verbunden ist,
daß beide Haltescheiben (22,25) auf der dem Sonnenrad (5) zugekehrten
Seite eine Ringnut aufweisen in der je ein elastisches Halteelement (8,9) in Form eines mit einer Flüssigkeit gefüllten elastischen Hohlringes eingelegt
und daß zwischen den elastischen Halteelementen (8,9) und dem Sonnenrad
(5) jeweils ein an den Halteelementen (8,9) einerseits und am Sonnenrad
(5) andererseits anliegender Zwischenring (23,24) vorgesehen ist.
4. Verzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die die
Planetenräder (10,11) tragenden Planetenwelle jeweils ein weiteres Planetenrad (14,15) tragen, welches mit einem auf der Abtriebswelle (20) angeordnetes Zentralrad (19) im Zahneingriff steht,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Planetenräder (10, 14, 11 ,^5)/tragenden Planetenwellen (12,13) und die Ahtriebswelle (2) fest geiagej*
'ssnSr
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Leersei te
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