DE2355125A1

DE2355125A1 - Umsteuerbares getriebe, insbesondere fuer schiffsantriebe

Info

Publication number: DE2355125A1
Application number: DE19732355125
Authority: DE
Inventors: Jun John Edgar Storer
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1972-11-20
Filing date: 1973-11-01
Publication date: 1974-06-06
Also published as: FR2207565A5

Description

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Tel. SC4 :-l:j

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General Motors Corporation, D e t r ο ί t, -Mich., V.St.A.

Umsteuerbares Getriebe, insbesondere für Schiffsantriebe

Die Erfindung bezieht sich auf ein umsteuerbares Getriebe, insbesondere für Schiffsantriebe, mit einer koaxial zu einem Eingangsglied liegenden ersten wahlweise einrückbaren Kupplung zum Antrieb eines ersten koaxial zum Eingangsgliea liegenden Eingangszahnrades, mit dem. ein Ausgangskegelrad an einem Ausgangsglied kämmt, dessen Achse zur Achse des Eingangsgliedes geneigt ist, und mit einer zweiten wahlweise einrückbaren Kupplung für den Rückwärtsantrieb über ein zweitej Eingangs zahnrad und ein Zwischenzahnrad zum Ausgangszahnrad·, ν Ein derartiges Getriebe ist beispielsweise durch die US-PS 3 570 319 bekannt.·

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Bei Getrieben für Schiffsantriebe ist es erwünscht, die Mittellinie der Ausgangswelle geneigt zur Eingangswelle anzuordnen, wobei Winkel zwischen 8 bis 12 ° gewählt werden, um die Antriebsmaschine in einer gewissen Höhe innerhalb der Schiffshülie anordnen zu können.

Bei anderen Schiffsantrieben ist es ferner erwünscht gleiche Übersetzungsverhältnisse für Vorwärts- und Rückwärtsantrieb zur Verfügung zu haben und sowohl für die Lager als auch für die Zahnräder in beiden Antriebsrichtungen eine im wesentlichen gleich grosse Lebenszeit anzustreben. Dies ist besonders bei solchen Antrieben wichtig, bei denen zwei in entgegengesetzter Drehrichtung umlaufende Schiffsschrauben verwendet sind oder bei Fähren, bei denen die Betriebszeit im Vorwärts antrieb und im Rückwärts antrieb gleich gross ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, dass im wesentlichen eine gleichgrosse Übersetzung im Vorwärts- und Rückwärtsantrieb erreicht wird, ferner durch gleichmässige Belastung der Lager im Vorwärts- und Rückwärtsantrieb deren Lebenszeit erhöht wird sowie durch eine bessere Verteilung der Getriebekräfte eine Erhöhung der Lebenszeit der Zahnräder zu erzielen.

Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass das erste· Eingangszahnrad als Kegelrad ausgebildet ist und die zweite Kupplung koaxial

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zum Eingangsglied angeordnet ist, das zweite Eingangszahnrad mit einer Kegelverzahnung mit einer ersten Kegelverzahnung des Zwischenzahnrades kämmt, dessen Achse zur Achse des Eingangsgliedes und des Aüsgangsgliedes geneigt ist und mit einer zweiten Kegelverzahnung mit dem Ausgangskegelrad kämmt, wobei alle · Zahnräder mit, einer Evolveiitenverzahnung ausgebildet sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben- sich aus den Uhteransprüchen.

Es ergibt sich hierdurch^:ein Getriebe, dessen

Ausgangswelle geneigt zur Eingangswelle liegt'und im Vorwarts- und Rückwärtsantrieb gleiche Übersetzung aufweist, wobei durch die von der Eingangswelle antreibbaren beiden Eingangszahnräder für Vorwärts antrieb bei eingerückter erster Kupplung zwei Räder im Eingriff stehen, während bei Rückwärtsantrieb . bei.eingerückter zweiter Kupplung drei Räder miteinander kämmen. Bei Ausbildung der einzelnen Zahnräder mit schraubenförmigen Verzahnungen wird eine günstige Verteilung der Getriebekräfte erzielt, durch die die Lebenszeit der Zahnräder wie auch der Lager erhöht wird. .

In der. Zeichnung ist ein Ausführun^sbeispiel der Erfindung dargestellt. In den Zeichnungen zeigen

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■ Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Getriebe nach

der Erfindung und

Fig. 2 "eine schematische Ansicht in Richtung der Pfeile 2-2 in Fig. 1 gesehen.

Das Getriebe hat ein Getriebegehäuse IQ, mit dem ein Kupplungsgehäuse 12 und ein Deckel 14 verbunden sind. Das Gehäuse 10 kann mit einer .nicht dargestellten Antriebsmaschine über einen Flansch 16 verbunden v/erden. ..

Das Kupplungsgehäuse 12 enthält eine Tragscheibe 18 und einen Deckel 20, die durch mehrere Schrauben 22 miteinander und mit dem Kupplungsgehäuse 12 verbunden sind. Die Tragscheibe 18 stützt drehbar in.einem Lager 26 eine Eingangswelle 24 ab, die am einen Ende eine Keilverzahnung 30 aufweist, über die sie m-it der Antriebsmaschine verbindbar ist. Am anderen Ende trägt sie eine Keilverzahnung 32* über-*die eineübliche Zahnradpumpe 34 angetrieben wird, die Steuer- und Schmieröl für das Getriebe liefert.

Drehbar auf der Tragscheibe .18 ist eine Kupplungstrommel 36 abgestützt, die über eine Keilverzahnung 38 mit der Eingangswelle 24 verbunden ist. In der Kupplungstrommel verschieblich ist ein Ringkolben 40 angeordnet, mit dem . über Keile mehrere Reibscheiben 42 gekuppelt sind. Zwischen die Reibscheiben 42 greifen Reibscheiben 46, die mit einem Ausgangs-

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glied 44 verbunden sin-d. Ferner ist auf die Kupplungstrommel 36 eine Gegenplatte 48 aufgekeilt und durch einen Sprengring 50 in ihrer Lage gesichert. Hehrere Druckfedern 52 sitzen zwischen dem Kolben 40 und einem Federteller 54, der an der Kupplungstrommel 36 befestigt ist. Diese beschriebenen Teile bilden eine erste wahlweise einrückbare Kupplung, die bei Druckölzufuhr zwischen dem Kolben 40 und der Kupplungstrommel 36 die Eingangswelle 24 mit dem Ausgangsglied 44 kuppelt. Bei Absenken des Öldruckes rücken die Druckfedern 52 die Kupplung aus. Das Ausgangsglied 44 der ersten Kupplung ist mit einer Hohlwelle 56 verkeilt.

Eine zweite wahlweise einrückbare Kupplung 58 weist mehrere Reibscheiben 60 auf, die an einem Kranz 62 der Gegenplatte 48 durch Keile festgelegt sind. Zwischen diese Reibscheiben 60 greifen Reibscheiben 64, die mit einer Kupplungstrommel 66 dufch Keile verbunden sind. Das Kupplungsgehäuse ist seinerseits mit einer Hohlwelle 68 verkeilt. In der Kupplungstrommel 66 ist verschieblich ein Ringkolben 70 angeordnet, zwischen dem und einem Federteller 74_: an der Kupplungstrommel 66 Druckfedern 72 vorgesehen sind, die die zweite Kupplung in der ausgerückten Stellung halten. Wird Drucköl zwischen die Kupplungstrommel 66 und den Kolben 70 zugeleitet, so bewegt sich der Kolben 70 gegen die Kraft der Feder 72 und drückt die Reibscheiben 60 und 64 zusammen, wodurch die Eingang;

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j welle 24 mit der Hohlwelle 68 über die Kupplungstrommel 36, die Gegenplatte 48 und den Kranz 62 verbunden wird.

An der Hohlwelle 56 ist ein Kegelrad 76 mit schraubenförmigen Zähnen gebildet, neben dem die Hohlwelle drehbar in einem Lager 78 im Deckel 14 abgestützt ist. An der Hohlwelle 68 ist ein Kegelrad 80 mit schraubenförmigen Zähnen gebildet, neben dem die Hohlwelle 68 in dem Getriebegehäuse 10 über ein Lager 82 abgestützt ist. In radialer Richtung sind die Hohlwellen 56 und 68 durch Nadellager 84 und

86 voneinander getrennt. Das Kegelrad 76 kämmt mit einem Kegelrad 88, das an einer Ausgangswelle 90 gebildet ist. Die Ausgangswelle 90 ist in dem Getriebegehäuse 10 über ein Lager 92 und in einem mit dem GehäusefLO verbundenen Lagerstuhl 96 über ein Lager 94 abgestützt. Das Lager 94 liegt in dem Lagerstuhl 96 zwischen einer Schulter 97 und einem Anschlagring 100, der im Lager stuhl 96 durch einen Sprengring 102 festgelegt ist. Eine Schraube 104 mit kegligem Schaft hält das Lager 94 in Anlage gegen die Schulter 97. Mit der Ausgangswelle 90 ist ein Ausgangsflänsch 98 verkeilt, ■ der durch eine Mutter 105 gegen das Lager 94 in Anlage gehalten ist.

Das Zahnrad 80 kämmt mit einem Kegelrad 106 an einer Zwischenwelle 108, die drehbar in dem Getriebegehäuse und dem Deckel 14 über Rollenlager 110 bzw. 112 abgestützt ist. An der Zwischenwelle 108 ist ferner ein Zwischenzahnrad 114

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gebildet', das mit dem Zahnrad 88 an der-Ausgängsweile 90 kämmt. Sämtliche Zahnräder -sind mit Evolventenverzahnungen' ausgebildet.

Die Zahnräder 76" und 80 drehen sich-um eine Achse 116, "das Zahnrad 88 um eine Achse 118 und "die Zahnräder -106 und ll4 um eine' Achse-'120. Bei-der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung· haben dies'e Achsen 116, 118 und 120' einen gemeinsamen Schnittpunkt. Die Verzahnungen' können mit Hilfe' der bekannl-■fc-en Technik der Evolventenverzahnung in wirtschaftlicher ¥eise 'genau-hergestellt "werden. · ' .-. .· ..

Bei der naöhfölgenden Beschreibung der "Arbeitsweise wird angenommen', dass das Zahnrad 76 das Eingangsz-ahnrad-für ■ den Vorwärtöaiitrieb ist,' ^hren^" das^-Zähnradi 80 das- Eingangszahnrad für den Rückwärtsantrieb ' isti^; Ferner wird angenommen, dass das Getriebe für -einen Seckäntrieb. feines· Schiff es verwendet wird". -Für* den Vorwärts antrieb'-wird "der Kolben 40 mit Drucköl beaufscnXagt, so dass' die- Eingangszeile 24 mit dem Uingangszahnrad 76 verbunden wird. Das Eingangszahnrad "76 treibt das Ausgangs zahnrad 88 und damit den Ausgangsflansch 98 ■. Es ergibt sich'dann 'ein"'Schiff schraubenschub auf die Ausgangswelle 90 in Richtung des Pfeiles A, Die Zannräder 76 und 88 ^:hiab^ven.linksgängige bzvi. rechtsgängige Schraubenzähnei tinter -'der Annahme eines recht suml auf enden Eingahgszannrades wird der 'Ächss chub des Zahnrades 76 vom Lager 78 und der Achsschab äes^; Zaianrades 8$ in^: einer" dem Pfeil Α entgegengesetzten Richtung-vom Lager 94

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ausgenommen» Der Achs schub des Zahnrades SB hebt hierbei einen |

' ■ ! Teil dies Schiffsschrauuenschubes in Richtung des Pfeiles A auf, j

so' dass nur die Differenz von dem Lager 94 aufzunehmen ist. :

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Für den Rückwärtsantrieb wird die zweite Kupplung '

53 eingerückt,, wodurch die Eingangswelle 24 mit dem Zahnrad ; 80 verbunden.wird. Das Zahnrad 80 treibt die Zwischenwelle 108
über das Zwischenrad 106 an, während das Zwischenzahnrad 114 - ! das Atisgrangszahnraö. 88 in Rückwärtsrxcirfcung antreibt. Da.s
Zahnrad 80 hat eine rechtsgängige Schraufoenverzahnung,, so dass ; sein Aciissciiub vom Lager 82 aufgenommen wird» Die Zahnräder
106 und 114 haben linksgänglge Schraubenderzahnungen gleichen .
Steigungswinkels, so dass die Rollenlager· UO und 112. nur
radiale Belastungen auxsunehmen haben. Der Axialschub des .

Zalinrades 88 wirkt in Richtung des Pfeiles A, während der
Schub der Schiffsschraube entgegengesetzt dem Pfeil A wirkt. j Es wird somit auch hier der Schub der Schiffsschraube zum
Teil ausgeglichen, so dass das Lager 94 nur mit der Differenz
der Axialschübe belastet wird.

Als Sicherheitsmassnahme ist eine mechanische Betätigung der beiden Kuplungen vorgesehen, falls Ausfälle in der
hydraulischen Betätigung auftreten. Der Kolben 40 der ersten
Kupplung kann in bekannter Weise durch in der Kupplungstrommel

36 vorgesehene Schraubspindeln bewegt werden, zu denen ein

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Zugang über ein Loch· im Deckel 20 und der Tragscheibe 18 dient, j Die zweite Kupplung 58 kann umgangen werden, indem eine mit | Keilen versehene Büchse 122, die mit der Kupplungstrommel 36

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verkeilt ist, mit einem Keil 124 am Aussenumfang der Kupplungs- I

trommel 66 in Eingriff gebracht wird. Dies kann durch ein an j sich bekanntes mechanisches Gestänge erfolgen. Bei normalem
Betrieb wird die Büchse 122 in ihrer Lage zur Kupplungstrommel
36 durch einen Drahtring 126 gehalten.· Wird jedoch eine Verschiebung der Büchse 122 in Richtung auf die Kupplungstrommel
66 gewinseilt, so wird der Drahtring 126 in eine Ringnut 128
am Aussenumfang der Kupplungstrommel 3'6 gedrückt, so dass er
aus einer Ringnut 1"3Q- an der Innenfläche der Büchse 122 austritt, so dass die Büchse 122 in Richtung auf die Kupplungs.- .
trommel 66 verschoben werden kann. Auf diese'Weise kann Vorwärts-· und Rückwärtsantrieb auch mechanisch bewirkt werden.

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Claims

P a t e 11 t a η s ρ r Q ehe.:

IJ Umsteuerbares Getriebe, insbesondere

für Schiffsantriebe, mit einer koaxial zu einem Eingangsglied. ;

liegenden ersten wahlweise einrü'ckoaren Kupplvmg zum Antrieb eines ersten koaxial zum Eingangsglied liegenden Eingangszahnrades ,.mit dem ein Ausgangskegelrad an einem Ausgangsglied kämmt, dessen Achse zur Achse des Eingangsgliedes geneigt ist, und mit einer zweiten wahlweise einrückbaren Kupplung für den Rückwärt sarrtrieb über ein zweites Singangszahnrad und ein Zwischenzahnrad, zum Aus gangs zahnrad, dadurch gekennz eichnet, dass das erste Eingangszahnrad (76) als Kegelrad ausgebildet ist und die zweite Kupplung(5S) koaxial zum Eingangsglied (2.4) angeordnet ist, das'zweite Eingangszahnrad (80) mit einer Kegelverzahnung mit einer erster Kegelverzahnung (106) des Zwischenzahnrades (108) kämmt, desser Achse zur Achse des Eingangsgliedes und des Ausgangsgliedes (90) geneigt ist und mit einer zweiten Kegelverzahnung (114) mit dein Ausgangsliegelrad (88) kämmt, wobei alle Zahnräder mit einer Evolventenverzahnung ausgebildet sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen des Eingangsgliedes (24),

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des Zwischenzahnr'ädes (108) und des AusgangsZahnrades· (88) einen gemeinsamen Schnittpunkt haben.

■·■.--.-- . 3v Setriet!e nacli Anspr-tch X oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne des zweiten Eingangszahnrad.es (80) und des Ausgangs ζ ahnrad.es (88) schraubenförmig mit entgegengesetzter Steigung zu den, schraubenförmig ausgebildeten Zähnen .des ersten iiingangszahnrad.es (76). ausgebildet sind, und die beiden schraubenförmig ausgebildeten Verzahnungen (106 und 114) des Zwisehenzahnrades den gleichen Steigungsv/inlcel wie /die ,schraubenförmigen. Zähne des ersten· Eingangszahnrades haben* ." "-.".- -,■".-_ _: ■-■--.-.-"

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