DE2501675C3 - Schiffsgetriebe für mindestens einen Antriebsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe für mindestens einen Antriebsmotor, der eine Propellerwelle über

ίο eine eingebaute Untersetzung antreibt, mit mindestens einer zusätzlichen Abtriebswelle, durch die ein Teil der installierten Leistung über ein PTO (»Power Take Off« = Abzweiggetriebe) abzweigbar ist, wobei jede Antriebswelle, die als schwimmende Torsionswelle ausgeführt ist, durch Universalkupplungen an der Motorseite und an ihrer Abtriebsseite getragen ist und sich berührungsfrei durch das hohl gebohrte Hauptritzel erstreckt, während die Hauptleistung, die von jeder Antriebswelle eingeführt wird, an ihrem Abtriebsende über eine Schaltkupplung zum Hauptritzel übertragen wird. Bei einem bekannten Schiffsgetriebe dieser Art (holländische Zeitschrift »Schip en Werf«, Heft Nr. 5, Jahrgang 3ö, 1969, S. 89 und 90) ist die vom Motor angetriebene Torsionswelle durch das hohlgebohrte

•25 Hauptritzel des Untersetzungsgetriebes der Propellerantriebswelle hindurchgeführt. An dem dem Motor abgewandten Ende der Torsionswelle ist eine elektromagnetische Schiffskupplung angeordnet, durch die die Torsionswelle mit dem Hauptritzel verbunden werden

^o und frei umlaufen kann. Dieses bekannte, eine Ausführung eines primären PTO darstellende Schiffsgetriebe ist nicht in eire Ausführung eines sekundären PTO umzuwandeln. Zu diesem Zweck müßte eine neue Kupplung eingebaut werden, die es ermöglicht, das

i^r> Hauptrad des nachgeschalteten PTO mit der gleichen Kupplungshälfte zu verbinden, die mit dem Hauptritzel des Untersetzungsgetriebes in Verbindung steht. Da dies nicht möglich ist, ist eine einfache Umstellung dieses Schiffsgetriebes nicht möglich. Bei einem anderen

•f» bekannten Schiffsgetriebe dieser Art (DE-PS 8 48 609) erfolgt der Antrieb des Hauptritzels direkt von der Antriebsmaschine über eine zwischen diese und das Hauptritzel geschaltete Kupplung. Die Hauptleistung wird also nicht über die Torsionswelle zum Hauptritzel

¹⁽⁵ geleitet.

Die antreibende Hälfte dieser Kupplung ist fest mit der PTO-Welle verbunden, die sich durch das Hauptritzel hindurcherslreckt, um einen Generator anzutreiben. Dieses bekannte Getriebe ist eine typische

^V) Form eines Getriebes, das nur für eine Ausführung konstruiert und gebaut ist, närnlich für ein Primär-PTO. Eine Umstellung dieses bekannten Schiffsgetriebes auf ein Sekundär-PTO ist unmöglich, ohne wesentliche Bauteile hinzufügen zu müssen. Bei einem anderen

" bekannten Schiffsgetriebe (DE-AS 19 45 797) wird die Hauptleistung durch Wellen, welche starr mit dem Hauptritzel verbunden sind, also keine »Torsionswellen« darstellen, geleitet. Diese Wellen werden nicht durch das hohl gebohrte Hauptritzel geführt. Darüber hinaus ist eine schaltbare Kupplung /wischen dem Motor und dem Hauptritzel vorgesehen. Auch bei diesem bekannten Schiffsgetriebe handelt es sich ausschließlich um ein Primär-PTO ohne Möglichkeit zu einem einfachen Umbau in ein Sekundär-PTO.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aufbauend auf dem Stand der Technik, ein Schiffsgetriebe der besagten Art derart umzugestalten, daß ein Getriebe entsteht, das in einfachster Weise von einer Ausführung

mit einem Primär-PTO in eine solche mit einem Sekundär-PTO umgestellt werden kann. Es soll also ein Getriebe geschaffen werden, bei dem es möglich ist, auf Wunsch aus den gleichen Grundteilen Getriebe mit einem primären PTO und/oder mit sekundärem PTO zusammenzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einem Schiffsgetriebe der vorbesagten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöat, daß zwischen dem Motor und dem Hauptritzel ein PTO-Zahnrai" angeordnet ist, das koaxial mit dem Hauptritzel gelagert und hohlgebohrt ist und durch das sich die Torsionswelle hindurcherstreckt, bevor sie das Hauptritzel durchdringt, und daß das PTO-Zahnrad über einen Satz von beweglichen Kupplungen antreibbar ist, die an den Enden einer Drehmomentenhülse angeordnet sind, die, die Torsionswelle mit Spiel umgebend, das PTO-Zahnrad berührungsfrei durchdringt Auf diese Weise ist es möglich, die PTO-Transmission an oder innerhalb des Hauptgetriebes anzuordnen oder diese unabhängig auf dem Schiiffsfundament unmittelbar vor dem Hauptgetriebe anzuordnen, während die schwimmende Drehmomentenwelle durch die hohlgebohrte Welle des PTO-Zahnrades geht. Obwohl das primäre PTO in der Regel bevorzugt wird, werden auch sekundäre PTOs verwendet. Es i:;t dann von großem Vorteil, entweder ein primäres oder ein sekundäres PTO zusammenstellen zu können, wob ei nur geringe Anpassungen erforderlich sind. Diese Anpassungen werden gemäß der Erfindung dadurch ermöglicht, daß durch die bewegliche Kupplung an ihren Antriebsende die Drehmomentenhülse von der Antriebswelle angetrieben ist und daß PTO eine Primärausführung ist, oder, daß nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch die bewegliche Kupplung an ihrem Antriebsende die Drehniomentenhülse von dem Haupt- *^r> ritzel aus antreibbar ist und das PTO eine sekundäre Ausführung ist.

Um das erforderliche Drehmoment von dem PTO von der Antriebsdrehmomentenwelle abnehmen zu können, ist, nach einem weiteren Merkmal der ·«> Erfindung, die Antriebswelle f>· Hanschen in zwei Abschnitte an der Stelle geteilt, von der die bewegliche Kupplung für das primäre PTO anzutreiben ist. Falls es erforderlich ist, daß das PTO schaltbar ist, beispielsweise beim Stillstand, ist nach einem weiteren Merkmal der 4^r> Erfindung vorgesehen, daß für die beweglichen Kupplungen Zahnkupplungen eingesetzt sind, die zusammen mit der Drehmomentenhülse verschiebbar sind und die im ständigen Eingriff mit dem PTO-Zahnrad in einem verlängerten Zahnkupplungsring bleiben und die am Antriebsende von dem Gegenzahnkupplungsring trennbar sind. Weil die Drehmomentenhülse im getrennten Zustand nur an einer Seite durch die Zahnkupplung getragen würde, ist, gemäß der Erfindung, vorgesehen, daß in einer neutralen Position die ¹^ getrennte Zahnkupplung außen in der Nähe ihres freien Endes im hohlen PTO-Zahnrad zusammen mit der Drehmomentenhülse abgestützt ist.

Falls es nicht erforderlich ist, das PTO schaltbar zu gestalten, kann natürlich die Schaltbarkeit der Zahn- to kupplungen und der Drehmomentenhülse entfallen und die Konstruktion kann so ausgeführt sein, daß Anschläge vorgesehen sind, die das axiale Spiel der Zahnkupplungen und der Drehmomentenhülse begrenzen. Dabei werden natürlich die Charakteristiken des t>5 beweglichen PTO nicht beeinflußt.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert In den Zeichnungen ist

F i g. 1 ein Schnitt durch einen Teil eines Getriebes nach der Erfindung,

F i p. 2 im Schnitt eine Einzelheit aus F i g. 1, nämlich die Darstellung des Antriebs des greifenden PTO, und zwar 2a als primäres PTO und 2Z>als sekundäres PTO,

F i g. 3a und 3b die Darstellung des gleichen Schnitts wie in Fig. 2, jedoch in der ausgerückten Position bzw. in der Leerlaufposition,

Fi g. 4 die Darstellung der gleichen Einzelheit wie in F i g. 2 und 3, jedoch mit drei verschiedenen Positionen.

Die Zeichnungen stellen das Gesamtgetriebe für den Fall eines Ein-Motorenantriebs und nur die Hälfte davon im Falle eines Zwei-Motorenantriebs dar.

Im letzteren Fall müssen die Backbord- und Steuerbord-PTOs nicht identisch sein. Ferner kann ein einziges PTO in einem mit zwei Motoren angetriebenen Getriebe vorgesehen sein. Natürlich gilt das Vorstehende auch für Getriebe, die von mehr als zwei Motoren angetrieben werden. Mit 2 ist ein Motor bezeichnet. Durch die Propellerwelle wird der Antriebsschub des Propellers 3 auf den Hauptschubblock 4 übertragen, der sich innerhalb der Propellerwellenlinie befinden kann, der jedoch auch vor oder hinter dem Hauptzahnrad 6 innerhalb des Getriebes eingebaut sein kann. Die Propellerwelle ist mit der Abtriebswelle 5 des Getriebes 1 verbunden. An der Abtriebswelle sitzt das Hauptzahnrad 6. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Zahnrad 6 eine V-Verzahnung. Es kann sich jedoch auch um eine Schrägverzahnung handeln. Die Abtriebswelle des Getriebes ist in den Lagern 7 gelagert, während die Lager 7 an dem Schiffsfundament durch die Seiten 8 des Getriebes abgestützt sind. Das Hauptritzel 9 kämmt mit dem Hauptzahnrad 6. Für eine gleichmäßige Belastung über die Breite der Verzahnung hinweg sind die Lager iO ebenfalls in robuster Konstruktion vorgesehen und sind an den Seiten 8 des Getriebes 1 befestigt. An der Rückseite des Getriebes ist die Welle 11 des Hauptritzels 9 verlängert und trägt den sekundären Teil 12 einer Schaltkupplung über einen Flansch an ihrem Ende. Am Ende der Kupplung ist ein Pendellager 13, das das Ende der Antriebsdrehmomen tenwelle 16 trägt. Durch einen Ansatz 15 ist der primäre Teil der Schaltkupplung an der Torsionswelle 16 befestigt; in diesem Fall besteht die Kupplung 14 aus einer luftbetriebenen Luftriemenkupplung. Die Motorseite der Drehmonentenwelle ist mit dem Motor 2 über eine torsionselastische Kupplung 17 verbunden, und dabei ist die Drehmomentenwelle gleichzeitig in dieser Kupplung zentriert. In Anbetracht einer möglichen Fehlfluchtung zwischen dem Motor 2 und dem gesamten Getriebe 1, möglicher dauerhaftei Verziehungen des Fundaments des Schnies, elastischer Verziehungen als Folge der von dem Schiff erlittenen Spannungen als Folge des Vorschubs, der Lastverteilung und der Seebedingungen und schließlich der thermischen Verziehungen ist es angebracht und wünschenswert, die Verbindung zwischen dem Motor und dem Getriebe nicht nur torsionselastisch vorzusehen, sondern auch in Querrichtung beweglich zu gestalten. Zu diesem Zweck ist eine schwimmende Torsionswelle 16 vorgesehen, die durch Kardankupplungen in der Kupplung 17 und im Lager 13 gelagert ist. Die gewählte Schaltkupplung 14 absorbiert mühelos die auftretenden Auslenkungswinkel der Antriebswelle 16. Andererseits muß die Drehmomentenwelle vom Motor zur Schaltkupplung 14 durch alle Teile des Getriebes mit ausreichendem Raum gehen. Zu diesem Zweck ist die Ritzelwelle 11

hohlgebohrt. Ferner muß die Torsionswelle ί 6 durch das PTO-Getriebe 18 gehen, das zwischen das Hauptgetnebe 8 und ösn Motor eingebaut ist, ohne daß eine Berührung erfolgt. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist dieses PTO-Getricbe 18 an das Hauptgetriebe 8 angebaut, das PTO-Getriebe 18 kann jedoch auch getrennt am Fundament des Schiffes abgestützt sein, während die Antriebswelle und die Abtriebs-PTO-Weile Seite an Seite, übereinander oder in jeder Zwischenlage relativ zueinander angeordnet sein können. Innerhalb de* PTO-Getriebes 18 bezeichnet 19 das Antriebszahnrad mit V-Verzahnung oder Schrägverzahnung, das mit dem Ritzel 20 kämmt. Durch Lager 21 ist das PTO-Zahnrad 19 im Getriebe 18 gelagert, und der Ritzel 20 ist durch Lager 22 gelagert. Die Lager des PTO-Ritzels und des PTO-Rads können entweder Rollenlager oder Gleitlager sein. Beim Arbeiten mit Gleitlager muß die PTO-P.itzelwelle ferner mit einem axialen Druckblock versehen sein, während bei der Verwendung von Schrägverzahnung das auch für die PTO-Radwelle erforderlich ist.

Die Abtriebs-PTO-Welle 23 läuft zu einer angetriebe nen Hilfsmaschine 24, bei der es sich beispielsweise um einen Generator oder um Transportgutpumpe handeln kann. Zur Erleichterung der Montage und zur Funktion als Antriebspunkt von der Torsionswelle 16 zum PTO-Zahnrad 19 ist die Torsionswelle 16 in zwei Abschnitte mittels eines Satzes Flansche (25) aufgeteilt. Da die Drehmomentenwelle an der Motorseite in das Getriebe in einer solchen Weise eingeführt werden muß, daß eine Leckdichtigkeit erreicht wird, trotzdem aber eine Bewegbarkeit gegenüber dem PTO-Getriebe 18 sichergestellt ist, ist eine elastische Dichtung 26 vorgesehen.

Das PTO-Zahnrad 19 kann sowohl für ein primäres als auch für ein sekundäres System eingesetzt werden. Ein primäres Ausführungsbeispiel ist in F i g. 2a gezeigt, ein sekundäres Ausführungsbeispiel in Fig. 2b. Es versteht sich, daß bei Anfertigung eines Standardgetriebes wegen der sehr geringen Unterschiede in der Konstruktion die Herstellung eines Getriebes mit kurzer Lieferfrist möglich ist, das je nach Bedarf ein primäres oder ein sekundäres PTO hat. Im Falle des Ausführungsbeispiels mit primärem PTO ist als Kupplungsaußenteil ein Ring mit Innenverzahnung 27. der zusammen mit dem außenverzahnten Kupplungsinnenteil 28 eine der Zahnkupplungen des Universalantriebes des PTO-Zahnrades 19 bildet, am Flansch 25 der Eingangsdrehmomentenwelle 16 befestigt. Die andere Universalzahnkupplung ist durch den innenverzahnten Ring 29 als Außenteil und durch den außenverzahnten Flansch 30 als Innenteil gebildet, wobei der Ring mit der Innenverzahnung 29 an dem Zahnrad 19 befestigt ist-Beide Zahnkupplungen 27/28 und 29/30 sind durch eine Drehmomentenhülse 31 miteinander verbunden Diese Hülse geht durch das hohlgebohrte PTO-Zahnrad 19 und umschließt die Torsionswelle 16, ohne dabei, auch während der maximal zulässigen Querauslenkung der Torsionswelle 16 in bezug auf das Getriebe 8 bzw. 18, den einen oder den anderen Teil zu berühren. In dem Innenteil 28 ist eine Nut eingearbeitet in die eine ortsfeste Gabel 32 paßt Die Gabel 32 ist an einem Hebelsystem 33 befestigt mit dem die Gabel in eine erste oder zweite Position geschaltet werden kann und deren Betätigungshebel von dem Getriebe vorsieht. Wenn die Gabel 32 und folglich der Kupplungsinnenteil 28 versetzt werden, verlagert sich die gesamte Drehmometenhülse 31 mit den verzahnten Innenleilen 28, 30, so daß das PTO-Zahnrad 19 mit dem Antriebsring 27 der Zahnkupplung verbunden bzw. von diesem getrennt werden kann. Die getrennte Position ist in Fig. 3a gezeigt. Wegen dieser Position ist der Ring 29 in verlängerter Form ausgeführt, um eine Abstützung des verzahnten Kupplungsinnenteiles 30 und der Drehmomentenhiilsi" 31 in beiden Arbeitspositionen aufrechterhalten zu können. In der getrennten Position wandert der Zentnerring 36 der Drehmomentenhülse 31 in die Bohrung 37 des PTO-Zahnrades 19. Auf diese Weise wird die Drehmomentenhülse zum weiteren Betrieb zentriert. Es ist klar, daß mit dieser Konstruktion ein Schalten nur vorgenommen werden kann, wenn die Teile nicht laufen.

In Fig. 2b und 3b ist die Ausführung des sekundären PTO gezeigt. Hier gilt die gleiche Beschreibung wie für P i g. 2a und 3a, mit Ausnahme der Tatsache, daß der ringförmige Kupplungsaußenteil 27 durch einen innenverzahnten Ring 34 mit anderer Geometrie ersetzt ist.

der am Hauptritzel 9 durch einen Zwischenflansch 35 befestigt ist. Daraus geht hervor, daß einfach durch Ersetzen des innenverzahnten Ringes 27 durch den Ring mit der Innenverzahnung 34 in Kombination mit dem Zwischenflansch 35 der Hersteller in die Lage versetz¹ wird, ein primäres PTO in ein sekundäres PTO oder umgekehrt umzuwandeln.

Natürlich ist es auch möglich den PTO Antrieb nicht trennbar auszufuhren, in diesem Faile entfälit die Gabel 32 mit ihrem Hebelsystem 33, und der innenverzahnte Ring 29 kann kurzer sein, während Blockiervorrichtungen vorgesehen sind, um die Drehmomentenhülse in den Universalzahnkupplungen zentriert zu halten.

Eine dritte Möglichkeit für die Anwendung dieser Erfindung besteht darin, das PTO so auszuführen, daß.

nachdem es sich einmal im montierten Getriebe befindet, es in eine Leerlaufposition, in eine primäre oder in eine sekundäre Position nach Bedarf geschaltet werden kann (F i g. 4). Zu diesem Zweck ist ein in der Zeichnung links von der Drehmomentenhülse 31 liegender Kupplungsteil als innenverzahnter Außenteil 28 von ausreichender axialer Länge und mit einem Durchmesser ausgebildet, daß er über die beiden Kupplungsinnenteile 27, 35 wandern kann. Dabei ist der Kupplungsinnenteil 27 am Flansch 25 der Torsionswelle befestigt und der alternative Kupplungsinnenteil 35 ist fest mit dem Hauptntzel verbunden. Ein Kämmen des Außenteiles 28 mit dem Innenteil 27 ergibt ein primäres PTO und ein Kämmen mit dem Innenteil 35 ein sekundäres PTO. Die Leerlaufposition befindet sich in diesem Fall vor der primären Position, weil die tragende Zentrierung der Drehmomentenhülse im PTO-Zahnrad nur in der Leerlaufposition wirksam sein kann. In dieser Ausführung ist der Ring mit der Innenverzahnung 29 natürlich langer als bei den vorhergehenden Konstruktionen. Es versteht sich, daß es auch möglich ist die genannte 3-Positions-Konstruktion ohne die Leerlaufposition auszuführen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche: 25 Ol 675

1. Schiffsgetriebe für mindestens einen Antriebsmotor, der eine Propellerwelle über eine eingebaute Untersetzung antreibt, mit mindestens einer zusätzlichen Abtriebswelle, durch die ein Teil der installierten Leistung über ein PTO abzweigbar ist, wobei jede Antriebswelle, die als schwimmende Torsionswelle ausgeführt ist, durch Universalkupplungen an der Motorseite und an ihrer Abtriebsseite getragen ist und sich berührungsfrei durch das hohlgebohrte Hauptritzel erstreckt, während die Hauptleistung, die von jeder Antriebswelle eingeführt wird, an ihrem Abtriebsende über eine Schaltkupplung zum Hauptritzel übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Motor (2) und dem Hauptritzel (9) ein PTO-Zahnrad (19) angeordnet ist, das koaxial mit dem Hauptritzel gelagert und hohlgebohrt ist und durch das sich die Torsionswelle (16) hindurcherstreckt, bevor sie das Hauptritzel (9) durchdringt, und daß das PTO-Zahnrad (19) über einen Satz von beweglichen Kupplungen (28, 30) antreibbar ist, die an den Enden einer Drehmomentenhülse (31) angeordnet sind, die, die Torsionswelle (16) mit Spiel umgebend, das PTO-Zahnrad (19) berührungsfrei durchdringt.

2. Schiffsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die bewegliche Kupplung (27, 28) die Drehmomentenhülse (31) an ihrem Antriebsende von der Torsionswelle (16) angetrieben ist und das PTO eine primäre Ausführung ist.

3. Schiffsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle mit Flanschen (25) in zwei Abschnitte an der Stelle geteilt ist, von der die bewegliche Kupplung für das primäre PTO anzutreiben ist.

4. Schiffsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die bewegliche Kupplung (28, 34, 35) die Drehmomentenhülse (31) an ihrem Antriebsende von dem Hauptritzel (9) aus antreibbar ist und das PTO eine sekundäre Ausführung ist.

5. Schiffsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß für die beweglichen Kupplungen (27, 28, 34, 35, 29, 30) Zahnkupplungen eingesetzt sind, die zusammen mit der Drehmomentenhülse (31) verschiebbar sind und die im ständigen Eingriff mit dem PTO-Zahnrad in einem verlängerten Zahnkupplungsaußenteil (29) bleiben und die am Antriebsende von dem Gegenzahnkupplungsteil trennbar sind.

6. Schiffsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupplungsaußenteil (28) mit Innenverzahnung sowohl mit der Torsionswelle (16) als auch mit dem Hauptritzel (9) verbindbar ist, derart, daß die bewegliche Zahnkupplung an der Anlriebsseite der Drehmomentenhülse (31) antreibbar ist, und daß die Drehmomentenhülse (31) zwischen zwei Positionen zur Bildung eines PTO, närnlich einer primären Position durch die Kupplung (27, 28) und einer sekundären Position durch die Kupplung (35, 28) schaltbar ist oder zwischen drei Positionen zur Bildung eines PTO, nämlich zwischen einer primären (27, 28), einer sekundären (35, 28) und einer neutralen Position (-28) schaltbar ist.

7. Schiffsgetriebe nach Anspruch 5, dadurch eekennzeichnet daß in einer neutralen Position die getrennte Zahnkupplung außen in der Nähe ihres freien Endes im hohlen PTO-Zahnrad (19) zusammen mit der Drehmomentenhülse (31) abgestützt ist