DE2545553A1

DE2545553A1 - Synchrone selbst schaltende zahnkupplung mit einrichtung zur verriegelung der ineinander eingerueckten kupplungszahnkraenze gegen ausrueckung

Info

Publication number: DE2545553A1
Application number: DE19752545553
Authority: DE
Inventors: Herbert Arthur Clements; Robert Howard Heybourne
Original assignee: SSS Patents Ltd
Current assignee: SSS Patents Ltd
Priority date: 1974-10-11
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1976-04-15
Also published as: US4069903A; DE2545553C3; IT1043281B; BE834226A; CH610630A5; FR2287619A1; GB1476696A; FR2287619B1; CA1049428A; DE2545553B2

Description

PATS	WTAlCWAtT
DIFL-DiG.	B. HOLZEB
89 A	UGSBTXRG
PHILIPPINE-	-WELSKH-ST RA88B IA
*rgm*	UMWM₁ BlSf >

R. 942

Augsburg, den 9, Oktober 1975

S.S.S. Patents Limited, 51 - 55 Stirling Road, Acton Town,

London W3, England

Synchrone selbst schaltende Zahnkupplung mit Einrichtung zur Verriegelung der ineinander eingerückten Kupplungs Zahnkränze

gegen Ausrückung

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Die Erfindung betrifft eine synchrone selbst 3chaltende Zahnkupplung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Der Selbstschaltmechanismus zur Einleitung der Kupplungseinrückung weist bei derartigen synchronen selbst schaltenden Zahnkupplungen häufig ein aufgrund der Zusammenwirkung von steilgewindeartig verlaufenden Flächen relativ zu einem der umlaufenden Kupplungsteile verschiebbares, einen der beiden KupplungsZahnkränze tragendes Kupplungsteil und ein zwischen den beiden miteinander kuppelbaren Kupplungsteilen wirksames Klinkengesperre auf. Kupplungen dieser Art sind beispielsweise in der GB-PS 837 776 beschrieben und stellen Freilauf-Zahnkupplungen dar, bei welchen die beiden Kupplungs Zahnkränze in der eingerückten Kupplungsstellung voll ineinander eingerückt sind, während in der ausgerückten Kupplungsstellung die Klinken des Klinkengesperres mit einem ihnen zugeordneten Gegenzahnkranz zusammenwirken, so daß sie bei einem Relativdrehsinn der beiden zu kuppelnden Wellen ratschen, während sie bei Umkehr des Relativdrehsinns der zu kuppelnden Wellen greifen und aufgrund der Zusammenwirkung der genannten steilgewindeartig verlaufenden Flächen eine axial-schraubende Verschiebung des den einen Kupplungszahnkranz tragenden Kupp lungs teils relativ zu dem einen umlaufenden Kupplungsteil und damit die Einrückung dieses Kupplungszahnkranzes in den Kupplungs-Gegenzahnkranz bewirken. Dreht

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3ich der Relativdrehsinn der beiden zu kuppelnden Wellen wiederum um , so bewirkt der gegenseitige Eingriff der beiden Kupplungszahnkränze eine axial-schraubende Verschiebung dieses axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils im Ausrücksinn, wodurch die KupplungsZahnkränze auseinander ausgerückt werden und die Klinken des Klinkengesperres wiederum in Ratschstellung gelangen.

Die Einrichtung zur Verriegelung der ineinander eingerückten KupplungsZahnkränze gegen Ausrückung besteht bei dieser bekannten synchronen selbst schaltenden Zahnkupplung in einer Verriegelungsmuffe, die axial verschiebbar und drehfest auf dem axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteil gelagert und mit einem Verriegelungskeilkranz versehen ist, der bei ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen in einen Gegenkeilkranz eines anderen Kupplungsteils einrückbar ist. Sind der Verriegelungskeilkranz der Verriegelungsmuffe und der Gegenkeilkranz des anderen Kupplungsteils ineinander eingerückt, so verhindert die Verriegelungsmuffe eine axialschraubende Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils im Ausrück3inn und damit eine gegenseitige Ausrückung der beiden Kupplungs Zahnkränze bei Umkehr des Relativdrehsinns der beiden gekuppelten Wellen« Bei in

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Verriegelungsstellung befindlicher Verriegelungsmuffe kann also die Kupplung Drehmoment in beiden Drehrichtungen übertragen, ohne selbsttätig auszurücken. Wird die Drehmomentübertragung kurzfristig unterbrochen und die Verriege lungs muffe axial zu dem sie lagernden axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteil so verschoben, daß ihr Verriegelungskeilkranz außer Eingriff mit dem Gegenkeilkranz des anderen Kupplungsteils kommt und ändert sich die Relativdrehrichtung der beiden zu kuppelnden Wellen derart, daß das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil im Sinne einer gegenseitigen Ausrückung der beiden KupplungsZahnkränze axial-schraubend verschoben wird, so macht die mit Bezug auf dem axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteil axial verschiebbar und drehfest gelagerte Verriegelungsmuffe die Drehbewegung des axialschraubend verschiebbaren Kupplungsteils bei dessen axialschraubender Verschiebung im Ausrücksinn mit, wodurch die Keile des Verriegelungskeilkranzes in axiale Durchdeckung mit den Keilen des Gegenkeilkranzes kommen, so daß nunmehr eine axiale Verschiebung der Verriegelungsmuffe im Verriegelungssinn ausgeschlossen ist.

Synchrone selbst schaltende Zahnkupplungen der in der GB-PS 837 776 beschriebenen Art finden unter anderem auch Anwendung in Kraftwerksanlagen, bei welchen die Kupplung

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als Schaltkupplung zwischen eine in einem Drehsinn umlaufende Gasturbine und einen elektrischen Generator geschaltet ist, wobei die Anordnung so getroffen X3t, daß die Kupplung selbsttätig einrückt, wenn die Gasturbinenwelle im Vorwärtsdrehsinn relativ zur Generatorwelle umläuft, d.h. in einem Drehsinn, in welchem die Gasturbine den Generator normalerweise antreibt. Bei vielen solchen Maschinenanlagen ist mit Bezug auf die Kupplung jenseits des Generators ein Anlassermotor vorgesehen, so daß also zwecks Anlassens der Gasturbine zunächst die Kupplung eingerückt werden und in eingerückter Stellung verriegelt werden muß, damit sie das vom Anlassermotor über die Gener at or we lie in die Kupplung eingeleitete Anlaßdrehmoment auf die Turbinenwelle übertragen kann. Das Anlaßdrehmoment ist selbstverständlich sehr viel kleiner als das von der Kupplung zu übertragende Nenndrehmoment.

Befindet sich bei einer solchen bekannten Anordnung der Maschinensatz im Stillstand, so wird vor dem Anlassen des Anlaßmotors die Kupplung dadurch eingerückt, daß eine auf die Gasturbinenwelle 3chaltbare Drehvorrichtung eingeschaltet wird, welche die Turbinenwelle langsam im Vorwärtsdrehsinn in Umlauf setzt. Dadurch rückt die Kupplung selbsttätig ein und kann sodann in eingerückter Stellung durch Verschieben der Verriegelungsmuffe gegen Ausrücken

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verriegelt werden. Es kann jedoch vorkommen, daß die Kupplung nicht vollständig einrückt und folglich eine Verschiebung der Verriegelungsmuffe in die Verriegelungsstellung nicht möglich ist. Dies kann beispielsweise dadurch verursacht sein, daß die Kupplung einen Dämpfer aufweist, mitte13 welchem die Endphase der Kupp lungseinrückbewegung gedämpft wird, um ein hartes Anschlagen des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils an einen seine axial-schraubende Verschiebung im Einrücksinn begrenzenden Axialanschlag und eine dadurch mögliche Beschädigung der Kupplung zu vermeiden. Der Dämpfer der Kupplung nimmt also das Drehmoment des Drehantriebes auf und versucht, dieses an die Generatorwelle weiterzuleiten. Wenn der Generator-Rotor außer Betrieb nurmit niedriger Drehzahl in Umlauf gesetzt wird, ist praktisch das einzige einer solchen Drehung des Generator-Rotors entgegenwirkende Moment die Lagerreibung des Generator-Rotors. Dieses Gegenmoment ist jedoch zu klein, um dem Dämpfermoment der Kupplung entgegenzuwirken, so daß der Dämpfer nicht in Tätigkeit tritt und folglich auch die Kupplung nicht voll eingerückt wird. Dies aber wiederum hat zur Folge, daß die Kupplung nicht gegen Ausrückung verriegelt werden kann, weil bei nicht voll eingerückter Kupplung die Keile des Gegenkeilkranzes noch bis zu einem gewissen Grad auf die Keile des Verriegelungskeilkranzes der Verriegelungsmuffe ausgerichtet sind.

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Diesem unerwünschten Zustand könnte leicht dadurch abgeholfen werden, daß die Lücken zwischen den Keilen des Verriegelungskeilkranzes der Verriegelungsmuffe und zwischen den Keilen dee Gegenzahnkranzes übernormal weit gemacht werden.

Es kann jedoch vorkommen, daß im Betrieb der Anlage aufgrund elektrischer Schaltfehler das von der Kupplung zu übertragende Drehmoment plötzlich stark zu schwanken beginnt, was bei solcher Anordnung übergroßer Lücken zwischen den Keilen der ineinander eingerückten Keilkränze der Verriegelungseinrichtung zur Folge hätte, daß die beiden zu kuppelnden Kupplungsteile Relativdrehbewegungen in beiden Richtungen ausführen, in welchen jeweils das große Flankenspiel solcher übergroßer Keillücken durchlaufen wird, so daß also infolge dieser Drehmomentschwankungen eine wiederholte gegenseitige Flankenanlage und gegenseitige Flankenablösung zwischen den Flanken der Keile der ineinander eingerückten Keilkränze auftreten würde, die jeweils von entsprechenden axial-schraubenden Verschiebungsbewegungen des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils begleitet wären. Da hierbei die KupplungsZahnkränze jeweils periodisch nur teilweise ineinander eingerückt wären, käme es zu einer schweren überbeanspruchung der Zahnflanken der Kupplungs Zahnkränze und auch der Verriegelungskeilflanken und gegebenenfalls zu schweren Beschädigungen derselben.

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Normalerweise wird die Verriegelungsmuffe dann in die entriegelnde Stellung geschoben, wenn die Gasturbine ihre Selb3tlaufdrehzahl erreicht hat, die ungefähr der halben Nenndrehzahl entspricht. Es ist jedoch von Vorteil, die Verriegelungsmuffe auch während der Zeitspanne, während welcher die Gasturbine den Generator antreibt, in Verriegelungsstellung zu belassen, so daß, wenn beispielsweise infolge einer elektrischen Fehlschaltung der Generator unerwarteterweise plötzlich vom Netz getrennt werden sollte, die Gasturbine und der Generator zusammengekuppelt bleiben, damit die Gasturbine mittels des Anlassers schneller wieder angelassen werden kann.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine synchrone selbst schaltende Zahnkupplung der im Oberbegriff des Hauptanspruches erwähnten allgemeinen Bauart auch dann gegen Ausrückung verriegeln zu können, wenn die KupplungsZahnkränze nur teilweise ineinander eingerückt sind, ohne daß es bei voll ineinander eingerückten Kupplungszahnkränzen infolge von Schwankungen in dem zu übertragenden Drehmoment zu Pendelbewegungen der Kupplung zwischen voll und teilweise eingerückter Stellung kommen kann Λ -

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches unter Schutz gestellten Merkmale gelöst.

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Die Unteransprüche beinhalten zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes des Hauptanspruches.

Die erfindungsgemäße synchrone selbst schaltende Zahnkupplung bringt gegenüber bekannten Zahnkupplungen solcher allgemeiner Bauart den technischen Portschritt, daß sie sowohl bei teilweise ineinander eingerückten Kupplungsζahnkränzen als auch bei voll ineinander eingerückten Zahnkränzen gegen Ausrückung verriegelbar ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß bei Verriegelung in voll eingerücktem Zustand die Kupplungs Zahnkränze infolge in die Kupplung eingeleiteter Drehmomentschwankungen sich relativ zueinander in eine teilweise ausgerückte Stellung verschieben können.

Die Erfindung wird nunmehr beispielsweise unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen anhand einer beispielsweisen Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten synchronen selbst schaltenden Zahnkupplung im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:

Die Fig. 1 bis 4 jeweils schematische Halb-Axial-

schnitte durch eine synchrone selbst schaltende Zahnkupplung, wobei die Kupplung jeweils in ausgerückter, auf Verriegelung

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eingestellter, teilweise eingerückter und verriegelter und voll eingerückter und verriegelter Stellung gezeigt i3t, und

die Pig. IA

bis 4A Abwicklungen der Keile der Keilkränze

der Verriegelungseinrichtung jeweils in den in den Fig„ 1 bis 4 dargestellten Kupp lungs Stellungen zeigen, und

Fig. 5 eine Schemadarstellung einer mit einer

erfindungsgemäßen Kupplung ausgestatteten Gasturbinen-Kraftwerksanlage zeigt.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte synchrone selbst schaltende Kupplung weist ein umlaufendes Kupplungsteil 1 in Form einer Muffe auf, welche einen Kupplungs-Innenzahnkranz besitzt. Ein weiteres Kupplungsteil 3 ist ebenfalls als Muffe ausgebildet und weist ein rechtsgängiges Außensteilgewinde 4 auf, in welches ein entsprechendes Innensteilgewinde 5 eines ebenfalls als Muffe ausgebildeten axialschraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6 eingreift. Das

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axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 bewegt sich also bei Relativdrehung zum Kupplungsteil 3 zwangläufig
axial-schraubend relativ zu diesem Kupplungsteil, Außerdem ist das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 mit einem äußeren Kupplungszahnkranz 7 versehen. Am axialschraubend verschiebbaren Kupplungsteil 6 ist ein Klinkenträger 8 befestigt, an welchem Gesperreklinken 9 gelagert
sind, deren Klinkennasen, in den Fig. 1 bis 4 von links
gesehen, im Uhrzeigersinn weisen. Die Gesperreklinken 9
wirken mit einem Klinken-Innenzahnkranz 10 zusammen, welch letzterer am Kupplungsteil 1 angeordnet ist. Das Kupplungsteil 3 weist einen Absatz auf, der durch Umfange flächeη 11 und 13 und eine achssenkrechte Fläche 12 gebildet ist. Mit diesem Absatz wirkt eine axial verschiebbare Dämpfermuffe
zusammen, die einen längs der Umfangsfläche 11 verschiebbaren Ringteil IH und einen davon abstehenden Muffenteil 15 aufweist, welch letzterer gleitbar über die Umfangsfläche 13 greift, so daß eine ringförmige Dämp fe rk amme r 16 gebildet wird. In der in Fig. 1 gezeigten ausgerückten Kupp lungss te llung
befindet sich die Dämpfermuffe 14, 15 in einer rechten
Grenzstellung, in welcher sie an einem am Kupplungsteil 3
befestigten Anschlagring 17 anliegt» über eine im Kupplungsteil 3 angeordnete Radialbohrung 18 wird der Dämpferkammer durch Fliehkraft öl zugeführt«,

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Bei Relativdrehung der Kupplungsteile 1 und 3 in einem Relativdrehsinn ratschen die Gesperreklinken 9 über die Zähne des KIinken-InnenZahnkranzes 1O₀ Kehrt sich der Relativdrehsinn der beiden Kupplungsteile 1 und 3 um, so greifen die Gesperreklinken 9 die Zähne des Klinken-Innenzahnkranzes 10 und das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 wird relativ zum Kupplungsteil 3 axialschraubend nach links verschoben, wodurch der Kupplungszahnkranz 7 in einen beginnenden Eingriff mit dem Kupplungszahnkranz 2 kommt. Im Zuge dieser axial-schraubenden Verschiebung nach links kommt das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 in Berührung mit der Dämpfermuffe 14, 15» Die Zusammenwirkung der in einem ersten gegenseitigen Eingriff befindlichen KupplungsZahnkränze 2 und 7 bewirkt eine weitere axial-schraubende Verschiebung des axialschraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6 nach links, welche 3ich so lange fortsetzt, bis die KupplungsZahnkränze 2 und voll ineinander eingerückt sind» Während der letzten Phase der axial-schraubenden Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 6 nach links wird die Dämpfermuffe 14, 15 ebenfalls nach links verschoben, so daß das Volumen der ringförmigen Dämpferkammer 16 verkleinert wird und das darin befindliche öl über die enge Radialbohrung 18 radial nach innen in eine Zentralbohrung des Kupplungsteiles 3 ausgestoßen wird» Die Folge ist eine

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Dämpfung der axial-schraubenden Verschiebung dee sich nach links bewegenden axial-schraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6, Schließlich wird diese axial-schraubende Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 6 nach links durch den Anschlag des ringförmigen Dämpfermuffenteils an die achssenkrechte Fläche 12 des Kupplungsteils 3 begrenzt. In dieser Stellung sind die KupplungsZahnkränze 2 und 7 sodann voll ineinander eingerückt. Kehrt sich der Relativdrehsinn der umlaufenden Kupplungsteile 1 und 3 wiederum um, so bewirkt der gegenseitige Eingriff der Kupplungszahnkränze 2 und 7 eine axial-schraubende Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplung3teils nach rechts, welche sich so lange fortsetzt, bis das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 an einem Axialanschlag 19 anläuft, welch letzterer am Kupplungsteil 3 befestigt ist. Ist dies der Fall, dann sind die KupplungsZahnkränze 7 und wieder vollständig auseinander ausgerückt und die Gesperreklinken 9 befinden sich wieder in der Radialebene des Klinken-Innenzahnkranzes 10.

Am Außenumfang des axial-schraubend verschiebbaren Kupp lunge teils 6 befindet sich ein Außenkeilkranz 20, der von geraden, axial verlaufenden Keilen gebildet ist. In diesen Außenkeilkranz 20 greift ein Innenkeilkranz 21 einer Verriegelungsmuffe 22 ein. Am Außenumfang des Kupp lungs teils

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ist ein Außenkeilkranz gebildet, welcher von axial verlaufenden, geraden Außenkeilen Al und A2 gebildet ist. Die Verriegelungsmuffe 22 weist einen Innenkeilkranz auf, welch letzterer von axial verlaufenden geraden Innenkeilen Bl und B2 gebildet ist. Die axiale Länge der Außenkeile des Kupplungsteiles 3 ist verschieden, wobei am Umfang dieses Kupp lungs teils jeweils abwechselnd kurze Außenkeile Al und längere Außenkeile A2 angeordnet sind, wie dies im einzelnen aus den Pig. IA bis 4A ersichtlich ist. Die kürzeren Außenkeile Al sind in Umfangsrichtung schmäler als die längeren Außenkeile A2 und auch die Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 sind jeweils abwechselnd breit und schmal gehalten. Die an der Verriegelungsmuffe 22 angeordneten Keile des Innenkeilkranzes sind ebenfalls abwechselnd kurz und lang ausgeführt, wobei die Innenkeile Bl die kürzeren Keile sind, während die Innenkeile B2 die längeren Keile sind. Die längeren Innenkeile B2 sind außerdem in Umfangsrichtung schmäler als die kürzeren Innenkeile Bl, wie die3 ebenfalls aus den Pig. IA bis 4A ersichtlich ist. Auch die Lücken zwischen den Innenkeilen Bl und B2 sind jeweils abwechselnd breit und schmal gehalten. Fig. IA zeigt die gegenseitige Stellung der Keile Al, A2, Bl und B2 bei ausgerückter Kupplung, Es ist zu sehen, daß in dieser Stellung die Außenkeile Al und A2 des Kupplungsteils 3 sich links von den

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Innenkeilen Bl und B2 der Verriegelungsmuffe 22 befinden, wobei die Keile sich in Achsrichtung im wesentlichen durchdecken. Wie ersichtlich, ragen die längeren Außenkeile A2 über die kürzeren Außenkeile Al des Kupplungsteils 3 nach rechts vor, während die längeren Innenkeile B2 der Verriegelungsmuffe 22 nach links über die kürzeren Innenkeile Bl dieser Muffe überstehen.

Gemäß Fig. 5 sei angenommen, daß das Kupplungsteil 1 mit der Rotorwelle eines Drehstromgenerators 23 und das Kupplungsteil 3 mit der Rotorwelle einer Gasturbine 24 gekuppelt sei. Die synchrone selbst schaltende Zahnkupplung ist in Fig. 5 mit der Bezugsziffer 26 bezeichnet, während die Bezugsziffer 27 einen Anlaß-Elektromotor und die Bezugsziffer 28 den treibenden Teil einer Wellendrehvorrichtung bezeichnet.

Befindet sich die Maschinenanlage im Stillstand, so ist die Kupplung ausgekuppelt und unverriegelt, in welchem Zustand sich in der in den Fig. 1 und IA ersichtlichen Weise die Verriegelungskeile Bl und B2 des Verriegelungskeilkranzes der Verriegelungsmuffe 22 völlig aus den Keilen Al und A2 des Außenkeilkranzes des Kupplungsteils 3 ausgerückt und in axialer Durchdeckung mit diesen Keilen befinden. Wird die Maschinenanlage angelassen, so wird mittels eines nicht

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dargestellten Servomotors eine ebenfalls nicht dargestellte und in eine Ringnut 29 der Verriegelungsmuffe 22 eingreifende Schaltgabel betätigt, welche die Verriegelungsmuffe 22 nach links drängt. Die Verriegelungsmuffe 22 nimmt also nunmehr die in den Fig. 2 und 2A gezeigte Stellung ein, in. welcher die langen Verriegelungskeile B2 der Verriegelungsmuffe mit ihren nach links weisenden Stirnflächen an den nach rechts weisenden Stirnflächen der langen Außenkeile A2 des Kupplungsteils 3 anliegen. Nunmehr wird mittels der Wellendrehvorrichtung 28 die Rotorwelle der Gasturbine 24 langsam im Vorwärtsdrehsinn der Turbine in Umlauf gesetzt, wodurch also das Kupplungsteil 3, in Fig. 2 von links gesehen, relativ zum Kupplungsteil 1 im Uhrzeigersinn in Umlauf gesetzt wird, was zur Folge hat, daß das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 nach links verschoben wird und die Kupplungszahnkränze 2 und 7 ineinander eingerückt werden. Diese Einrückbewegung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 6 nach links wird jedoch in dem Augenblick unterbrochen, in welchem das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 an dem Muffenteil 14, 15 des Flüssigkeitsdämpfers der Kupplung anläuft, da die Lagerreibung der Rotorwelle des Generators nicht groß genug ist, um ein Gegendrehmoment auszuüben, welches eine weitere axialschraubend verschiebbare Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils 6 nach links unter Überwindung

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des Verdrängungswider Standes des in der Dämpferkammer 16 befindlichen Öls bewirken würde,, Das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 verschiebt sich also nur bi3 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung, in welcher die Kupplungszahnkränze 2 und 7 zu etwa einem Drittel der Zahnlänge der Kupp lungs zähne ineinander eingerückt sind. Da die Verrie ge lungs muffe 22 über ihren Innenkeilkranz 21 und den Außenkeilkranz des axial-schraubend verschiebbaren Kupp lungs teils 6 axial verschiebbar, jedoch drehfest mit diesem axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteil 6 verbunden ist, macht sie bei dessen axial-schraubender Verschiebung relativ zum Kupplungsteil 3 selbstverständlich die Drehkomponente dieser axialschraubenden Verschiebung mit. Sie wird folglich bei Verschiebung des axial-schraubend verschiebbaren Kupplungsteils aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in die in Fig. 3 gezeigte Stellung um den Drehwinkel relativ zum Kupplungsteil 3 gedreht, um welchen sich hierbei das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 relativ zum Kupplungsteil 3 gedreht hat. Diese Drehung der Verriegelungsmuffe 22 reicht aus, um die längeren Verriegelungskeile B2?ider Verriegelungsmuffe 22 auf die Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 des Außenkeilkranzes des Kupplungsteiles 3 auszurichten, so daß nunmehr der die Schaltgabel betätigende Servomotor in der Lage ist, die Verriegelungsmuffe 22 so weit nach links zu verschieben, bis sich die nach links weisenden

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Stirnflächen der kürzeren Innenkeile Bl des Verriegelungskeilkranzes Bl, B2 der Verriegelungsmuffe 22 an die nach rechts weisenden Stirnflächen der längeren Außenkeile A2 des Außenkeilkranzee Al, A2 des Kupplungsteils 3 angelegt haben. Im Zuge dieser Axialverschiebung der Verrie ge lungsmuffe 22 nach links schieben sich die überstehenden Enden ihrer längeren und schmaleren Verriegelungs-Innenkeile B2 in die breiteren Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 des Außenkeilkranzes Al, A2 des Kupplungsteils 3.

Diese lose Einrückung der Verriege lungs-Innenkeile B2 in die Lücken zwischen den Außenkeilen Al und A2 des Außenkeilkranzes Al, A2 hat zur Folge, daß beim Anlassen des Anlaß-Elektromotors 27 und dem sich daraus ergebenden Inumlaufsetzen der Rotorwelle des Generators 23 die synchrone selbst schaltende Zahnkupplung 26 trotzdem in ihrem in Pig. 3 dargestellten teilweisen Eingriff ihrer KupplungsZahnkränze und 7 verbleibt und folglich das von dem Anlaßmotor 27 eingebrachte Drehmoment über die Kupplung 26 auf die Rotorwelle der Gasturbine 24 übertragen wird. Wenn die Gasturbine ihre SeIbstlaufdrehzahl erreicht hat, kehrt sich das über die Kupplung 26 übertragene Drehmoment um und die Kupplung wird voll eingerückt, indem das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 relativ zum Kupplungsteil 3 unter Überwindung des Dämpfers 14, 15 weiter bis zum Anschlag des Ringteils

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des Dämpfers an der achssenkrechten Fläche 12 des Kupplungsteils 3 axial-schraubend nach links verschoben wird, wodurch die Kupplungsζahnkränze 2 und 7 voll ineinander eingerückt werden. Im Zuge dieser axial-schraubenden Verschiebung nach links dreht sich selbstverständlich das axial-schraubend verschiebbare Kupplungsteil 6 um einen bestimmten Drehwinkel relativ zum Kupplungsteil 3 und diese Drehbewegung wird aus den zuvor genannten Gründen von der Verriegelungsmuffe 22 mitgemacht, so daß nunmehr sowohl die Verriegelungsinnenkeile Bl als auch die Verriegelungsinnenkeile B2 des Verriegelungs-Innenkeilkranzes Bl, B2 der Verrie ge lungs muffe 22 auf Lücke mit Bezug auf die Außenkeile Al und A2 des Außenkeilkranzes des Kupplungsteils 3 ausgerichtet werden, so daß nunmehr der Servomotor über die Schaltgabel die Verriegelungsmuffe 22 in vollen gegenseitigen Eingriff der beiden Verriegelungskeilkränze nach links zu verschieben vermag, wie dies in Pig. 4 dargestellt ist.

Diese Verschiebung der Verriegelungsmuffe 22 aus der in Fig. 3 und 3A dargestellten losen Verriegelungsstellung in die in Fig. 4 und 4A dargestellte formschlüssige Verriegelung zeigt an, daß nunmehr das von der Kupplung übertragene Drehmoment aus negativem Sinn in einen positiven Drehsinn gewechselt hat, d.h., daß die Gasturbine 24 nunmehr

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ihre Selbstlaufdrehzahl erreicht hat. Die Verschiebung der Verrie ge lungs muffe 22 aus der in Fig. 3 gezeigten Stellung in die in Fig. 4 gezeigte Stellung kann infolgedessen zur Betätigung eines Ausschalters für den Anlaß-Elektromotor 27 benutzt werden.

Auch die Verschiebung der Verriegelungsmuffe 22 aus der in Fig. 1 dargestellten Nichtverriegelungsstellung in die in Fig. 3 dargestellte lose Verrie ge lungs stellung kann zur Auslösung eines weiteren Vorganges bzw. zur Anzeige der Ausführung eine3 solchen weiteren Vorganges benutzt werden, wobei ein solcher weiterer Vorgang beispielsweise die Einrückung einer anderen Kupplung sein kann.

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Claims

Patentansprüche

Iy Synchrone selbst schaltende Zahnkupplung mit einem bei Durchgang der umlaufenden Kupplungsteile durch den Synchronismus in einem Relativdrehsinn wirksamen Selbstschaltmechanismus zur Einleitung der Kupplungseinrückung und mit einer bei eingerückter Kupplung schaltbaren Einrichtung zur Verriegelung der ineinander eingerückten KupplungsZahnkränze gegen Ausrückung, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verriegelungseinrichtung (21, 22, Bl, B2, Al, A2) bei in bestimmtem Maße teilweise ineinander eingerückten (Fig. 3) Kupplungs zahnkränzen (2, 7) im Sinne einer Verriegelung derselben in dieser teilweise ineinander eingerückten Stellung schaltbar i3t.
2. Zahnkupplung nach Anspruch 1 mit einer relativ zu einem der Kupplungsteile axial verschiebbaren und relativ dazu begrenzt drehbaren Verriegelungsmuffe als Verriegelungseinrichtung, die mit einem Verriegelungskeilkranz versehen ist, welcher bei eingerückter Kupplung in einen Gegenkeilkranz eines anderen Kupplungsteils einrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsmuffe (22) einen weiteren Verriegelungskei!kranz (B2) und das betreffende

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andere Kupplungsteil (3) einen weiteren Gegenkeilkranz (A2) aufweist, welch letztere beiden Keilkränze (A2, B2) bei teilweise (Fig. 3) ineinander eingerückten Kupplungs zahnkränzen (2, 7) ineinander einrückbar sind und dadurch eine Verriegelung derselben bewirken, während die erstgenannten beiden Keilkränze (Al, Bl) bei voll (Fig. 4) ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen ineinander einrückbar sind und deren Verriegelung in diesem Zustand bewirken.
3. Zahnkupplung nach Anspruch 2, deren Verriegelungsmuffe auf einem, einen Teil des Selb3tschaltmeehanismus bildenden, relativ zu einem der umlaufenden Kupplungsteile axial-schraubend verschiebbaren, einen der beiden Kupplungszahnkränze tragenden Schaltelement gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verriegelungskeilkränze (Bl, B2) der Verriegelungsmuffe (22) und die beiden Gegenkeilkränze (Al, A2) des betreffenden anderen Kupplungsteils (3) jeweils miteinander vereinigt sind, indem entweder die Verriegelungsmuffe oder das andere Kupplungsteil einen von abwechselnd axial längeren, in Umfangsrichtung schmaleren Axialkeilen (B2) und axial kürzeren, in Umfangsrichtung breiteren Axialkeilen (Bl) gebildeten Keilkranz (Bl, B2) aufweist und entweder das andere Kupplungsteil oder die Verriege lungs muffe einen von abwechselnd axial kürzeren, in Umfangsrichtung schmaleren Axialkeilen (Al) und axial längeren, in

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Umfangsrichtung breiteren Axialkeilen (A2) gebildeten Keilkranz (Al, A2) aufweist, wobei jeweils die Lücken zwischen den Keilen (Al, A2 bzw. Bl, B2) beider Keilkränze (Al, A2 bzw. Bl, B2) jeweils entsprechend abwechselnd schmal und breit bemessen sind und die axial längeren Axialkeile (A2 oder B2) de3 einen Keilkranzes (Al, A2 oder Bl, B2) axial in Richtung auf den jeweils anderen Keilkranz (Bl, B2 oder Al, A2) hin über die diesem zugewandten Stirnkanten der axial kürzeren Axialkeile (Al oder Bl) überstehen, und daß die Keilkränze mit Bezug auf die Kupplungszahnkränze (2, 7) derart auf den sie tragenden Bauteilen (22, 3 bzw, 6) angeordnet sind, daß bei ausgerückten Kupplungszahnkränzen die axial längeren Keile der beiden Keilkränze sich axial durchdecken (Fig. 1 und 2), bei teilweise ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen die axial überstehenden Enden der axial längeren Keile des einen Keilkranzes in die Lücken zwischen den axial überstehenden Enden der längeren Keile des anderen Keilkranzes einschiebbar, jedoch in zumindestens teilweiser axialer Durchdeckung mit den axial kürzeren Keilen des jeweils anderen Keilkranzes sind (Pig_e 3)j und bei voll ineinander eingerückten KupplungsZahnkränzen die in umfangsrichtung schmaleren Keile des einen Keilkranzes in die schmaleren Lücken des anderen Keilkranzes und die in Umfangsrichtung breiteren Keile des einen Keilkranzes in die breiteren Lücken des anderen Keilkranzes einschiebbar sind (Fig. 4)_e

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