DE2640159A1

DE2640159A1 - Kupplungsgruppe fuer zahnradgetriebe

Info

Publication number: DE2640159A1
Application number: DE19762640159
Authority: DE
Inventors: Jacob Bastiaan Kerpestein
Original assignee: SCHELDE NV
Current assignee: SCHELDE NV
Priority date: 1975-09-18
Filing date: 1976-09-07
Publication date: 1977-03-31
Also published as: DE2640159B2; CH625858A5; GB1543357A; NL161241C; NL7511027A; NL161241B

Description

Dipl.-lng. W. DaWke 6. September 1976

Dipl.-lng. H.-]. Lippert

Patentanwälte Frankenforster Straße 137 5060 Bensberg-Refrath

B.V. KOHIHKLIJKE MAATSCHAPPIJ "DE SCHELDE",

VLISSIIfGEW,

"Kupplungsgruppe für Zahnradgetriebe"

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Die Erfindung "bezieht sich auf eine Kupplungsgruppe für ein Zahnradgetriebe, insbesondere für Anwendung an Bord von Schiffen, welche von einem Zahnradgefcriebekasten gebildet wird mit mindestens einem Eingangszahnritzel und mit einer Ausgangswelle auf welcher ein Zahnrad montiert ist, das im Eingriff steht mit jedem Ritzel, wobei Jedes Ritzel durch eine Kraftmaschine angetrieben wird und pro Ritzel von einer Gruppe bestehend aus einer ein- und ausschaltbaren Kupplung mit zwei elastischen Kupplungen welche mindestens biege-elastisch sind, wobei der schaltbare Kupplung und beide biege-elastische Kupplungen sich ausserhalb des eigentlichen Zahnradgetriebes befinden und wobei die primären (Eingangs-) und sekundären (Ausgangs-)teile der schaltbaren Kupplung derart gegenseitig gelagert sind, dass bei der Mittellinien bleibend zusammenfallen.

Derartige Kupplungsgruppen für Zahnradgetriebe sind bekannt aus einem Artikel das in Juni 1973 erschien in der Zeitschrift "Shipbuilding and Marine Engineering International" und in welchem Artikel auf Seite 535 eine Konstruktions dieses Typs abgebildet ist. Im linken Teil der Abbildung wird vom eigentlichen Zahnradgetriebe nur das hintere Lager eines hohlgebohrten Ritzelzapfes widergegeben. Durch die Bohrung des Ritzels und seiner Zapfen wird mit gegügend Spiel eine schwimmende Torsionswelle geführt, welche an der nicht abgebildeten linken Seite des Getriebes jedenfalls biege-elastisch und oft auch torsions-elastisch mit einer Kraftmaschine verbunden ist. Für diese Kraftmaschine werden meistens medium-speed Dieselmotoren angewendet, jedoch auch Dampf- oder Gasturbinen oder Kombinationen sind möglich. Bei Anwendung an Bord eines Schiffes eines derartigen Getriebes ist die Ausgangswelle verbunden mit dem Schiffspropeller. Zur rechten Seite des Zahnradgetriebes ist das Ritzel versehen mit einem verlängerten

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Zapfen woran, über einen Plansch und ein Zwischenstück, eine schaltbare Reibungskupplung montiert ist. In dieser Kupplung ist der Sekundärteil direkt verbunden mit dem Ritzelzapfen, während der primäre Teil mit Hilfe von Lagern derart im sekundären Teil gelagert ist, dass beider Mittellinien bleibend zusammenfallen. Zwischen dem Ende der Torsionswelle zur rechten Seite und dem primären Teil der schaltbaren Kupplung, befindet sich die zweite biege-elastische Kupplung, welche zusammen mit der biegeelastischen Kupplung zur Motorseite, die kardanisch^ Befestigung darstellt von der relativ langen Torsionswelle. Die Torsions-Elastizität von der Torsionswelle, eventuell ergänzt mit der Torsions-Elastizität der motorseitigen biege-elastischen Kupplung, formen die Mittel um UngleichfSrmigkeit und Stösse zwischen den rotierenden Massen des Propellers, den Zahnrädern und der Kraftmaschine zu reduzieren und zu dämpfen. Dabei kann gedacht werden an die Ungleichförmigkeit ausgehend von einem antreibenden Verbrennungsmotors einerseits, torsions-Schwingungs-Belastungen, und andererseits an Impulse welche induziert werden durch den Propeller im Zusammenhang mit seiner Umgebung.

Die beschriebene Anlage ist vorzugsweise bestimmt für schnelle Schiffe bei welchen die ganze Antriebsanlage im schlanken Hinterschiff angeordnet ist. Dabei ist eine bleibend korrekte Ausrichtung zwischen der antreibenden Maschine und dem Getriebe ausgeschlossen. Wird aber eine derartige Anlage installiert in einer steiferen Umgebung, z.B. in einem Schlepper oder Eisbrecher, dann sind die unvermeidlichen Ausrichtfehler und .Veränderungen der Ausrichtung wahrend des Betriebes, so viel kleiner, dass die relativ kostspielige Konstruktion mit der langen Torsionswelle durch das hohlgeb-ohrte Ritzel hindurch, nicht notwendig ist. Da jedoch immer Ausrichtfehler auf-treten, seien es kleine, muss einige Elastizität

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vorhanden bleiben. Die Erfindung bemüht sich hierfür eine einfache und billige und sichere Lösung anzugeben, welche daraus besteht, dass die Gruppe von der schaltbaren mit den beiden mindestens biege-elastischen Kupplungen, sich zwischen der Kraftmasphine und dem Getriebe befindet, und dass die schaltbare Kupplung sich zwischen den beiden elastischen Kupplungen befindet. Dabei ist es möglich um mindestens eine biege-elastische Kupplung dazu* noch torsions-elastisch zu gestalten. Durch diese Anordnung der drei Elemente woraus die Gruppe besteht, wird bei einer minimalen Gesamtslänge, doch die grösst mögliche elastische Länge erreicht zwischen den beiden biege-elastischen Kupplungen. Die schaltbare Kupplung kann dabei verglichen werden mit der Torsionswelle aus der bekannten Konstruktion, weil die Kupplung mitunter dieselbe Punktion erfüllt wie die Torsionswelle.

Die schaltbare Kupplung ist in sich selbst .gelagert damit der primäre Teil keine Bewegungen gegenüber dem sekundären Teil ausführen kann, mit Ausnahme der relativen Verdrehung, wodurch' relative Bewegungen im eingeschalteten Zustand vermieden werden sowie der damit zusammenhängende Verschleiss.. ·

Für das Tragen des eigenen Gewichts und der eventuellen weiteren Kräfte infolge von Aussen auf die Kupplung einwirkender Beschleunigungen, kann die erfindungsgemässe schaltbare Kupplung getragen werden durch die antriebsseitige elastische Kupplung.

Ist die Anwendung jedoch derart, dass unzulässig grosse Kräfte erwartet werden können, ausgeübt durch die schaltbare Kupplung auf die antriebsseitige biege-elastische Kupplung an welcher die schaltbare Kupplung überhängend befestigt ist,"z.B. infolge von Aussen kommender Beschleunigungen, dann kann die Kupplung sowohl getragen werden durch die antriebsseitige elastische Kupplung wie auch durch die elastische Kupplung zu ihrer Sekundärseite, nämlich

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über eine sphärische Stützvorrichtung, welche, mit beibehalten der Freiheit der biege-elastischen Kupplung um Winkelabweichungen zwischen beiden Kupplungsteilen zu erlauben, dazu eingerichtet ist um zumindest auftretende radiale Kräfte zwischen diesen Teilen aufzunehmen und die biege-elastischen Elemente zu entlasten von diesen Kräften. Die letzt beschriebene Ausführungsform ist insbesondere anwendbar bei z.B. Eisbrechern und Kriegsmarineschiffen. Mit Hinsicht auf das Korrigieren von Abweichungen in der axialen Entfernung zwischen der antreibenden Kraftmaschine und dem ' Eingangsritzels des Zahnradgetriebes, kann es erwünscht sein um die sphärische Stützvorrichtung nur in radialer Richtung wirksam sein zu lassen, jedoch dieser in axialer Richtung eine gewisse Verschiebemöglichkeit zu erlauben. Dadurch können Längenunterschiede kompensiert werden. Jedoch müssen die elastischen Elemente der dazu gehörigen biege-elastischen Kupplung diese axialen Verschiebungen aufnehmen konnea.

Mit Hilfe der Beschreibung von der abgebildeten beispielsweisen Vorzugsausführungsform einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, soll diese näher illustriert werden.

Vorausgeschickt sei, dass man sich die nicht-abgebildete antreibende Kraftmaschine in der Abbildung zur rechten Seite der Gruppe denken muss und das gleichenfalls nicht-abgebildete Eingangsritzel des Getriebes zur linken Seite. Der flansch ganz rechts in der Abbildung, ist dabei starr angeflanscht an die antreibende Kraftmaschine, der Flansch ganz links ist starr angeflanscht an den Zapfen des Eingangsritzels, wobei eventuell starre Zwischenstücke vorgesehen sein können.

Mit 8 wird die antriebsseitige elastische Kupplung angedeutet, welche auf jeden Fall biege-elastisch ist, jedoch auch torsions-

elastisch sein kann. Die Kupplung ist versehen Von radial gerichteten

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Blattfederpaketen 30, welche einerseits eingreifen in axial verlaufende, radial gerichtete Nuten des Primärteiles 31 und andererseits eingespannt sind in axial verlaufende, radial gerichtete Nuten des sekundären ringförmigen Gehäuses. Die Kupplung wird an der Ausgangsseite geschlossen durch einen Verschlussdeckel 32, welcher gegenüber dem primären Teil 31 eine geringe Winkelabweichung erlaubt, damit eine gewisse biege-elastizität möglich ist. Die sekundäre Platte 32 ist fest verbunden mit der primären Platte 12 der schalfbaren Kupplung 10. An der Platte , ist das primäre ringförmige Gehäuse 13 befestigt, das an seiner Innenseite an Umfang versehen ist von einer primären Mitnehmerverzahnung 25p. Ferner ist in koaxialer Verlängerung der Eingangsnabe 31» auf der Platte 12 ein Achsstumpf 33 befestigt, auf welchem über die Lager 16 der Sekundärteil der schaltbaren Kupplung derart befestigt ist, dass beider Mittellinien bleibend zusammenfallen. Der Sekundärteil der schaltbaren Kupplung 17 ist an seiner Aussenseite versehen von einer sekundären Mitnehmerverzahnung 25s. Zwischen der primären und sekundären Mitnehmer-■verzahnung 25p und 25s sind einige Reibungsplatten 18s und 18p abwechselnd eingebracht, um gegeneinander*·gedrückt werden zu können mit Hilfe eines pneumatisch spannbaren Reifens 19· Die Reibungsplatten 18s und 18p werden gegeneinander gedrückt zwischen einer Reaktionsplatte und dem Reifenträger 14, welche beide starr befestigt sind auf der sekundären Kupplungsnabe 17-Um Verschleiss der Kupplungsplatten zu kompensieren, sind einige demontabele Füllringe montiert zwischen der Reaktionsplatte und der Nabe 17. Zu linker Seite des Reifenträgers 14 ist der Primärteil 34 der linken biege-elastischen Kupplung befestigt. Diese treibt über die biege-elastischen Elemente 23 den Sekundärteil 20 an. Venn das überhängende Gewicht der schaltbaren Kupplung zu

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gross werden sollte um ausschliesslich getragen zu werden durch die elastische Kupplung 8 zur rechten Seite, dann kann die linke biege-elastische Kupplung überbrückt werden durch eine sphärische Vorrichtung 28, 29, welche in radialer Richtung Kräfte durchleiten kann, doch Biegung frei zulässt zwischen dem primären und dem sekundären Teil der linken elastischen Kupplung. Um eine Kompensation in axialer Richtung der Länge der ganzen Gruppe möglich zu machen,- kann die. sphärische Vorrichtung 28, 29 in axialer Eichtung frei verschiebbar ausgeführt werden. Jedoch ist axiale Blockierung gegebenenfalls auch möglich ohne die biege-elastizität zu schaden.

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XO

Leerseite

Claims

' ANSPRÜCHE

1. J Kupplungsgruppe für ein Zahnradgetriebe, insbesondere*für Tjiwendung an Bord von Schiffen, welche Gruppe gebildet wird von einem Zahnradgetriebe mit mindestens einem Eingangsritzel und mit

einer Ausgangswelle auf welcher ein Zahnrad montiert ist das in Eingriff steht mit jedem Ritzel, wobei jedes Ritzel durch eine Kraftmaschine angetrieben wird und pro Ritzel von einer Gruppe von einer ein- und ausschaltbaren Kupplung mit zwei Kupplungen welche mindestens biege-elastisch sind, wobei die schaltbare

Kupplung und beide biege-elastischen Kupplungen ausserhalb des ί ■■·· · ■

eigentlichen Zahnradgetriebekastens angeordnet sind, und wobei die primären (Eingangs-) und sekundären (Ausgangs-)Teile der schaltbaren Kupplung derart zu einander gelagert sind, dass beider Mittellinie bleibend zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gruppe der schaltbaren (10) und der beiden mindestens"biege-elastischen Kupplungen (8," 23), sich zwischen der Kraftmaschine und dem Zahnradgetriebe befindet, und dass die schaltbare Kupplung (10) zwischen den beiden elastischen Kupplungen (8, 25) angeordnet ist. .

2; Kupplungsgruppe nach Anspruch 1, da dtrtr c h gekennzeichnet., dass die schaltbare Kupplung (10) getragen wird durch die antriebsseitige elastische Kupplung (8).

3. Kupplungsgruppe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schaltbare Kupplung (10) nicht nur getragen wird durch die antriebsseitige elastische Kupplung (8), sondern auch durch die elastische • Kupplung (23) an seiner Sekundärseite über eine sphärische Stützvorrichtung (28, 29), welche, mit Behalt der Freiheit der biegen-

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ORIGINAL INSPECTED

elastischen Kupplung um Winkelabweichungen zwischen den beiden Kupplungsteilen zu erlauben, derart ausgeführt ist, dass sie mindestens auftretende radiale Kräfte zwischen diesen Teilen aufzunehmen vermag um die biege-elastischen Elemente (23) zu schützen vor diesen Kräften.

4. Eupplungsgruppe nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die antriebsseitige biege-elastische. Kupplung der Gruppe (β), dazu torsions-elastisch ist.

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