DE3102556A1

DE3102556A1 - "schaltbares stufengetriebe"

Info

Publication number: DE3102556A1
Application number: DE19813102556
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 7990 Friedrichshafen Meeh
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1982-08-05
Also published as: DE3102556C2

Description

Schaltbares Stufengetriebe
Die Erfindung betrifft ein schaltbares zweistufiges Getriebe für Schiffsantriebsanlagen mit einer schaltbaren Reibkupplung zur Verbindung dei koaxialen Eingangs- und Ausgangswelle des Getriebes ftir einen direkten Gang für den Marschfahrbereich und einen die Drehzahl der Antriebsmaschine ins Schnelle übersetzenden Gang für einen Hochgeschwindigkeitsfahrbereich.
Derartige Getriebe finden bevorzugt Verwendung bei Schiffsantriebsanlagen mit mehreren Antriebsmaschinen, die zum Antrieb des Schiffes bei Fahrt mit maximalen Geschwindigkeiten gleichzeitig über ein gemeinsames Sammelgetriebe den Schiffspropeller eintreiben und von denen einige bei den langsameren Marschfahrten zur Einsaprung von Kraftstoff, Maschinenbetriebsstunden und Wartungsaufwand stillgesetzt werden. Den unterschiedlichen Geschwindigkeiten sind dabei unterschiedliche Propellerdrehzahlen zugeordnet. Das den jeweiligen Antriebsmaschinen zugeordnete Stufengetriebe ermöglicht bei treien Fahrzuständen die Einhaltung der maximalen Antriebsmaschinendrehzahl und damit günstige Betriebsbedingungen.
Es ist bekannt, solche Getilebe mit Zahnradstufen, die von Reibkupplungen geschaltet werden, zu bilden.
Es ist weiterhin bekannt, lür die Schaltung von Getriebestufen eine hydrodynamische Kupplung einzusetzen. Diese Kupplungsart ist zum Übertragen von großen Leistungen gut geeignet und wird durch Füllen und Entleeren mit Betriebsiflüssigkeit verschleißlos geschaltet. Die Drehschwingungen der Antriebsmaschine, die sich insbesondere beim Antrieb durch mehrere Antriebsmaschinen unterschiedlicher Bauart auf ctine gemeinsame Propellerwelle störend auswirken, werden durch den Einbau von hydrodynamischen Kuppluiigen wesentlich gedämpft.
Bei bekannten Getrieben macht sich jedoch ein weiterer Nachteil der hydrodynamisehen Kupplung, nämlich die übertragende Leistung bei entleerter Kupplung, unangenehm bemerkbar. Diese, durch die in der ausgeschalteten Kupplung nnilaufende Luft verursachte Leistung muß von der Antriebsmaschine au£gebracht werden und geht für den Vortrieb verloren. Bei Antriebsmaschinen mit hoher Leistung muß unter Umständen die entleerte Kupplung gekühlt werden, um diese Verlustleistung abzuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Stufengetriebe der eingangs beschriebenen Bauart möglichst geringe Abmessungen und geringes Gewicht zu erzielen, die Vorteile des Planetengetriebes und der hydrodynamischen Kupplung zu nutzen und gleichzeitig die vererwähnten Nachteile zu vermeiden.
i)iese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der ins Schnelle übersetzende Gang durch einen einfachen Planetenradsatz und eine durch Füllen und Entleereii schaltbare hydrodynamische Kupplung gebildet ist, wobei der Planetenradsatz in Kraftflußrichtung vor der hydrodynamischen Kupplung an der Eingangsseite im Getriebegel1äuse, die hydrodynamische Kupplung zwischen Planetenradsatz und Reibkupplung angeordnet ist, und daß der Planetenradträger mit der Eingangswelle verbunden und ein Glied des Planetenradsatzes mittels einer schaltbaren Kupplung oder Bremse am Getriebegehäuse festbremsbar ist, und daß das weitere Glied des Pl anetenradsatzes mit dem Primärteil der hydrodynamische Kupplung und der Sekundärteil der hydrodynamischen Krupp lunlg mit der Abtriebswelle des Getriebes über den Sekundärteil der Reibkupplung verbunden ist.
Durch diese Maßnahmen ist ein im Aufbau sehr einfaches Stufenschaltgetriebe mit geringen Abmessungen und Gewicht darstellbar. Die Verluste des Planetengetriebes und der hydrodynami schen Kupplung bleiben auf den selten vorkommenden Fahrzustand mit maximaler Geschwindigkeit beschränkt. Mit Ausschalten des Planetengetriebes bei Marschfahrt können sowohl die Verluste dieses Getriebes als auch die Leerlaufverluste der hydrodynamischen Kupplung bei diesem Fahrzustand weitgehend vermieden werden. Das Planetengetriebe wirkt für die hydrodynamische Kupplung als Hochgang, so daß die Abmessungen dieser Kupplung klein gehalten werden können. Schließlich kann ein Propeller mit großer Nasse dber die hydrodynamische Kupplung problemlos angefahren und damit die Reibkupplung geschont werden.
Ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung aufgebauten Stufengetriebes ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Das Stufengetriebe weist eine Getriebeeingangswelle 11» eine Getriebeaus*an.gswelle 12, eine Lamellenkupplung 13, eine hydrodynamische Kupplung 14 und ein Planetengetriebe 15 auf.
er Steg 16 des Planetengetriebes 15 ist mit der Getriebeeingangswelle Ii des Getriebes verbunden. Das Sonnenrad 17 kann mittels einer Bremse 18 mit dem feststehenden Getriebegehäuse des Stufengetriebes verbunden werden oder nach Lösen der Bremse frei umlaufen. Das innenverzahnte Hohlrad 19 des Planetengetriebes ist mit dem Primärrad 20 der hydrodynamischen Kupplung 14, ihr Sekundärrad 21 mit der Ausgangswelle 12 des Stufengetriebes verbunden. Primärlamellen 22 der Lamellenkupplung 13 stehen mit der Getriebeeingangswelle 11, Sekundärlamellen 23 mit der Getriebeausgangswelle in bekannter Weise über Keilwellenprofile in drehfester Verbindung.
Zum Anfahren von 1>ropelleranlagen mit großer Masse wird nach Anziehen der Bremse 18 die hydrodynamische Kupplung 14 mit Betriebsflüssigkeit getiillt. Zur Vermeidung einer zu starken Motordrückung muß eventuell, je nach Masse des Propellers, die hydrodynamische Kupplung eine zeitlang mit Teilfüllung betrieben werden. Nach Erreichen einer entsprechenden P-opellerdrehza.hl wird die Lamellenkupplung 13 angelegt und die Bremse 18 gelöst. Die Antriebsanlage kann nun mit einem Teil der Antriebsmaschinen mit sehr gutem Getriebewirkungsgrad betrieben werden. Dabei kann die hydrodynamische Kupplung gefüllt bleiben oder entleert werden Die Räder des Planetengetriebes drehen sich unbelastet mit. Die dadurch verursachten Verluste sind außerordentlich gering.
Soll zur Erzielung der maximalen Geschwindigkeit mit allen Antriebsmaschinen gefahren werden, so werden die Lamellenkupplungen 13 gelöst, die hydrodynamischen Kupplungen 14 gefüllt und die Bremsen 18 angezogen. Der Kraftfluß erfolgt nun jeweils von der Getriebeeinagangswelle 11 über das Planetengetriebe 15, die hydrodynamische Kupplung 14 auf die etriebeausgangswelle 12. Durch die Übersetzungsstufe im Planetengetriebe wird eine höhere Abtriebsdrehzahl und damit die zur Aufnahme der höheren Antriebsleistung notwendige PropeJ.lerdrehzahl erzielt.
Sollten die Übersetzungsverhältnisse es erfordern, ist natürlich auch eine andere Anordnung des Planetengetriebes möglich. So kann z. B. das Sonnenrtid. 1.7 mit dem Primärrad 20 der hydrodynamischen Kupplung verbunden sein und das innenverzahnte Hohlrad 19 gegenüber dem Getriebegehäuse festgebremst werden.
Leerseite

Claims

P a t e n t a n s p r u e h Schaltbares zweistufiges Getriebe iiir Schiffsantriebsanlagen mit t einer schaltbaren Reibkupplung zur Verbindung der koaxialen Eingangs- und Ausgangswelle des Getriebes für einen direkten Gang für den Marschfahrbereich und einen die Drehzahl der Antriebsmaschine ins Schnelle übersetzenden Gang für einen Hochgeschwindigkeitsfahrbereich, dadurch gekennzeichnet, daß der ins Schnelle übersetzende Gang durch einen einfachen Planetenradsatz (15) und eine durch Füllen und Entleeren schaltbare hydrodynamische Kupplung (14) gebildet ist, wobei der PLanetenradsatz in Kraftilußrichtung VOl' der hydrodynamischen Kupplung n der Eingangsseite im Getriebegehäuse, die hydrodynamische Kupplung zwischen Planetenradsatz und Reibkupp-Iting (13) angeordnet ist, und daß der Planetenradträger (16) mit der Eingangswelle (11) verbunden und ein Glied (17) des Planetanradsatzes mittels einer schaltbaren Kupplung oder Bremse (18) am Getriebegehäuse festbremsbar ist, utid dal das weitere Glied (19) des Planetenradsatzes mit dem Primärteil (20) der hydrodynamischen Kupplung und der Sekundärteil (21) der hydrodynamischen Kupplung mit der Abtriebswelle (12) des Getriebes über den Sekundärteil der leihkupplung verbunden ist.