DE3116350C2 - Schiffsantrieb mit Untersetzungsgetriebe, hydrodynamischer Kupplung und Überbrückungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb mit einem einfach schräg verzahnten Untersetzungsgetriebe, einer zwischen diesem und der Antriebsmaschine angeordneten hydrodynamischen Kupplung und einer mechanischen Überbrückungskupplung, deren Kupplungsglieder am Umfang der Schaufelräder ausgebildet sind, von denen eines axial verschiebbar angeordnet ist.

Schiffsantriebe mit nebeneinander angeordneten hydrodynamischen Kupplungen und mechanischen Überbrückungskupplungen, bestehend aus einer Reibungskupplung oder einer Klauenkupplung, sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Die DE-PS 6 77 927 beschreibt eine in einem gemeinsamen Gehäuse untergebrachte kombinierte Kupplung aus einer hydrodynamischen Kupplung und einer Überbrückungskupplung, die aus einer Klauenkupplung und einer Reibungskupplung besteht. Letztere hat die Aufgabe, einen vollkommenen Gleichlauf beider Teile der hydrodynamischen Kupplung herzustellen, um die Klauenkupplung lautlos und stoßfrei einrücken zu können. Bei einer solchen Anordnung wird die hydrodynamische Kupplung als Anfahrkupplung mit einem verhältnismäßig großen Schlupf verwendet. Erst wenn der Schlupf sich auf einen geringen Wert verringert hat, wird die Überbrückungskupplung selbsttätig eingerückt, so daß der Schlupf Null wird. Bei der bekannten Anordnung wird der Restschlupf durch die Reibungskupplung ausgeglichen, und erst danach wird die Klauenkupplung eingerückt. Aus Gründen eines möglichsi engen Zusammenbaus der Teile der bekannten Kupplung sind die Reibungsflächen der Reibungskupplung am Umfang der Schaufelräder der hydrodynamischen Kupplung ausgebildet, und zwar einerseits am Pumpenrad und andererseits am Turbinenrad. Eine besondere Anordnung stellt die axial verschiebbare Lagerung des Turbinenrades dar, durch die das Ein- und Ausrücken s der Reibungskupplung ermöglicht wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei Schiffsantrieben mit einem einfach schräg verzahnten Untersetzungsgetriebe die hydrodynamische Kupplung mit der an ihrem Außenumfang angeordneten Überbrückungskupplung ίο in der Weise weüer auszubilden, daß ein besonderer Stellantrieb für die Betätigung der Überbrückungskupplung entfallen kann und eine Kupplungskraft in der Überbrückungskupplung in Anpassung an das zu übertragende Drehmoment erreicht wird.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach dem wesentlichen Erfindungsgedanken darin, daß das Ritzel des Untersetzungsgetriebes axial verschiebbar gelagert und mit dem verschiebbaren Schaufelrad der hydrodynamischen Kupplung verbunden ist Durch diese Anordnung wird für das Schalten der Überbrückungskupplung die aus der Schrägverzahnung des Untersetzungsgetriebes ableitbare horizontale Kraftkomponente in Richtung der Drehachse des Zahnrades ausgenutzt Diese Axialkomponente ändert ihre Größe mit der Größe des zu übertragenden Drehmoments, so daß stets eine dem zu übertragenden Drehmoment proportionale Stellkraft für das Schließen der Kupplung gewonnen wird. Eine Umkehr der Antriebsdrehrichtung wirkt entkuppelnd, so daß bei Rückwärtsfahrt das Antriebsdrehmoment über ein Umkehrgetriebe auf das Großrad des Untersetzungsgetriebes übertragen werden kann. Vorteilhaft ist die Ausbildung der Überbrückungskupplung als Kegelreibungskupplung, deren Kupplungsflächen einerseits am Pumprad und andererseits am j5 Turbinenrad der hydrodynamischen Kupplung in der Weise geneigt angeordnet sind, daß die Neigungsrichtung in Richtung der Neigungsrichtung der Schrägverzahnung des Ritzels des Untersetzungsgetriebes verläuft. Für die Ausschaltung der Überbrückungskupplung, ζ. B. für Manöver, für Fahrten in Eis oder in anderen Gebieten mit zu erwartender Behinderung, ist eine Entkupplungsvorrichtung erforderlich. Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Entkupplungsvorrichtung auf der Seite des Ritzels des Untersetzungsgetriebes angeordnet, die der Verbindung dieses Ritzels mit dem Schaufelrad der hydrodynamischen Kupplung gegenüberliegt. Diese Entkupplungsvorrichtung ist in der Weise zu gestalten, daß sie die axiale Kraftkomponente in dem Ritzel, welche aus der Schrägverzahnu,ig hergeleitet ist, überwinden kann. Geeignet sind Spindelantriebe mit einem Drucklager und einem mit ausreichender Leistung bemessenen motorischen Antrieb.

Ein Ausführungsbeispiel ist zur näheren Erläuterung der Erfindung auf der Zeichnung schematisch dargestellt.

Ein mechanisches Untersetzungsgetriebe aus einem Großrad 1, dem Ritzel 2 und einem gemeinsamen Gehäuse 3 überträgt das Antriebsdrehmoment der Antriebsmaschine 4 auf die Wellenleitung 5. Zwischen der Antriebsmaschine 4 und dem koaxial angeordneten Ritzel 2 ist eine hydrodynamische Kupplung % mit dem Pumpenrad 7 und dem Schaufelrad 8 in einem Gehäuse 9 angeordnet. Am Außenumfang des Pumpenrades 7 befindet sich der eine Teil 10 einer mechanischen Reibungskupplung II, deren anderer Teil 12 an dem Deckel des Schaufelrades 8 befestigt ist. Das Schaufelrad 8 ist zusammen mit dem Ritzel 2 begrenzt axial

verschiebbar gelagert, und zwar vorteilhaft in dem Gehäuse 3. Auf der dem Schaufelrad 8 gegenüberliegenden Seite des Ritzels 2 ist die Entkupplungsvorrichtung 13 vorgesehen. Sie weist ein axiales Drucklager 14 auf und besteht vorteilhaft aus einer Spindel 15 oder dergleichen, die von Hand oder mittels eines Motors 16 antreibbar ist. Die Neigung der Kupplungsflächen 10 und 12 der Reibungskupplung 11 weist in die gleiche Richtung wie die Neigung der schrägen Verzahnung des Untersetzungsgetriebes, so daß die axiale Komponente m aus der Schrägverzahnung bei der Übertragung eines Drehmoments als einrückende Stellkraft auf die Reibungskupplung 11 einwirkt. Diese Stellkraft wird zum Entkuppeln durch die Entkupplungsvorrichtung 13 überwunden, so daß das Antriebsdrehmoment der Antriebsmaschine 4 auch bei geöffneter Reibungskupplung ausschließlich über die hydrodynamische Kupplung auf das Untersetzungsgetriebe und damit auf die Wellenleitung 5 übertragen werden kann. Für die axiale Verschiebbarkeit des Ritzels 2 mit dem Schaufelrad 8 wird einerseits der Spielraum in der hydrodynamischen Kupplung ausgenutzt, und andererseits ist die Verzahnung des Ritzels 2 breiter ausgeführt als die Verzahnung des GroQrades 1, Das Ritzellager auf der Seite der Entkupplungsvorrichtung ist dabei in der Weise gestaltet, daß der Lagerkörper mit dem Axial- und Radiallager im Lagerbock gleiten kann. Da das Ritzel oberflächengehärtet ist und das Endrelief in der Verzahnung des Untersetzungsgetriebes größer sein sollte als die notwendige Axialverschiebung des Ritzels zur Betätigung der Kupplung 11, ist ein Einlaufen der Verzahnung nicht anzunehmen. Zum Ausgleich eines gegebenenfalls eintretenden radialen Versatzes zwischen den Schaufelrädern der hydrodynamischen Kupplung ist zu empfehlen, die Verbindung der Reibmäntel mit den Schaufelrädern elastisch auszuführen. Anstelle des motorischen Spindelantriebes für die Entkupplungsvorrichtung sind auch andere geeignete Einrichtungen einsetzbar. So kann z. B. ein hydraulischer Kraftkolben mit einer Servosteuerung zum Einsatz kommen, der bei Fahrten im Revier und Rückwärtsfahrt die mechanische Kupplung ausschaltet. Geeignet ist die erfindungsgemäße Ausbildung auch bei Einrichtungen mit einer Klauenkupplung neben einer mechanischen Reibungskupplung, wie s>e bereits früher vorgeschlagen wurde.

Hieri.u 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   1 Schiffsantrieb mit einem einfach schrägverzahnten Untersetzungsgetriebe, einer zwischen diesem und der Antriebsmaschine angeordneten hydrodynamischen Kupplung und einer mechanischen Oberb ückungskupplung, deren Kupplungsglieder am Umfang der Schaufelräder ausgebildet sind, von denen eines axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (2) des Untersetzungsgetriebes axial verschiebbar gelagert und mit dem verschiebbaren Schaufelrad (8) der hydrodynamischen Kupplung verbunden ist
2. 2. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 mit einer Überbrückungskupplung aus einer Kegelreibungskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsflächen (10, 12) der Reibungskupplung (11) in Richtung der Schrägverzahnung des Ritzels (2) des Untersetzungsgetriebes geneigt angeordnet sind.
3. 3. Schiffis-ntrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (2) des Untersetzungsgetriebes auf der dem mit ihm verbundenen Schaufelrad (8) gegenüberliegenden Seite mit einer Entkupplungsvorrichtung (13) ausgerüstet ist, die der Axialkraftkomponente aus der Schrägverzahnung des Untersetzungsgetriebes (2,3) entgegenwirkt
4. 4. Schiffsantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkupplungsvorrichtung (13) einen motorischen Antrieb (16) aufweist