DE3721014C2 - - Google Patents
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- DE3721014C2 DE3721014C2 DE3721014A DE3721014A DE3721014C2 DE 3721014 C2 DE3721014 C2 DE 3721014C2 DE 3721014 A DE3721014 A DE 3721014A DE 3721014 A DE3721014 A DE 3721014A DE 3721014 C2 DE3721014 C2 DE 3721014C2
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine umsteuerbare Getriebe
baugruppe für Boote, z.B. Sportboote, Jachten, Motorboote
und Fischerboote.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine umsteuerbare
Getriebebaugruppe für Boote, die dazu eingerichtet ist, zwi
schen einem Motor, der im hinteren Teil des Schiffsrumpfes so
angeordnet ist, daß sein Kraftabgabeende zum Heck weist, und
einer Propellerwelle angeordnet zu werden, welch letztere sich
vom Schiffsrumpf aus nach hinten und unten erstreckt. Somit
bezieht sich die Erfindung auf eine umsteuerbare Getriebebau
gruppe für Boote mit Winkelantrieb.
Ein solches Winkelantriebssystem ist gewöhnlich so aufgebaut,
daß die gesamte Antriebseinheit vom Motor über die umsteuer
bare Getriebebaugruppe bis zur Propellerwelle eine Lage ein
nimmt, die um einen Winkel nach hinten und unten geneigt ist,
der dem der Propellerwelle zu erteilenden Neigungswinkel ent
spricht. Bei einem Boot mit einem Winkelantrieb dieser Stan
dardbauart muß die Höhe des Motorgehäuses wegen der geneigten
Lage des Motors vergrößert werden, so daß sich der benachbar
te Raum für die Mannschaft entsprechend verkleinert. Es ist
jedoch sehr wichtig und stets erforderlich, den Mannschafts
raum innerhalb des Bootsrumpfes zu vergrößern. Aus diesem
Grunde sind Antriebseinheiten der Winkelbauart vorgeschlagen
worden, bei denen der Motor eine horizontale oder beinahe
horizontale Lage einnimmt, während der Kraftübertragungsweg
in demjenigen Abschnitt geknickt ist, wo die umsteuerbare Ge
triebebaugruppe angeordnet ist, um dem Kraftübertragungsweg
die erforderliche Neigung nach hinten und unten zu erteilen.
In den DE-OS 20 59 820 und DE-AS 26 15 739 ist eine Vorrichtung
beschrieben, bei der Kegelzahnräder verwendet werden, um dem
Kraftübertragungsweg für Bootsantriebe innerhalb eines Gehäu
ses für ein umsteuerbares Getriebe eine Neigung zu erteilen.
Diese bekannte Bootsantriebseinheit ist preiswert, da ein
Kegelzahnrad billig auf einer Abwälzfräsmaschine mit Hilfe
eines Kegelzusatzgerätes hergestellt werden kann, das den Ab
stand zwischen einem Fräser und der Mitte des Zahnradrohlings
variiert, während der Fräser sich über den Rohling bewegt, um
das Zahnprofil zu formen. Eine solche Antriebseinheit kann
kompakt ausgebildet sein, denn sie ist so aufgebaut, daß
einige der in einer Umsteuergetriebebaugruppe für die An
triebseinheit des Standardtyps verwendeten Zahnräder durch
Kegelzahnräder oder miteinander in Eingriff stehende Kegel-
und Stirnzahnräder ersetzt werden, ohne daß die Anzahl der
Zahnräder vergrößert wird.
Bei den Umsteuergetriebebaugruppen nach den DE-OS 20 59 820 und
DE-AS 26 15 739 ist innerhalb eines Getriebegehäuses eine Zwischenwelle
auf mittlerer Höhe zwischen einer hochgelegenen Eingangswelle
und einer tiefgelegenen Ausgangswelle angeordnet. Der Vorwärts
antrieb wird von der Eingangswelle direkt auf die Ausgangs
welle durch selektives Betätigen einer mit Druckflüssigkeit
arbeitenden Mehrscheiben-Vorwärtskupplung auf der Eingangs
welle übertragen, während der Rückwärtsantrieb von der Ein
gangswelle über die Zwischenwelle auf die Ausgangswelle durch
selektives Betätigen einer mit Druckflüssigkeit arbeitenden
Mehrscheiben-Rückwärtskupplung auf der Zwischenwelle übertra
gen wird. Um eine Kraftübertragung zwischen zwei gegeneinander
geneigten Wellen zu bewirken, werden entweder zwei miteinander
kämmende Kegelzahnräder oder ein mit einem Zylinderzahnrad
kämmendes Kegelzahnrad benutzt. Um die Ausgangswelle und somit
auch die mit dieser verbundenen Propellerwelle in beiden Rich
tungen mit gleicher Kraft anzutreiben, werden die Überset
zungsverhältnisse der zwischen der Eingangswelle und der Ausgangs
welle angeordneten Zahnradgruppen für den Vorwärts- und den
Rückwärtsgang gleich gewählt.
Dieses Umsteuergetriebe für Bootsmotoren gilt als zufrieden
stellend, da es sich mit geringen Kosten herstellen läßt und
da der Mechanismus zum Vorsehen einer Knickung oder Neigung
in dem Kraftübertragungsweg keine Verlängerung der gesamten
Bootsantriebseinheit bewirkt. Bei einer solchen Baugruppe be
steht jedoch das im folgenden geschilderte Problem.
Wenn die Übersetzungsverhältnisse der Zahnradgruppen für den
Vorwärts- und Rückwärtsgang einander gleichen sollen, wie oben
beschrieben, besteht eine gewisse Grenze hinsichtlich der ge
genseitigen Abstände zwischen je zwei der drei genannten Wel
len, d. h. der Eingangs-, Zwischen- und Ausgangswelle. Jenseits
dieser Grenze wird bei den Getriebebaugruppen der DE-OS 20 59 820
und DE-AS 26 15 739 mit zwei Kegelzahnrädern gearbeitet.
Die Verwendung zweier Kegelzahnräder ist nicht erwünscht, da
ein Kegelzahnrad im Vergleich mit einem Stirnzahnrad immer
noch teurer in der Herstellung ist. Ein ernsteres Problem be
steht darin, daß bei einem Kegelzahnrad eine genaue Einstel
lung des Zahnradspiels erforderlich ist. Ist das Spiel zu
groß, werden Zahnkanten abgebrochen, während bei einem zu
kleinen Spiel ein hochfrequentes Geräusch erzeugt wird. Ein
solches Spiel läßt sich nur durch Verschieben eines Kegelzahn
rades entlang seiner Achse einstellen. Hierbei handelt es sich
um einen schwierigen Arbeitsgang, und es wird daher vorgezogen,
die Anzahl der verwendeten Kegelzahnräder zu verringern, um
Herstellungskosten zu sparen.
Aus der DE-OS 35 08 139 ist bereits eine umsteuerbare
Gertriebebaugruppe für ein Boot bekannt, die zwischen einem im
hinteren Teil des Bootsrumpfes mit in Heckrichtung weisendem
Kraftabgabeende angeordneten Motor und einer Propellerwelle
angeordnet ist, welch letztere sich von dem Bootsrumpf aus nach
hinten und unten erstreckt, mit einem Getriebegehäuse, in dem
eine horizontale Eingangswelle angeordnet ist, die sich von
dem Gehäuse aus nach vorn erstreckt, eine Ausgangswelle, die
sich von dem Gehäuse aus nach hinten erstreckt, sowie eine
Zwischenwelle, die parallel zu der Ausgangswelle verläuft,
und einem ersten Stirnzahnrad, das auf der Eingangswelle fest
montiert ist, sowie ein zweites Stirnzahnrad und ein im Abstand
davon angeordnetes weiteres Zahnrad, die auf der Ausgangswelle
drehbar gelagert sind, sowie eine Kupplungseinrichtung,
die auf der Ausgangswelle zwischen dem zweiten
Stirnzahnrad und dem genannten weiteren Zahnrad angeordnet
ist, um eines dieser beiden Zahnräder wahlweise mit der Ausgangswelle
zu kuppeln. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist
zur Kraftübertragung von der waagerechten Ausgangswelle auf
die geneigte Propellerwelle ein Kegelzahnradpaar erforderlich.
Alternativ kann bei dieser bekannten Vorrichtung ein Kegelzahnradpaar
zwischen Motor- und Eingangswelle angeordnet werden.
In diesem Fall sind Eingangs- und Ausgangswelle parallel
zur Propellerwelle geneigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige umsteuerbare
Getriebebaugruppe für Motorboote mit Winkelantrieb
zu schaffen, bei der nur ein Kegelzahnrad verwendet wird, wobei
trotzdem eine geneigte Ausgangswelle in beiden Richtungen mit
gleicher Kraft angetrieben wird.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der bekannten umsteuerbaren
Getriebebaugruppe nach der DE-OS 35 08 139 (Fig. 2) erfindungsgemäß
durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die erfindungsgemäß ausgebildete umsteuerbare Getriebebaugruppe
besitzt den Vorteil, daß sie kostengünstig herstellbar ist, da
sie nur ein Kegelzahnrad aufweist.
Vorzugsweise ist bei der erfindungsmäßen umsteuerbaren Getriebebaugruppe
das Übersetzungsverhältnis der ersten, aus dem ersten
Stirnzahnrad und dem Kegelzahnrad bestehenden Zahnradgruppe im
wesentlichen gleich dem Übersetzungsverhältnis einer Zahnradgruppe,
zu der das erste, dritte, vierte und zweite Stirnzahnrad
gehören, wobei die Kraftübertragung für den Vorwärtsgang
durch die zuerst genannte Zahnradgruppe und die Kraftübertragung
für den Rückwärtsgang durch die zuletzt genannte Zahnradgruppe
erfolgt, so daß das Übersetzungsverhältnis der Zahnradgruppe für
den Rückwärtsgang leicht gleich demjenigen der Zahnradgruppe für
den Vorwärtsgang gemacht werden kann, wie an sich aus der
DE-OS 35 08 139 bekannt ist.
Vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemäßen umsteuerbaren
Getriebebaugruppe das dritte und das vierte Stirnzahnrad aus
einem Stück mit einem dazwischen ausgebildeten Verbindungsglied
geformt und auf der Zwischenwelle drehbar gelagert, wie aus der
DE-Firmendruckschrift: "Die Gestaltung von Wälzlagerungen", FAG
Kugelfischer, Publ.-Nr. 00 200/2 DA, Schweinfurt 1979, Beispiel 30,
an sich bekannt ist.
Dabei kann es vorteilhaft sein bei der erfindungsgemäßen umsteuerbaren
Getriebebaugruppe zwischen dem dritten und dem vierten
Stirnzahnrad einerseits und dem Getriebegehäuse andererseits
Drucklagereinrichtungen vorzusehen, wie sie aus der DE-Firmendruckschrift:
"Die Gestaltung von Wälzlagerungen", FAG Kugelfischer,
Publ.-Nr. 00 200/2 DA, Schweinfurt 1979, Beispiel 9,
bekannt sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine als Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen umsteuerbaren Getriebebaugruppe
für Motorboote;
Fig. 2 eine Schnittzeichnung eines anderen Teils der Vorrichtung
nach Fig. 1;
Fig. 3 eine als Schnitt gezeichnete Vorderansicht der umsteuerbaren
Getriebebaugruppe nach Fig. 1, in der beide Teile
gezeigt sind;
Fig. 4 eine Schrägansicht zur Veranschaulichung der Anordnung
der Wellen und Zahnräder in der umsteuerbaren Getriebebaugruppe
nach Fig. 1;
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Eingreifens
der Zahnräder in der umsteuerbaren Getriebebaugruppe
nach Fig. 1;
Fig. 6 eine schematische Seitenansicht eines Bootes, in dem
die umsteuerbare Getriebebaugruppe nach Fig. 1 verwendet
wird; und
Fig. 7 eine Fig. 5 ähnelnde Darstellung, die jedoch eine Ein
griffsart der Zahnräder zeigt, die sich von der erfin
dungsgemäßen unterscheidet.
Die Erfindung bezieht sich auf eine umsteuerbare Getriebebau
gruppe 13 für Boote der in Fig. 6 gezeigten Art, die zwischen
einem Motor 11, der im hinteren Teil des Bootsrumpfes mit zum
Heck gerichtetem Kraftabgabeende angeordnet ist, und einer
Propellerwelle 12 eingeschaltet ist, welch letztere sich von
dem Schiffsrumpf aus nach hinten und unten erstreckt.
Gemäß Fig. 1 bis 5 gehört zu der erfindungsgemäßen umsteuer
baren Getriebeanordnung 13 ein Getriebegehäuse 14, in dem eine
sich von dem Gehäuse 14 aus nach vorn erstreckende horizontale
Eingangswelle 15, eine aus dem Gehäuse 14 nach hinten und
unten ragende geneigte Ausgangswelle 16 sowie eine zu der Aus
gangswelle 16 parallele Zwischenwelle 17 angeordnet sind.
Zu der Getriebebaugruppe gehören ferner ein erstes
Stirnzahnrad 22, das auf der Eingangswelle 15 fest montiert
ist, ein Kegelzahnrad 23 und ein zweites Zylinderzahnrad 24,
die in einem axialen Abstand auf der Ausgangswelle 16 drehbar
gelagert sind, sowie ein drittes und ein viertes Stirnzahnrad
25 und 26, die in einem axialen Abstand auf der Zwi
schenwelle 17 gelagert sind und gemeinsam umlaufen. Das Kegel
zahnrad 23 auf der geneigten Ausgangswelle 16 kämmt mit dem
ersten Stirnzahnrad 22 auf der horizontalen Eingangswelle
15, während das zweite und das vierte Stirnzahnrad 24 und
26 auf den beiden parallel angeordneten geneigten Wellen 16
und 17 miteinander kämmen. Das dritte Stirnzahnrad 25 auf
der geneigten Zwischenwelle 17 kämmt mit dem ersten Stirnzahnrad
22 auf der horizontalen Eingangswelle 15 derart, daß
der Wälzpunkt zwischen diesen Zahnrädern 22 und 25 im
wesentlichen auf einer gemeinsamen zu der Eingangswelle 15
und der Zwischenwelle 17 rechtwinkligen Linie liegt.
Zu der Getriebebaugruppe 13 gehört außerdem eine Kupplungs
einrichtung 32, die auf der Ausgangswelle 16 zwischen dem
Kegelzahnrad 23 und dem zweiten Stirnzahnrad 24 liegt, um
eines dieser Zahnräder selektiv mit der Ausgangswelle 16 zu
kuppeln, wie in Fig. 1 gezeigt.
Der Eingriff zwischen den Stirnzahnrädern 22 und 25 auf
der Eingangswelle 15 und der Zwischenwelle 17 ist schematisch
in Fig. 5 dargestellt. Bezüglich der horizontalen Eingangs
welle 15 und der geneigten Zwischenwelle 17 existiert eine
einzige Linie PL, die zu diesen beiden Wellen rechtwinklig ver
läuft. Das Eingriffszentrum MC der Stirnzahnräder 22 und
25, die auf diesen beiden Wellen montiert sind, liegt genau
auf dieser einzigen gemeinsamen rechtwinkligen Linie PL.
Die Anordnung der Zahnräder 22 bis 26 ist in der rechten Hälf
te von Fig. 5 annähernd als Stirnansicht schematisch darge
stellt. Bezüglich des dritten Stirnzahnrades 25 auf der
Zwischenwelle 17 sind dessen vordere Stirnwand 25A (mit dem
Mittelpunkt 25a) und seine hintere Stirnwand 25B (mit dem Mit
telpunkt 25b) mit Blick entlang der axialen Erstreckung der
Zwischenwelle 17 dargestellt. In ähnlicher Weise sind für das
Kegelzahnrad 23 auf der Ausgangswelle 16 dessen vordere Stirn
wand 23A (mit dem Mittelpunkt 23a) und seine hintere Stirnwand
23B (mit dem Mittelpunkt 23b) mit Blick in Richtung der axia
len Erstreckung der Ausgangswelle 16 dargestellt. Das vierte
Stirnzahnrad 26 auf der Zwischenwelle 17 und das zweite
Stirnzahnrad 24 auf der Ausgangswelle 16 sind jeweils als
einfacher Kreis (mit dem Mittelpunkt 26a bzw. 24a) mit Blick
entlang der axialen Erstreckung der Zwischen- oder Ausgangs
welle dargestellt.
Wenn das Eingriffszentrum MC der Stirnzahnräder 22 und 25
auf der gemeinsamen zur Eingangswelle 15 und zur Zwischenwelle
17 senkrechten Linie PL liegt, wie oben beschrieben, verläuft
eine gerade Linie QL, auf der der Mittelpunkt des ersten
Stirnzahnrades 22 (in Fig. 5 mit 15 für die Eingangswelle
bezeichnet) und der Mittelpunkt des Kegelzahnrades 23 (in Fig.
5 mit 16 für die Ausgangswelle bezeichnet) liegen, rechtwink
lig zu der erwähnten gemeinsamen rechtwinkligen Linie PL.
Das heißt, das Kegelzahnrad 23 kämmt mit dem ersten Stirnzahnrad
22 aus einer zu der gemeinsamen Linie PL rechtwinkli
gen Richtung.
Zur Erläuterung sei auf Fig. 7 verwiesen. Wenn, wie hierin
gezeigt, das Kegelzahnrad 23 mit dem ersten Stirnzahnrad
22 aus einer zu der gemeinsamen rechtwinkligen Linie PL
schrägen Richtung kämmt, verläuft eine gerade Linie QL′, auf
der die Mittelpunkte der Zahnräder 22 und 23 liegen, nicht
parallel zu einer geraden Linie RL, auf der der Mittelpunkt
des dritten Stirnzahnrades 25 (in Fig. 7 mit 17 für die
Zwischenwelle bezeichnet) liegt und die rechtwinklig zu der
gemeinsamen rechtwinkligen Linie PL verläuft. Da sowohl die
Ausgangswelle 16 als auch die Zwischenwelle 17 von vorn nach
hinten geneigt verlaufen, verändert sich die Höhenlage dieser
Wellen 16 und 17 auf und entlang den Linien QL′ bzw. RL. Es
ist daher ersichtlich, daß Fig. 7 eine nicht parallele Anord
nung der Ausgangswelle 16 und der Zwischenwelle 17 zeigt.
Bei der Getriebebaugruppe nach der Erfindung ist die Zwischen
welle 17 parallel zur Ausgangswelle angeordnet, so daß die
Linien QL und RL rechtwinklig zu der Linie PL und parallel
zueinander verlaufen, wie in Fig. 5 gezeigt.
Innerhalb des Gehäuses 14 wird eine Zahnrädergruppe für den
Vorwärtsgang durch das erste Stirnzahnrad 22 und das Kegel
zahnrad 23 gebildet, während die Rädergruppe für den Rückwärts
gang durch das erste, dritte, vierte und zweite Stirnzahnrad
22, 25, 26 und 24 gebildet wird. Zu der Zahnrädergruppe für
den Rückwärtsgang gehören die miteinander kämmenden Stirnzahnräder
26 und 24 auf den parallel angeordneten beiden Wel
len 17 und 16, so daß das Übersetzungs- oder Transmissionsver
hältnis dieser Zahnradgruppe für den Rückwärtsgang leicht
gleich demjenigen der Rädergruppe für den Vorwärtsgang ge
macht werden kann. Bei der gezeigten Getriebebaugruppe sind
beide Zahnradgruppen mit gleichen Übersetzungsgetrieben ausge
bildet.
Die erfindungsgemäße umsteuerbare Getriebebaugruppe 13
kann bei einem abgewinkelten Antrieb für ein Boot dadurch
eingeschaltet werden, daß man die Eingangswelle 15 oder
ihr vorderes Ende mit dem Motor 11 und die Ausgangswelle 16
oder ihr hinteres Ende mit der Propellerwelle 12 gemäß
Fig. 6 kuppelt.
Der Vorwärtsgang des Bootes wird eingeschaltet, indem man mit
Hilfe der Kupplung 32 das Kegelzahnrad 23 mit der Ausgangs
welle 16 kuppelt. Die Motorkraft wird von der Eingangswelle
15 über das erste Stirnzahnrad 22, das Kegelzahnrad 23
und die Ausgangswelle 16 auf die Propellerwelle übertragen.
Der Rückwärtsgang wird eingeschaltet, indem man das zweite
Stirnzahnrad 24 mit Hilfe der Kupplung 32 mit der Ausgangs
welle 16 kuppelt. In diesem Fall wird die Motorkraft von der
Eingangswelle 15 über die Stirnzahnräder 22, 25, 26 und 24
sowie die Ausgangswelle 16 auf die Propellerwelle übertragen.
Die Propellerwelle wird in beiden Richtungen mit im wesent
lichen gleicher Drehzahl und Kraft angetrieben.
Die Häufigkeit und Dauer der Benutzung des Rückwärtsganges
bei einem Boot sind sehr gering. Unter Berücksichtigung dieser
Tatsache wird erfindungsgemäß für den Rückwärtsgang ein Kraft
übertragungsweg benutzt, zu dem zwischen der horizontalen Ein
gangswelle 15 und der geneigten Zwischenwelle 17 miteinander
in Eingriff stehende Stirnzahnräder 22 und 25 gehören,
deren Eingriffszentrum auf der einzigen zu der horizontalen
Welle 15 und der geneigten Welle 17 rechtwinkligen Linie liegt.
Beim Betrieb wird das Drehmoment zwischen diesen beiden Zahn
rädern 22 und 25 in einer Weise übertragen, daß ihre Zähne
durch die zwischen ihnen vorhandene Beanspruchung verformt
werden, so daß ein Kontakt oder Eingriff entsteht, durch den
die Belastung über eine gewisse axiale Länge der Zahnräder
verteilt wird. Die Verwendung nur eines Kegelzahnrades 23 ist
von Vorteil, insbesondere deshalb, weil beim Zusammenbau der
Transmission für den Rückwärtsgang die genaue Einstellung des
Spiels nur für ein einziges Zahnrad durchgeführt werden muß.
Außerdem ist die Herstellung eines Kegelzahnrades immer noch
kostspielig, wie oben beschrieben, so daß die Verwendung nur
eines einzigen solchen Zahnrades auch in dieser Hinsicht von
Vorteil ist.
Die in Eingriff stehenden Zylinderzahnräder 26 und 24 auf der
parallel verlaufenden Zwischenwelle und Ausgangswelle gestat
ten es, das Übersetzungsverhältnis der Zahnradgruppe für
den Rückwärtsgang so zu wählen oder einzustellen, daß es dem
jenigen der Zahnradgruppe für den Vorwärtsgang gleicht. Infol
gedessen läßt sich die Umsteuergetriebebaugruppe nach der Er
findung leicht so einrichten, daß die geneigte Ausgangswelle
16 in beiden Richtungen mit im wesentlichen gleicher Drehzahl
und Kraft angetrieben wird.
Zu einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Umsteuergetriebe
baugruppe 13 nach Fig. 1 bis 5 zum Gebrauch in einem Sportboot
nach Fig. 6 gehört ein Getriebegehäuse 14, das am hinteren
Ende des Motors angebracht ist. Das Gehäuse 14 weist an seiner
Vorderwand eine Abdeckung 14a auf, die auch dazu dient, die
Getriebebaugruppe am hinteren Ende des Motors zu montieren.
Gemäß Fig. 1 bis 4 trägt das Gehäuse 14 in seinem Inneren eine
Eingangswelle 15, eine Ausgangswelle 16 und eine Zwischenwelle
17. Von diesen drei Wellen werden die Eingangswelle 15 und die
Ausgangswelle 16 durch die vordere Abdeckung 14a bzw. die
Rückwand 14 mittels Lagern unterstützt. Die Zwischenwelle 17
ist mit ihren beiden Enden in Bohrungen in der vorderen Stirn
wand 14a und der Rückwand des Gehäuses 14 eingepaßt und wird
gemäß Fig. 2 durch eine an der Rückseite des Gehäuses 14 ange
brachte Platte 18 daran gehindert, sich aus ihrer Lage zu be
wegen. Die Eingangswelle 15 ist horizontal angeordnet, während
die Ausgangswelle 16 nach hinten und unten um einen Winkel ge
neigt ist, der dem Neigungswinkel der Propellerwelle 12 nach
Fig. 6 entspricht. Die Zwischenwelle 17 ist um einen Winkel
α (Fig. 5) geneigt, der dem Neigungswinkel der Ausgangswelle
16 gleicht, so daß sich die Zwischenwelle parallel zu der Aus
gangswelle erstreckt.
Gemäß Fig. 1 ragt die Eingangswelle 15 nach vorn aus dem Ge
triebegehäuse 14 heraus und ist mit dem Schwungrad 19 des
Motors über eine Dämpfungskupplung 20 verbunden. Die Ausgangs
welle 16 ragt nach hinten aus dem Gehäuse 14 heraus und trägt
an ihrem rückwärtigen Endabschnitt eine Kupplungshälfte 21
zur Herstellung einer Verbindung zu der Propellerwelle 12.
An die Eingangswelle 15 ist an ihrem vorderen Endabschnitt
innerhalb des Gehäuses 14 ein kleines Stirnzahnrad 22 ange
formt. Auf der Ausgangswelle 16 sind ein großes Kegelrad 23
und ein großes Stirnzahnrad 24 drehbar gelagert, die in
der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in einem Abstand vonein
ander angeordnet sind. Das Kegelzahnrad 23 auf der nach hinten
und unten geneigten Ausgangswelle 16 trägt Zähne auf einer
konischen Fläche, die in Richtung auf einen Punkt auf der nach
vorn verlängerten Achse der Ausgangswelle 16 konvergieren, und
es steht in Eingriff mit dem Stirnzahnrad 22 auf der hori
zontalen Eingangswelle 15.
Auf der Zwischenwelle 17 sind gemäß Fig. 2 ein drittes
Stirnzahnrad 25 und ein viertes Stirnzahnrad 26
drehbar gelagert, die in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung
in einem Abstand voneinander angeordnet sind und durch einen
Verbindungsabschnitt 27 zur gemeinsamen Drehung veranlaßt
werden. Obwohl die Eingangswelle 15 und die Zwischenwelle 17
gegeneinander um einen Winkel von etwa 7 bis 10° geneigt
sind, der der Propellerwelle erteilt wird, steht das dritte
Stirnzahnrad 25 auf der Zwischenwelle 17 in Eingriff mit
dem Stirnzahnrad 22 auf der Eingangswelle, wie zuvor an
hand von Fig. 5 beschrieben. Das weiter hinten angeordnete
vierte Stirnzahnrad 26 auf der Zwischenwelle 17 steht in
Eingriff mit dem Stirnzahnrad 24 auf der Ausgangswelle 16.
Durch die Umdrehung der miteinander kämmenden Zahnräder 22
und 25 auf den Wellen 15 und 17, die zueinander eine geneigte
Stellung einnehmen, wird eine axiale Schubwirkung erzeugt.
Gemäß Fig. 2 sind deshalb zwei Drucklager 28 und 29, die die
aus einem Stück geformten Stirnzahnräder 25 und 26 zwischen
sich einschließen, auf der Zwischenwelle 17 vorgesehen. Auf
der Welle 17 ist außerdem ein Ring 30 in einem kleinen Abstand
von dem hinteren Lager 29 angeordnet, der an den einen größe
ren Durchmesser aufweisenden Endabschnitt 17a der Zwischenwelle
anstößt. Innerhalb dieses Ringes 30 ist auf der Welle 17 eine
Schraubendruckfeder 31 angeordnet, deren Enden durch
das Lager 29 und den Wellenendabschnitt 17a abgestützt werden.
Gemäß Fig. 1 ist zwischen dem Kegelrad 23 und dem Stirnzahnrad
24 auf der Ausgangswelle 16 eine Kupplung 32 vorgesehen. Zu
dieser Kupplung 32 gehört ein gleitender Doppelkegel 34, der
verschiebbar, jedoch nicht drehbar auf der Ausgangswelle 16
mittels einer schrägen Keilnutenverbindung 33 gelagert ist.
Dieser Kegel 34 besitzt zwei konische Kupplungsflächen 34a
und 34b, die wahlweise in Reibungsberührung mit entsprechen
den konischen Kupplungsflächen 23a und 24a gebracht werden
können, die an dem Kegelzahnrad 23 bzw. dem Stirnzahnrad
24 ausgebildet sind. Um eine übermäßige Drehmomentübertragung
bei jeder der eingerückten Stellungen der Kupplung 32 zu ver
meiden, sind die beiden Zahnräder 23 und 24 auf der Ausgangs
welle 16 verschiebbar gelagert, so daß sie sich aus der in
Fig. 1 gezeigten Lage um eine kleine Strecke von dem Kegel 34
fort bewegen können, und sie sind mittels Tellerfedern
35 und 36 in Richtung auf die in Fig. 1 gezeigte Lage vorge
spannt.
Um den Kegel 34 auf der Ausgangswelle 16 nach Wahl zu ver
schieben, ist ein Schaltglied 37 vorgesehen, das sich gemäß
Fig. 3 in eine ringförmige zentrale Nut in dem Kegel 34 er
streckt und mit dem Kegel in Berührung tritt. Dieses Schalt
glied 37 wird durch eine Schaltwelle 38 unterstützt, die Win
kelbewegungen ausführen kann, und zwar in einer exzentrischen
Position dieser Welle, die sich durch eine Seitenwand des Ge
triebegehäuses 14 erstreckt und außerhalb des Gehäuses einen
Schalthebel 39 trägt. Der Schalthebel 39 wird durch einen
Fernsteuermechanismus, wie er z. B. in der US-PS 42 78 156
beschrieben ist, wahlweise in eine Stellung für die Vorwärts
fahrt geschwenkt, bei der der Kegel 34 nach vorn bewegt wird,
um einen Reibungsschluß zwischen den Kupplungsflächen 23a
und 34a herbeizuführen, oder in eine Stellung für die Rück
wärtsfahrt, bei der der Kegel 34 rückwärts bewegt wird, um
einen Reibungsschluß zwischen den Kupplungsflächen 24a und
34b zu bewirken.
Die Umsteuergetriebebaugruppe 13 ist für ein Boot der in Fig.
6 gezeigten Bauart bestimmt. Der Vorwärts- bzw. der Rückwärts
gang werden bei diesem Boot dadurch eingeschaltet, daß man mit
Hilfe des Schalthebels 39 den Kegel 34 auf der Ausgangswelle
16 verschiebt, um wahlweise das Kegelzahnrad 23 oder das
zweite Stirnzahnrad 24 mit der Ausgangswelle 16 zu kuppeln.
Bei beiden Antriebsarten wird die Drehbewegung der Eingangs
welle 15 auf die Ausgangswelle 16 und die Propellerwelle 12
mit einer Reduzierung der Drehzahl zwischen den Zahnrädern 22
und 23 oder zwischen den Zahnrädern 26 und 24 übertragen.
Beim Vorwärtsgang wird das Drehmoment zwischen dem Stirn
zahnrad 22 auf der Eingangswelle 15 und dem Kegelzahnrad 23
auf der Ausgangswelle 16 derart übertragen, daß die Zähne der
Zahnräder 22 und 23 sich infolge der zwischen ihnen herrschen
den Spannung verformen, so daß ein Kontakt oder Eingriff er
zeugt wird, bei dem sich die Last über die gesamte axiale
Länge dieser Zahnräder 22 und 23 verteilt.
Bei der Rückwärtsfahrt des Bootes wird das Drehmoment zwischen
dem Stirnzahnrad 22 auf der Eingangswelle 15 und dem Stirnzahnrad
25 auf der Zwischenwelle 17 derart übertragen,
daß sich die Zähne dieser Zahnräder wegen der zwischen ihnen
herrschenden Spannung verformen, so daß ein Kontakt oder Ein
griff entsteht, bei dem sich die Last über einen Teil der
axialen Länge dieser Zahnräder 22 und 25 verteilt. Eine solche
Drehmomentübertragung ist natürlich ungünstig hinsichtlich
ihres Wirkungsgrades und im Hinblick auf mögliche Beschädigun
gen der Übertragungsglieder durch Torsionsverformung, doch
dient der Rückwärtsgang bei einem Boot, insbesondere bei einem
Sportboot, nur zu begrenzten Zwecken, z. B. zum Stoppen des
Bootes in einem Hafen durch Benutzung des Rückwärtsganges zum
Bremsen, so daß sich im Betrieb kein wesentliches Problem er
gibt. Die Stirnzahnräder 25 und 26 auf der Zwischenwelle 17
sind so gelagert, daß sie unter der Vorspannkraft der Druck
feder 31 eine leichte Gleitbewegung ausführen können. Diese
Art der Lagerung trägt dazu bei, daß die Übertragungsglieder
vor einem möglichen Schaden durch Torsionsverformung geschützt
werden.
Claims (4)
1. Umsteuerbare Getriebebaugruppe für ein Boot, die zwischen
einem im hinteren Teil des Bootsrumpfes mit in Heckrichtung
weisendem Kraftabgabeende angeordneten Motor (11) und einer
Propellerwelle (12) angeordnet ist, welch letztere sich von
dem Bootsrumpf aus nach hinten und unten erstreckt, mit
einem Getriebegehäuse (14), in dem eine horizontale Ein
gangswelle (15) angeordnet ist, die sich von dem Gehäuse (14)
aus nach vorn erstreckt, eine Ausgangswelle (16), die sich
von dem Gehäuse (14) aus nach hinten erstreckt, sowie eine
Zwischenwelle (17), die parallel zu der Ausgangswelle (16)
verläuft, und einem ersten Stirnzahnrad (22), das auf der
Eingangswelle (15) fest montiert ist, sowie ein zweites
Stirnzahnrad (24) und ein im Abstand davon angeordnetes
weiteres Zahnrad (23), die auf der Ausgangswelle (16)
drehbar gelagert sind, sowie eine Kupplungseinrichtung (32),
die auf der Ausgangswelle (16) zwischen dem zweiten Stirnzahnrad
(24) und dem genannten weiteren Zahnrad (23) angeordnet
ist, um eines dieser beiden Zähnräder (23, 24) wahlweise
mit der Ausgangswelle (16) zu kuppeln, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangswelle (16) nach unten geneigt ist
und das auf ihr drehbar gelagerte weitere Zahnrad (23) als
Kegelzahnrad ausgebildet ist, das mit dem ersten Stirnzahnrad
(22) in Eingriff steht, und daß auf der Zwischenwelle (17)
in einem axialen Abstand voneinander gemeinsam drehbare
dritte und vierte Stirnzahnräder (25) bzw. (26) angeordnet
sind, wobei das dritte Stirnzahnrad (25) mit dem ersten
Stirnzahnrad (22) derart in Eingriff steht, daß das Eingriffszentrum
zwischen dem genannten ersten (22) und dem
dritten Stirnzahnrad (25) im wesentlichen auf einer gemeinsamen
zu der Eingangs- und der Zwischenwelle (15 bzw. 17)
rechtwinkligen Linie liegt und wobei das vierte Stirnzahnrad
(26) mit dem genannten zweiten Stirnzahnrad (24) kämmt.
2. Umsteuergetriebebaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis der ersten, aus
dem ersten Stirnzahnrad (22) und dem Kegelzahnrad (23)
bestehenden Zahnradgruppe im wesentlichen gleich dem
Übersetzungsverhältnis einer Zahnradgruppe ist, zu der
das erste, dritte, vierte und zweite Stirnzahnrad (22, 25,
26, 24) gehören.
3. Umsteuergetriebebaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das dritte und das vierte Stirnzahnrad
(25, 26) aus einem Stück mit einem dazwischen ausgebildeten
Verbindungsglied (27) geformt und auf der Zwischenwelle
(17) drehbar gelagert ist.
4. Umsteuergetriebebaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem dritten und vierten Stirnzahnrad
(25, 26) einerseits und dem Getriebegehäuse (14) andererseits
Drucklagereinrichtungen (28, 29) vorhanden sind.
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D2 | Grant after examination | ||
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