DE4446689A1

DE4446689A1 - Ausrückbarer Antrieb eines Kurbelwellengetriebes

Info

Publication number: DE4446689A1
Application number: DE4446689A
Authority: DE
Inventors: Hans Steinberg
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: A Friedrich Flender AG
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2014-12-15
Also published as: DE4446689C2

Description

Die Erfindung betrifft einen ausrückbaren Antrieb eines Kurbelwellengetriebes, insbesondere von "Free End" oder "Power-take-off" Schiffsgetrieben. Solche Getriebe sind für die sich auf Schiffen befindenden Generatoren, Pumpen, Gebläsen oder ähnlichen Aggregaten geeignet. Diese Antriebe weisen dabei ein Getriebe auf, das am freien Ende der Kurbelwelle des Schiffsantriebsmotors angeordnet ist.

So ist aus DE-PS 25 01 675 ein Schiffsgetriebe bekannt, bei dem das PTO-Zahnrad über eine durch das Zahnrad sich erstreckende doppelkardanische Welle mittels abtriebsseitiger Verzahnung antreibbar ist. Die doppelkardanische Welle weist einen Satz beweglicher Kupplungen auf, die an den Enden einer Drehmomentenhülse angeordnet sind, die eine Torsionswelle mit Spiel umgibt und das PTO-Zahnrad berührungsfrei durchdringt. Der Gegenstand dieser Schrift befaßt sich mit dem Problem, mit einfachen Mitteln eine primäre PTO-Anlage in eine sekundäre PTO- Anlage umzubauen. Bei einem primären PTO-Antrieb ist das PTO-Zahnrad mit der Welle des Hauptritzels in Verbindung, beim sekundären PTO besteht diese Verbindung zur den Propeller antreibenden Torsionswelle. Bei der aus dieser Schrift bekannten Vorrichtung kommt ein konstruktiv kompliziertes und fertigungstechnisch schwierig herstellbares Bauteil zum Einsatz, das sich aus einer Drehmomentenhülse und daran angeordneten beweglichen Kupplungen zusammensetzt. Darüber hinaus ist die Ausrückvorrichtung instandhaltungstechnisch ungünstig aufgebaut. Der Einsatz einer elastischen Kupplung ist dem aus dieser Schrift bekannten Schiffsgetriebe nicht zu entnehmen.

Aus US 3,817,056 ist eine Kardanwelle bekannt, die mit einer Antriebswelle über eine elastische Kupplung in Verbindung steht. Diese Kupplungseinrichtung ist für hohe Geschwindigkeiten vorgesehen und dient insbesondere der Geräuschdämmung. Die Kardanwelle ist als Hohlwelle ausgeführt und weist dabei keine Einrichtung zum Aus- bzw. Einkuppeln auf.

Weiterhin ist aus der DE 39 18 385 A1 ein Kurbelwellengetriebe bekannt, bei dem von der Kurbelwelle des Motors eine doppelkardanische Zahngelenkspindel und eine drehschwingungsdämpfende Kupplung vorgesehen sind. Die Dämpfungskupplung dient dabei als Hohlwelle und als Träger des Antriebsrades und ist in dieses kraftschlüssig eingebaut. Zum Ausrücken der mechanischen Kupplung ist das Antriebsrad einschließlich der angeschraubten Dämpfungskupplung durch axiales Verschieben außer Eingriff zu bringen. In nachteiliger Weise sind also beim Kupplungsvorgang wesentliche Elemente zu verschieben, was zu einer konstruktiv aufwendigen und verschleißbehafteten Konstruktion führt. Darüber hinaus befindet sich das Dämpfungselement im Nahbereich des Getriebes und ist somit hohen Belastungen bezüglich Schmutz und Temperatur ausgesetzt. Beim Auskuppeln wird bei dem aus dieser Schrift bekannten Getriebe der PTO-Zweig vom Diesel-Motor und von der elastischen Kupplung getrennt, so daß ein weiterer Einsatz des Dämpfungsteils des ausrückbaren Antriebs eines Kurbelwellengetriebes unterbleibt.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, einen ausrückbaren Antrieb eines Kurbelwellengetriebes zu schaffen, der die Nachteile der vorgenannten Antriebe vermeidet und einen kompakten, wenige und dabei konstruktiv einfache Bauteile aufweisenden, sicher und schnell aus- bzw. einkuppelbaren Antrieb hoher Lebensdauer zu schaffen.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der ausrückbare Antrieb des Kurbelwellengetriebes weist dabei eine Kardanwelle auf, die durch axiales Bewegen den Kraftfluß zwischen der Antriebswelle und dem Zahnrad des PTO-Getriebes unterbrechen kann. Die Kardanwelle, die mit der antriebsseitigen und der abtriebsseitigen Verzahnung eine Einheit bildet, ist dabei durch eine Hohlwelle geführt, an der das Zahnrad des PTO-Getriebes befestigt ist. Die Hohlwelle besitzt auf der Abtriebsseite eine Verzahnung, die mit der vom Antrieb wegweisenden Seite der Kardanwelle zusammenwirkt. Die antriebsseitige Verzahnung der Kardanwelle steht mit einem eine hiermit korrespondierende Verzahnung aufweisenden Ring oder Flansch der Kupplung in Verbindung. Im Sinne eines instandhaltungstechnisch günstigen Aufbaues sind der äußere Durchmesser der Kardanwelle und der innere Durchmesser der Hohlwelle so aufeinander abgestimmt, daß ein axiales Durchschieben der Kardanwelle durch die Hohlwelle möglich ist.

Mit Hilfe einer Ausrückeinrichtung ist die Kurbelwelle aus mindestens einer der genannten Verzahnungen ausrückbar und bildet somit eine äußerst einfache Kupplung. Die für die axiale Verschiebung der Kardanwelle erforderliche Ausrückeinrichtung ist einfach aufgebaut und leicht zugänglich. Setzt sich hierbei die Ausrückeinrichtung aus einem Vater- und Mutterteil zusammen, so kann sowohl das Vaterteil aber auch das Mutterteil mit der Kardanwelle verbunden sein.

Der eine Verzahnung aufweisende Ring oder Flansch der Kupplung steht mit einem elastischen Kupplungselement in Verbindung, das andernends mit der Antriebswelle verbunden ist. Diese elastische Kupplung ist leicht zugänglich, einfach demontierbar und kann, da baulich nahezu keine Begrenzung ist, anforderungsgemäß ausgelegt werden. Im ausgekuppelten Zustand bleibt das elastische Dämpfungselement mit dem freien Kurbelwellenende verbunden. Dieses freie Ende kann bei geeigneter Auslegung der Sekundärmassen als Schwingungsdämpfer benutzt werden.

Das Zahnrad des PTO-Getriebes ist mit der Hohlwelle fest verbunden und wird in keiner Phase des Ein- und Auskuppelns bewegt. Zahnrad und Hohlwelle sind auf Rollen- oder Gleitlagern in unmittelbarer Nähe des Zahnrades gelagert und können daher bei hoher Lebensdauer große Belastungen aufnehmen.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 dargelegt. Die Fig. 1 zeigt dabei eine Kurbelwelle 11 eines nicht weiter dargestellten Motors M, die kopfendig einen Flansch 12 besitzt. An diesem Flansch 12 ist ein Dämpfungselement 21 befestigt, an dem abtriebsseitig ein Kupplungsaußenteil 22 vorgesehen ist. Am Kupplungsaußenteil 22 ist in der Fig. 1 ein Ring 24 befestigt, der im dargestellten Fall eine als Innenverzahnung ausgebildete Verzahnung 23 aufweist.

Nicht weiter dargestellt ist die Variation der Ausbildung der Verzahnung 23 als Außenverzahnung, die mit dem als Flansch ausgebildeten Kupplungsaußenteil 22 in Verbindung steht.

Mit der Verzahnung 23 steht eine entsprechende Verzahnung 33 einer Kardanwelle 31 in Verbindung. In der Fig. 1 ist die Verzahnung 33 als Außenverzahnung ausgebildet, die auf einem kupplungsseitig angeordneten Flansch der Kardanwelle sich befindet. Die Kurbelwelle 11 ist somit über die Verzahnung 23 und 33 mit der Kardanwelle 31 torsionsfest kuppelbar.

Die Kardanwelle 31 weist andernends eine Verzahnung 35 auf, die in der dargestellten Form als in einen Flansch 34 eingearbeitete Außenverzahnung ausgebildet ist. Dabei bildet die Kardanwelle 31 zusammen mit der antriebsseitigen 33 und der abtriebsseitigen 35 Verzahnung eine Einheit.

Die Verzahnung 35 korrespondiert mit einer an einer Hohlwelle 42 vorgesehenen Verzahnung 43, so daß die Kardanwelle 31 und die Hohlwelle 42 winkelbeweglich sowie torsionsfest miteinander in Verbindung stehen. Die Hohlwelle 42 ist koaxial zur Kardanwelle 31 angeordnet und umhüllt diese. Am kopfseitigen Ende der Hohlwelle 42 ist ein Führungslager 46 vorgesehen, das mit einem auf der Kardanwelle 31 angeordneten Führungslager 36 in der ausgekuppelten Stellung der Kardanwelle 31 zusammenwirkt.

Die Hohlwelle 42 ist durch ein Zahnrad 41 geführt und mit diesem befestigt. Zu beiden Seiten des Zahnrades 41 sind Lager 44 und 45 vorgesehen, auf der sich die Baueinheit Zahnrad 41 und Hohlwelle 42 abstützen.

Die äußere auf den Durchmesser bezogene Erstreckung der Kardanwelle 31 hinsichtlich der Verzahnungen 33, 35 und des Führungslagers 36 ist so gewählt, daß sie höchstens gleich oder etwas kleiner ist als die innere Erstreckung der Hohlwelle 42. Diese Abstimmung ermöglicht einen einfachen Ein- und Ausbau der Kardanwelle 31 und erleichtert damit die Montage und Demontage des gesamten Antriebes.

Auf der dem Antrieb abgewandten Seite der Kardanwelle 41 ist eine Ausrückeinheit A vorgesehen. Dargestellt ist ein als Vaterteil ausgebildetes Ausrückelement 37. Nicht weiter dargestellt ist die Bauform, das Mutterteil der Ausrückeinheit A mit der Kardanwelle 31 zu verbinden.

Bezugszeichenliste

10 Antrieb
11 Kurbelwelle
12 Flansch
20 Kupplung
21 Dämpfungselement
22 Kupplungsaußenteil
23 Verzahnung antriebsseitig
24 Ring
30 Ausrückkupplung
31 Kardanwelle
32 Flansch kupplungsseitig
33 Außenverzahnung antriebsseitig
34 Flansch hohlwellenseitig
35 Außenverzahnung abtriebsseitig
36 Führungslager
37 Ausrückelement
38 Ausrückeinheit
40 Kurbelwellengetriebe
41 Zahnrad
42 Hohlwelle
43 Verzahnung abtriebsseitig
44, 45 Lager
46 Führungslager
M Motor
A Ausrückeinheit

Claims

1. Ausrückbarer Antrieb eines Kurbelwellengetriebes, insbesondere von free-end oder power-take-off Schiffsgetrieben, mit einer Kupplung, die einends mit dem freien Wellenende eines Antriebsmotors verbunden und andernends über antriebsseitige Verzahnungen an eine doppelkardanische Welle torsionsfest kuppelbar ist, wobei die Kardanwelle durch ein Zahnrad des Kurbelwellengetriebes geführt und mit diesem über abtriebsseitige Verzahnungen in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardanwelle (31) mit der antriebsseitigen (33) und der abtriebsseitigen (35) Verzahnung eine Einheit bildet und das Zahnrad (41) des Kurbelwellengetriebes (40) mit einer Hohlwelle (42) fest verbunden ist, die beidseits des Zahnrades (41) mit einer Lagerstelle (44, 45) versehen ist und auf der Abtriebsseite eine Verzahnung (43) aufweist, die mit der abtriebsseitigen Verzahnung (35) der Kardanwelle zusammenwirkt, wobei der äußere Durchmesser der Kardanwelle (31) und der innere Durchmesser der Hohlwelle (42) so aufeinander abgestimmt sind, daß ein axiales Durchschieben der Kardanwelle (31) durch die Hohlwelle (42) möglich ist.

2. Ausrückbarer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kopfendig an der dem Antriebsmotor (M) abgewandten Seite der Kardanwelle (41) ein Ausrückelement (37) zur Ankupplung an eine Ausrückeinheit (A) vorgesehen ist.

3. Ausrückbarer Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kardanwelle (41) ein Führungslager (36) und mit diesem ein in der ausgerückten Schaltposition korrespondierendes an der Hohlwelle (42) angeordnetes Führungslager (46) vorgesehen ist.

4. Ausrückbarer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (20) einends über ein Dämpfungselement (21) mit dem freien Wellenende (11) eines Antriebsmotors (M) verbunden ist.

5. Ausrückbarer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die antriebsseitige Verzahnung (23) in bekannter Weise als Innenverzahnung ausgebildet ist, die in einem an ein Kupplungsaußenteil (22) angeordneten Ring (24) der Kupplung (20) vorgesehen ist und die Masse des Kupplungsteils (22) und des Ringes (24) so ausgelegt sind, daß in ausgekuppeltem Betriebszustand diese als Schwingungsdämpfer benutzbar sind.