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Kraftübertragungsgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe
zur Übertragung von Kraft von einer Antriebsmaschine auf eine Arbeitsmaschine, welche
ein relativ geringes Antriebsmoment bei kleinen Geschwindigkeiten und ein verhältnismäßig
hohes Antri-ebsmo:ment bei hohen Geschwindigkeiten erfordert. Ein. Beispiel für
einen Kraftaufnehmer dieser Art ist etwa ein Schiffspropeller, und die Erfindung
bezieht sich teilweise, jedoch nicht ausschließlich, auf die Verwendung für eine
Schiffskraftanlage.
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Gemäß der Erfindung besteht das Kraftübertragungsgetriebe aus einem
Antriebselement, einem angetriebenen Element und einem Übertragungsgetriebe einschließlich
einer Reibungskupplung, durch welche ein beschränktes Drehmoment von dem Antriebselement
auf das getriebene Element übertragen wird, wobei das Übertragungsgetriebe eine
zwangsläufige Kupplung besitzt, durch, welche das Drehmoment von dem treibenden
Element auf das getriebene Element übertragen wird in einem Übersetzungsverhältnis,
das teilweise kleiner ist als das Übersetzungsverhältnis des Getriebes einschließlich
einer Reibungskupplung, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Eingriff der Reibungskupplung
so zu regeln, daß dieser Eingriff nur bewirkt werden kann, wenn das treibende Element
mit verhältnismäßig .geringer Geschwindigkeit umläuft. Weiter sind dabei vorgesehen
Vorrichtungen zum selbsttätigen Auskuppeln .der Reibungskupplung, wenn die Geschwindigkeit
dies treibenden Elementes einen bestimmten Wert überschreitet. Schließlich sind
auch noch Vorrichtungen vorgesehen, durch die, wenn. beim Auskuppeln oder Gleiten
der Reibungskupplung die Geschwindigkeit des angetriebenen Elementes relativ .zu
der des treibenden Elementes unter einen Wert sinkt, der dem Eingriff
der
zwangsläufigen Kupplung entspricht, diese zwangsläufige Kupplung selbsttätig eingeschaltet
wird.
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Wenn die Antriebsmaschine langsam läuft und es erwünscht ist, sie
mit .dem der Schiffsschraube oder einem anderen Kraftabnehmer zu verbinden, so wird
zunächst die Reibungskupplung zum Eingriffgebracht, wodurch der Antrieb sanft erfolgt.
Wenn die Antriebsgeschwindigkeit vergrößert wird, so wächst .das Drehmoment, das
das Getriebe zu übertragen hat, auf einen Wert, welcher nicht mehr sicher durch
eine Reibungskupplung gewöhnlicher ,Größe übertragen werden kann. .So wird, wenn,die
Geschwindigkeit einen bestimmten Wert erreicht hat, die Reibungskupplung ausgelöst,
wodurch eine Verminderung in dem Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem treibenden
Element und dem angetriebenen Element bewirkt wird, welche genügend ist, um den
selbsttätigen Eingriff der zwangsläufigen Kupplung zu bewirken. Die Antriebsmaschine
kann jetzt auf voller Geschwindigkeit laufen, da die zwangsläufige Kupplung imstande
ist, .das volle Drehmoment zu übertragen. Da das Übersetzungsverhältnis des Getrieibes,
welches die zwangsläufige Kupplung einschließt, nur teilweise geringer ist als das
Verhältnis des Getriebes, welches die Reibungskupplung besitzt, so erfolgt der Übergang
von dem ersten Getriebe zu dem zweiten ganz sanft.
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Wenn die Maschinengeschwindigkeit unter einen vorher festgelegten
- Wert fällt, so wird die Reibungskupplung wieder eingeschaltet, wodurch eine leichte
Beschleunigung des angetriebenen Elementes im Verhältnis zum treibenden Element
bewirkt wird, .die jedoch genügend ist, die zwaing.släufia Kupplung auszuschalten.
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Die Anordnung kann derart sein, daß eine neutrale Lage entsteht, in
welcher keine der Kupplu;ngen eingeschaltet ist.
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Der selbsttätige Eingriff der zwangsläufigen Kupplung kann durch relative
Bewegung zwischen den, beiden .Kupplungsgliedern bewirkt werden, und zwar als Ergebnis
eines Reihungszuges in der geeigneten Richtung, ausgeübt auf einen Teil, der mit
einem der Kupplungsglieder verbunden ist, wenn das angetriebene Kupplungsglied die
Neigung hat, langsamer umzulaufen als das treibende Kupplungsglied-. Die .zwangsläufige
Kupplung besitzt Eingriffsglieder, von. denen eines mit. dem angetriebenen Element
fest verbunden ist, während, das andere von einem Glied getragen wird, das ein Steilgewinde
an dem treibenden Element besitzt und Reibungsglieder, welche gegen eine Fläche
des angetriebenen Elementes sich legen, und außerdem eine Stoppeinrichtung, die
einen Eingriff der zwangsläufigen Kupplung verhindert, wenn dieser Eingriff nicht
erwünscht ist, aber .die relativen Geschwindigkeiten der treibenden und getriebenen
Elemente .diesem Eingriff förderlich sind. Die Stoppvorrichtung ist beispielsweise
nötig, wenn das Übertragungsgetriebe ein Umkehrräderwerk erhält.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung, welche ein Umkehrräderwerk
besitzt, umfaßt das Übertragungsgetriebe eine zweite Reibungskupplung und einen
Getriebesatz, -durch welchen, wenn die Kupplung eingeschaltet ist, das Drehmoment
in entgegengesetzter Richtung von Odem treibenden auf das getriebene Glied übertragen
wird. Zweckmäßig sind Mittel vorgesehen, um, den Eingriff der zweiten Reibungskupplung
so zu regeln, daß .dieser Eingriff nur bewirkt werden kann, wenn das getriebene
Element mit verhältnis@mäBig geringer Geschwindigkeit umläuft.
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Die Reibungskupplung oder kupplungen können in irgendeiner Weise betätigt
werden, aber bei einer Ausführungsform .der Erfindung werden sie hydraulisch geregelt,
und das Mittel zum selbst= tätigen Auskuppeln der Reibungskupplung in dem vorderen
Getriebe, wenn .die Geschwindigkeit der treibenden Welle den vorher bestimmten Wert
überschreitet,. besteht aus einem Steuermechanis-,mu;s, um selbsttätig die Zufuhr
-des hydraulischen Fluiidu.ms zu der genannten Reibungskupplung zu vermindern, so
daß diese sich ausschaltet.
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Die Erfindung ,kann in verschiedener Weise in die Praxis ,umgesetzt
werden, jedoch ist in den Zeichnungen eine besondere Ausführungsform dargestellt,
die vornehmlich für eine Schiffskraftanlage Verwendung finden kann, und zwar zeigt
Fig. i eine schematische Darstellung des Getriebes; , Fig.2 zeigt einen gleichfalls
etwas schematisch dargestellten Schnitt der Kupplung, die in Fig. i angedeutet ist;
Fig.3 ist ein Querschnitt durch das Freilaufgetriebe; Fig. q. ist ein Schnitt .durch
die Feststellvorrichtung, die benutzt wird, um die angetriebene Platte in der ausgeschalteten
Stellung zu halten; Fi.g. 5 ist ein, ,Schnitt durch das Auslaßventil in seiner Offenstellung
und Fig. 6 in seiner Gescblossenstellung; Fig. 7 zeigt eine Reihe von Teilschnitten
des Übertragungsgetriebes in verschiedener relativer Stellung.
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Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt das Übertragungsgetriebe
ein Vorwärtsgetriebe einschließlich einer zwangsläufigen Kupplung, ein Hilfsvorausgetriebe
einschließlich einer Reibungskupplung und ein, Rückwärtsgetriebe einschließlich
einer zweiten Reibtungs'kuppdung.
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Gemäß Fig. i wird der Hauptvorwärtsantrieb übertragen von der treibenden
Welle i i auf die Propellerwelle 12 durch unterteilteZahnradgetrie!be. Das Hauptvorauszahnrad
13 greift in ein Paar gleiche und lose auf der Welle sitzende Zahnräder 1q. und
15 ein, welche ihrerseits mit den Zahnrädern 16 und 17 kämmen,, von denen ein jedes
am Ende einer besonderen Welle 18 bzw. i9 sitzt. Am anderen Ende dieser Wellen 18
und i9 sitzen die Zahnräder 2o und 21, .welche in ein gemeinsames Zahnrad 2f2 auf
der Propellerwelle eingreifen. Wenn somit der Hauptvorwärtsantrieb eingeschaltet
ist, läuft die Propellerwelle in entgegengesetzter Richtung ,zur Antriebswelle um.
Die biegsamen Wellen sichern eine gleichmäßige Verteilung des
Drehmomentes
über die beiden Teile des Übertragungsgetriebes.
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Die treibende Welle von der Antriebsmaschine trägt ein Hauptkuppl.ungsglied,
das mit zwei Reibungsflächen versehen ist, welche wahlweise durch angetriebene Kupplungsplatten
in Eingriff kommen, die auf einem Hilfsvorwärtszahnrad23 und einem Rüd'hwärtszahnrad
z4. aufgekeilt sind. Die vollständige Kupplung ist mit der Zahl 25 bezeichnet. Die
Welle i i trägt an ihrem freien Ende ein Steilgewinde, das den Teil einer zwangsläufigen
Kupplung in dem Vorwärtsantrieb bildet.
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Die zwangsläufige Kupplung, welche am besten aus Fig. 2 und 3 ersichtlich
ist, besteht aus einer mit Innengewinde versehenen Büchse 26, welche in das Steilgewinde
27 auf ,der Antriebswelle eingreift und welche auch die in der Achsenrichtung sich
erstreckenden Nasen 28.am einen Ende trägt. Diese Büchse :kann in- .axialer Richtung
in dem hohlen Zahnrad 13 gleiten, welches auch im Innern in Achsenrichtung
sich erstreckende Nasen 29 am einen Ende besitzt. Diese letzteren Nasen oder Zähne
29 können in .die Zähne.28 auf der Büchse eingreifen, je nach der axialen Stellung
der Büchse, wenn das Hauptvorwärtsantriebsrad axial verschoben wird. Die Büchse
trägt an ihrem Umfang Reibungsschuhe 30, die sich gegen die zylindrische Innenfläche
dee Hauptvorwärtszahnrades anlegen. Die vier Schuhe 30 sind in einer ringförmigen
Nut der Büchse 26 untergebracht, und Anschläge 57 verhindern eine Drehbewegung der
Schuhe relativ zu der Büchse, jedoch .gestatten sie freie radiale Bewegung. Jeder
Schuh wird gegen die Innenfläche des Vorwärtszahnrades 13 durch eine kleine Blattfeder
58 gedrückt, die unter dem Schuh liegt. Die Schuhe werden durch Öl .geschmiert,
welches an ihren Kanten durch die Löcher 5;9 hindurchtritt. Die Anordnung ist derart,
daß, wenn das Hauptvorwärtszahnrad 13 sich langsamer als die antreibende
Welle i i dreht, der Reibungszug an .der Büchse, der durch die Reibungsschuhe entsteht,
die Neigung hat, :diese Büchse um die treibende Welle zu drehen, und infolge dees
.Steilgewindes bewegt sich diese Büchse in axialer Richtung, bis ihre Nasen 28 die
Nasen 2.9 fassen und so das Zahnrad mit der treibenden. Welle in Verbindung setzen.
Ein Anschlag oder eine Schulter 3i ist noch vorgesehen, um das axiale Maß des Eingriffs
zu begrenzen und dadurch ein Zittern zu verhindern und auch einen axialen Druck,
welcher herrührt von der übertragung des eintretenden Drehmom-ente.s über ein Gewinde
auf das Traglager für das Zahnrad 13. Wenn umgekehrt das Vorwärtszahnrad 13 sich
schneller dreht als die treibende Welle ii, so@ bewir:lzt der Reibungszug auf der
Büchse, daß diese sich in axialer Richtung, und zwar in entgegengesetzter Richtung,
bewegt und so die Nasen 28 und 29 außer Eingriff miteinander bringt. Eine Stoppvorrichtung,
um einen Eingriff der Nase zu verhindern, -,venn das Rückwärtsgetriebe eingerückt
ist, wird später beschrieben werden.
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Das Hilfsvorwärtszahnrad 23 ist unabhängig von der treibenden Welle
drehbar, bis es mit dieser durch die Hilfsreibungskupplung verbunden ist. Wie aus
Fig. i ersichtlich, greift das Zahnrad 23 in ein zweites Hilfszahnrad 32 ein, das
gleichachsig mit einem .der frei laufenden Zahnräder 1q. verbunden ist, und steht
somit ständig im Eingriff mit der Propellerwelle und mit dem Haup.tvorwärtszahnrad.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Hilfszahnrad 23 und dem zweiten Hilfszahnrad
32 ist um einen Bruchteil höher als das Verhältnis zwischen dem Zahnrad 13 und den
losen Zahnrädern 1q. und 15. So haben in einem besonderen Fall die Zahnräder 23
und 32 fünfunddreißig und sechsundvierzig Zähne., während die Zahnräder i.3 und
1q. vierunddreißig und siebenundvierzig Zähne besitzen, so daß, wenn die Reibungskupplung
in dem Hilfsgetriebe eingeschaltet ist, das Hauptvorwärtszahnrad durch sein loses
-Zahnrad mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die etwas größer ist als die
der treibenden Welle, wodurch die zwangsläufige Kupplung ausgeschaltet wird. Es
ist ersichtlich, daß, wenn das Hilfsvorwärtszahnrad 23 zwangsläufig mit einem der
losen Zahnräder 14 des Hauptgetriebes verbunden ist, die Propellerwelle in derselben
Richtung umläuft, gleichgültig, ob die Hilfsreibun.gskupplung oder die zwangsläufige
Kupplung im Eingriff steht.
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Das Rückwärtszahnrad 2q. ist ständig .mit dem letzten Getriebezahnrad
22 auf der Propellerwelle durch ein lose laufendes Zahnrad 33 verbunden. Wenn somit
das Rückwärtszahnrad mit der treibenden Welle gekuppelt ist, so dreht sich die Propellerwelle
in der entgegengesetzten Richtung zu :der, in welcher sie umläuft, wenn die zwangsläufige
Kupplung oder die Hilfsreibungskupplung in Eingriff .sich befinden.
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Die Kupplungseinheit, welche die Hilfsreibungskupplung und die Rückwärtsreibungskupplung
darstellt, ist am besten aus Fig. 2 ersichtlich.
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Die Reibungskupplungen greifen ineinander, indem ihre angetriebenen
Platten 34 und, 37 zwischen den Preßplatten 35 und 39 und entsprechenden Flächen
3,6 und 3:8 auf dem Hauptkupplungsglied liegen. Das Hauptkupplungsglied ist mit
der angetriebenen Welle i i aus einem Stück oder an ihm befestigt. Jede Preßiplatte
ist so an-!geordnet, daß sie unabhängig durch Öldruck dahinter verschoben werden
kann. Die Preßplatten der -beiden Reibungskupplungen sind miteinander verbunden
durch federbelastete, hindurchgehende Bolzen 41, welche geeignete Abmessungen haben,
um zu verhindern, daß beide Kupplungen gleichzeitig eingekuppelt werden.
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Beide Kupplungen sind im wesentlichen gleich, und die Beschreibung
einer genügt daher: Fig. 2 zeigt die Ventile und Ölkanüle für die Hilfsantriebskupplung
allein, und die folgende Beschreibung, die sich lediglich auf die Hildsantriebskupplung
bezieht, ist die gleiche für die Rückwärtskupplung, es sei denn, .daß sich aus :dem
Zusammenhang etwas anderes ergibt.
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Normalerweise ist es wichtig, wenn die eine Kupplung außer Tätigkeit
ist, daß keine Reibung zwischen den Flächen stattfindet infolge der Tatsacht,
daß
die relativen. umlaufenden Geschwind?gkeiten sehr hoch sind. Zu diesem Zweck wird
eine Anzahl von Gesperren benutzt, wie in Fig. 4 dargestellt.
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Ein Kolben 6o greift in eine sanfte Vertiefung eines Ringes .6z ein,
der an der angetriebenen Platte-34 'befestigt ist. Der Kolben sitzt in einer Scheibe
231, die fest an dem Hil,fsantriebszahnrad 23 sitzt und an, einer Bewegung in axialer
Richtung gehindert ist, während sie sich :mit derselben Drehgeschwindigkeit wie
die angetriebene Platte 34 bewegt :durch Eingriff vom Zähnen 62. Wenn sich somit
die .Schei:be231.dreht, so wird unter dem Einfluß der Fliehkraft unterstützt durch
,die Feder 63 der Kolben 6o nach auswärts fliegen und die Neigung haben, die angetriebene
Platte in einer bestimmten mittleren Lage zwischen der Druckplatte 3.5 und der Fläche
36 @zu halten,. Die Feder ist dazu bestimmt, eine kleine Rückhaltkraft auszuüben,
und somit ist bei kleinen Geschwindigkeiten eine kleine Kraft erforderlich, um die
angetriebene Platte über die Fläche 36 gegen den Rückzug des Kolbens zu bewegen.
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Der hintere Teil jeder Druckplatte und der Teil des Haup,tkupplungsgliedes,
mit welchem sie zusammenarbeitet, sind so bemessen, daß innere und äußere ringförmige
Kammern 42 und 43 entstehen. Ein Kanal 44 in dem Hauptkupplungsglied verbindet die
innere Kammer mit einer Böhrung45 in der antreibenden Welle. In dieser Bohrung siitzt
ein axial verschiebbares Ventilrohr 4,6, durch welches, wenn eine Öffnung 47 in
dem Ventilrohr mit dem Kanal 44 in Verbindung steht, Drucköl zu der inneren ringförmigen
Kammer 42 gelangen kann. Wenn die Kupplung ausgerückt ist, so ist die äußere ringförmige
Kammer 43 durch ein Auslaßventil 48 mit der Luft in Verbindung gesetzt, und es kann
Öl zwischen der angetriebenen Platte 34 und der Druckplatte 3-5 oder .zwischen der
angetriebenen Platte und der Fläche- 36 austreten. Löcher 77 in der Platte 34 verhindern,
@daß das Öl hinter der Platte aufgestaut Wird.
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Die innere ringförmige Kammer 42 ist auf ihrem 'inneren Umfang mit
einer ziemlich guten Öldichtung versehen, aber die Dichtung' auf ihrem äußeren Umfang
besteht nur aus einer Einschnürung, die .durch einen. Flansch 49 auf der Druckplatte
gebildet wird. Der Kanal 44 kann auch ausgeführt werden als verschiedene getrennte
parallele .Kanäle, um die notwendige Querschnittsfläche zu erhalten, und er kann
einen erheblichen Zufluß von Öl bewirken, der beträchtlich größer ist als,der Ölverlust
an dem; Flansch 4g entlang, so daß ein Druck in der inneren Kammer entsteht, der
ungefähr in der Größenordnung von 0,35 bis 0,7 kg/em2 ist. Bei der besonderen
beschriebenen Konstruktion stellt dieser Druck eine Belastung von ungefähr 227 kg
zwischen dem Hauptkupplungsglied und der Druckplatte 3,5 dar, und bei einer Belastung,
die etwas geringer ist als diese, werden die Federn 5,o auf den Bolzen. 41 @zusammengedrückt
und gestatten der Druckplatte, sich axsal von dem Hawptkupplungsglied !hinweg zu
verschieben und in Berührung mit der Reifbungsflächee 51 der angetriebenen Platte
34 !ziu kommen. Die angetrielbena Platte 34 gleitet dann selbst axial, bis ihre
andere Fläche 5.2 in Berührung mit :der Fläche 36 kommt.
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Der Reibungseingriff zwischen den entsprechenden Flächen ist infolge
des relativ leichten Druckes gering. So beginnt der Antrieb sanft, und nur ein sehr
,kleines Drehmoment kann übertragen werden. Zu gleicher Zeit jedoch geht das Öl
unter Druck von der Bohrung 45 durch den, Kanal 43 zu dem Au.strittsventi148 und
schließt dieses Ventil, aber trotzdem kann, Ibis die Druckplatte wirklich mit der
angetriebenen Platteen Berührung kommt, Öl aus der äußeren zwischen den Platten
austreten. Wenn jedoch die angetriebene Platte zwischen der Druckplatte und der
Fläche 36 des Hauptkupplungsgliedes liegt, so wird der Austritt des Öls ,auch gesperrt.
Es entsteht daher ebenfalls Druck .in der äußeren ringförmigen Kammer 43, wodurch
die Kraft, mit welcher die angetriebene Platte mitgenommen wird, beträchtlich anwächst.
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Relative Drehung zwischen der Druckplatte und dem Hauptkupptungsglied
wird ständig durch Eingriff der Zähne 103 verhindert. Die Reibungskupplung ist jetzt
im der Lage, ein größeres Drehmoment von der Maschine .zu .dem Propeller zu übertragen,
aber nichtsdestoweniger ist sie nicht imstande, das nötige Drehmoment zu übertragen,
um den Propeller mit mehr ,als einer ganz geringen Geschwindigkeit zu treiben.
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Öl. wird der Kupplungseinheit -für die Betätigung der Hilfskupplung
zugeführt, wenn das Ventilrohr 46 in axialer Richtung .in eine Lage geschoben wird,
bei welcher seine Öffnungen 47 und 54 mit den Öffnungen 44 und 53 sich decken. In
gleicher Weise wird die Rückwärtskupplung in Tätigkeit gesetzt, wenn das Ventilrohr
in eine Lage gebracht wird, bei welcher die Öffnungen 47 und 54 mit den Kanälen
5,5 und 5@6 sich decken, welche punktiert eingezeichnet sind und welche den Kanälen
44 und 53 der Vorwärtsreibungs@kupplung entsprechen. So kann durch Bewegung des
Ventilrohres an der Welle entlang das Drucköl der Reibungskupplung zu jeder beliebigen
Zeit zugeführt werden. Die Eintrittsöffnungen der Kanäle 55 und 56 liegen in axialer
Richtung in, größerer Entfernung von den Eintrittsstellen tzu den Kanälen 44 und
53, als die tatsächliche .axiale Länge der Öffnungen 47 .und 54 beträgt, so daß
das Drucköl nicht gleichzeitig zu beiden Kupplungen geführt werden kann.
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Das Austrittsventil4$ zur Belüftung der äußeren ringförmigen Kammer
43 und, zur Lösung der Reibungskupplung ist im einzelnen in, den Fig. 5 und 6 dargestellt.
Das Ventil wird in seine Offenstellung, die in Fig. 5 dargestellt ist, durch eine
Feder 64 gedrückt, und es wird durch öldruck geschlossen, wenn dieser -Druck einen
bestimmten Wert übersteigt. Da das Ventil in dem Hauptkupplungsgl.ied angebracht
ist und, mit diesem umläuft, so. ist es nötig, es gegen den Einfluß der Fliehkraft
.auszuwuchten. Dies geschieht dadurch, daß die Fliehkraftwirkung auf das Öl indem
Kanal 53, der zu dem Ventil führt, .die Fliehkraftwirkung
auf die
beweglichen Teile des Ventils genau auswuchtet, so daß seine Betätigung nur von
dem Öldruck in dem Ventilrohr 46, das in der angetriebenen W gelle r i biegt, ,abhängig
ist und unabhängig ist von der Geschwindigkeit, mit welcher die treibende Welle
und das Hauptk upplungsglied umlaufen.
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Wenn kein Öldruck in dem Rohr 46 und daher auch nicht in dem Kanal
53 vorhanden ist, so nimmt das Ventil die in Fig. 5 dargestellte Lage ein. In dieser
Lage kann d(as Öl aus den Kanälen 53a nicht weiter gehen als bis zu den Öffnungen
65. In der inneren ringförmigen Kaanmer 42 kann, wie oben auseinandergesetzt, das
Öl nur langsam an dem Flansch 49 entlang in die äußere ringförmige Kammer 43 austreten.
Die äußere ringförmige Kammer zusammen mit dem Raum in der Nähe der ,angetriebenen
Platte 34 ist jedoch nach dem Innern des Getriebegehäuses offen über die Öffnung
71 und die ringförmige Öffnung 68; ,die die Spindel 69 des Ventils umgibt. Daher
kann kein wirksamer Öldruck in einem der wirksamen Teile der Kupplung vorhanden
sein.
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Wenn als Ergebnis einer geeigneten Bewegung des Ventilrohres 46 Druck
auf das Öl in dem Kanal 53 ausgeübt wird; so unterstützt dieser den Druck an den
Öffnungen 65" :der durch @die Fliehkraftwirkung auf das Öl in dem Kanal entsteht,
und wenn dieser Gesamtdruck .sich steigert, etwa bis zu 0,7 )bis 405 @kg/em2, so
ist er imstande, einen genügenden Druck auf die Ringfläche66 auszuüben und Idas
Ventil nach innen zu verschieben. Sobiald das Ventil beginnt, sich zu bewegen.,
wird auch die Ringfläche 6'7 :dem Öldruck ausgesetzt und der Druck vergrößert, und
das Ventil bewegt sich in die Schlußlage gemäß Fig. 6.
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In dieser Lage ist die Öffnung 69 durch den Kopf 710 des Ventils
geschlossen. Nunmehr kann. Öl aus dem Kanal 53a durch die Öffnung 65 und die ringförmige
Öffnung 72, welche vorher durch den zylindrischen Teil 73 geschlossen war, aus der
Öffnung 7-1 ausfließen in die äußere ringförmige Kammer 43 und die zugehörigen Räume,
dlie an der angetriebenen Platte 34 liegen. Zur selben Zeit steht Öl, unter Druck
in der inneren ringförmigen Kammer 42 und, leckt an dem Flansch 49 vorbei in die
äußere Kammer 43, während die Druckplatte 35 in Berührung mit der angetriebenen
Platte 34 gebracht wird, wie oben ;beschrieben, wobei, die Zwischenräume zwischen
den .Kupplungsflächen geschlossen werden und ein wirksamer Olabschluß gebildet wird.
Wenn jedoch der Druck in der inneren ringförmigen Kammer 42 .einen bestimmten Wert
überschreitet, etwa 0,49 .bis o,84kg/cm2, so werden die in Fig. 2 dargestellten
Ventile 74 gegen den Druck ihrer Federn 75 geöffnet, und Öl kann um die durch -den
Flansch 49 entstandene Einschni_irung durch die Öffnung 76 herumfließen. So wird-
die Füllung der äußeren ringförmigen Kammer beträchtlich beschleunigt, sobald die
Druekpla,tte 35 sich in .der Querrichtung ganz verschoben hat.
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Wenn dann beide, nämlich die innere und. .die äußere ringförmige Kammer
voller Öl sind, so wirkt der .Druck desselben über die ganze Seitenfläche dieeser
Kammern. Der Öldruck kann auf ungefähr 7 kg/c'm2 anwachsen, und dieser Druck zusammen
mit dem dazukommenden. Fl.iehkraftöldruck bringt die Kupplungsglieder schnell und
kräftig zum Eingriff.
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Die Entkupplung geschieht dadurch, d@aß man den Öl.druok abläßt, wie
noch .beschrieben wird.
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Das Ventilrohr 46 besteht aus einem axial verschi.e;bbaren Rohr, .das
sich durch die hohle Antrcbswelle i i erstreckt und eine Querwand 7,8 .in der Nähe
des H,#iuptkuppl!ungsgliedes besitzt. Die Bohrung dieses Rohres auf der linken Seite
der Zwischenwand steht in Verbindung mit einer Ölpumpe 79 oder einer anderen Druckölquelle
-durch eine Muffe 8,o und durch die Kanäle &i in der Wand des Ventilrohres.
Diese Rohrwand ist auf der Druckseite der Zwischenwand mit den Öffnu4gen.54 und
47 versehen, welche wahlweise mit den Kanälen, 53 und 44 oder mit den Kanälen
56 und 55, oder auch mit keinen von ihnen, in Verbindung kommen `können, je nach
der axialen Lage des Ventilrohres. Das Ende 82 des Ventilrohres auf der von dem
Drucksystem entfernt liegenden .Seite kann ibeii gewissen axialen Lagen des Ventilrohres
mit der Muffe 26 der zwangsläufigen Kupplung in Berührung kommen und so den oben
beschriebenen Stoppmechanismus darstellen.
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Das linke Ende des Ventilrohres trägt einen Kolben 83, welcher in
einem Zylinder 8@4 liegt, der seinerseits von einem Regelhebel 86 .getragen und
bewegt wird. Dieses Ende des Ventilrohres ist offen, so dafl der Raum 87 dem Öldruck
unterworfen ist. Wenn,das Öl unter Druck steht, so wird ,der Kolben kräftig ,gegen
einen Anschlag 88 geführt, und wenn der Öldruck entfernt wird, so bringt eine Feder
85 den Kolben in Berührung mit der Wandung g2 des Zylinders. In dieser Weise können
bestimmte Bewegungen dem Ventilrohr erteilt werden unabhängig von dem Kontrollhebel,
indem man Öldruck benutzt oder 2bläßt.
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Das Öl wird dem Ventilrohr durch die Pumpe 79 zugeführt und durch
ein Rohr 93 über das Ventil 94 angesaugt, welches Ventil von einem Regler 9,5 eingestellt
wird. In der Stellung A des Reglers (Fig. 2) ist das Ventil offen, und .dies ist
nur der Fall, wenn die Maschine leer läuft. Bei allen anderen Geschwindigkeiten
nimmt in Odem Vorwärtsgetriebe ,der Regler die Stellung B ein, und Idas Ventil 94
ist geschlosisen, wodurch der Zuflu.ß von Drucköl zu dem Ventilrohr 46 abgeschnitten
ist. Wenn jedoch der Kontrollhebel 86 sich in der Stellung X befindet, welches die
.Stellung für den Rückwärtsantrieb ist, so greift ein Zahn 97 am Ende des Hebels
an den vorspringenden Hebel 98 des Ventils, 94 und hält dieses Ventil bei allen
Geschwindigkeiten offen. .Das federlbelastete Rüokschlagventil 9,6 öffnet sich,
wenn die Ölpumpe 79 gegen hohen Widerstand oder gegen einen geschlossenen Ölkreis
arbeitet, und bildet einen Nebenschlußkreislaud für das Öl.
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Um zu verhindern, .daß bei irgendwelchen Maschinengeschwin.di@keiten,
die hölher sind als beim
Leerlauf, ein Getriebewechsel eintritt,
sind der Kontrollhebel 86 -und der die Maschinengeschwindigkeit'kontrollieren:de
Hebel 99 ,mit einer Vorrichtung .zoo versehen, welche eine Bewegung des Kontrollhebels
.nur gestattet, wenn der Maschinenregier 99 sich in der Lage für .Leerlaufgeschwindigkeit
befindet. .
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Die verschiedenen Betätigungen des Getriebewechselns werden nunmehr
an Hand der Fig. 7 beschrieben, welche eine Reihe von teilweisen Längsschnitten
des Ventilrohres 46 und der dazugehörigen Teile in verschiedenen Lagen a bis e darstellt.
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Fig. 7, a, ,zeigt das Getriebe in der neutralen Lage der Fig. 2, wenn
die Maschine mit Leerlaufge-schwindigkeit läuft. Drucköl wird dann in die Muffe
8-o geführt und über die Öffnung 811 in das hohle Innere des Ventilrohres 46. Der
Zylinderraum 87 bekommt dann Öldruck, und der Kolben 83 wird fest gegen den Anschlag
88 gedrückt. In der mittleren oder neutralen Lage Y des Kontro@llhebels wird dadurch
erreicht, daß das Stoppende 82 4es Ventilrohres 46 über das entsprechende Ende der
.angetriebenen Welle i r vorspringt und dazu dient, die zwangsläufige Kupplung 26
in einer solchen Stellung zu .halten, daß die Zähne z8 und 2:9 außer Eingriff sind.
Es sei bemerkt, daß, wenn die Ölzuführung aus irgendeinem Grunde in dieser neutralen
Stellung fortfallen sollte und Idas Ventilrohr -axial gegen die Wand .92 des Zylinders
84 gleiten sollte, das Stoppende 82 des Ventilrohres noch genügend weit vorspringen
wird, um zu verhindern, daß die Zähne der Muffe in @die Zähne 29 des Hauptvorwärtszahnrades
eingreifen. In dieser Lage stehen die Offnungen 54 und 47, welche mit der ringförmigen
Nut zoi in Verbindung stehen, mit keinem der Kanäle 44, 53, 55 und 5'6, die zu den
Reibungskupplungen führen, in Verbindung, so daß beide Kupplungen ausgekuppelt sind.
:So kann keine Kraftübertragung von der Antriebswelle zur Propellerwelle stattfinden.
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Wenn der Kontrollhebel in oder Vorwärtsstellung Z .(Fig. 7, b) sich
befindet, was nur geschehen kann., wenn, die Maschinenregelung 99 für Leerlaufgeschwin.digkeit
eingestellt ist, so nimmt er den Zylinder 84 und das Ventilrohr 46 mit sich, indem
er das Stoppende 82 bis zu einer gewissen Lage. in das Ende der treibenden Welle
i i zurückzieht, aber noch nicht genügend, um zu ermöglichen, daß die Zähne 28 und
29 der zwangsläufigen Kupplung ineinanidergreifen. Diese Bewegung des Ventilrohres
bringt die ringförmige ölmuffe ioi in Verbindung mit den Kanälen 53 und 44, die
zu der HÜfsreibungskupplungführen. Diese Kupplung greift dalher in der beschriebenen
Weise ein, so daß ein beschränktes ,Drehmoment von der Antriebswelle zu dem Propeller
durch das Hilfszahnradgetriebe übertragen wird.
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Wenn die Maschinengeschwindig@keitsregelung erfolgt, so wird eine
Lage erreicht, in welcher die Maschinengeschwindigkeit für den Regler hoch genug
ist, um die Zufuhr von Öl abzuschneiden. Wenn dies geschieht, so ereignen sich,
wie aus Fig. 7, c"hervo,rgeht, zwei Dinge selbsttätig. Erstens wird der Druck in
dem Raum 87 entfernt, und der Kolben 83 wird gegen die Wand 92 durch die Feder 85
gedrückt, wodurch das .Stoppende 82 weiter zurückgezogen wird. und die zwangsläufige
Kupplung für axiale Bewegung freigibt, so daß die Zähne ineinandergreifen, wenn,die
relativen Geschwindigkeiten der treibenden und getriebenen Welle zweckmräß.i,g sind.
Beim Zurückziehen des Ventilrohres wird .die Feder 85 unterstützt durch den Druck
des Schmieröls, das. durch einen Kanal zog zugeführt wird, welches Öl das Ventilrohr
Abis zur Trennwand 78 anfüllt. Zweitens gestattet das Heruntergehen .des Öldruckes
dem Ventil- 48, sich in die Offenst--11 ung zu bewegen, und Öl wird aus den ringfärmi.ZenKammern
der Hilfsantrie!bsreibungskupplung herausgedrückt, wodurch die Kupplung gelöst wird.
Sobald das Lösen der Kupplung .beginnt, gleitet diese, indem sie gestattet, daß
die Geschwindigkeit der Propellerwelle im Verhältnis zur Geschwindigkeit der antreibenden
Welle fällt. Wenn dies eintritt, so :beginnt das Hauptvorwfärtszahnrad
13 hinter ,der treibenden Welle zurückzubleiben, und so wird. *die zwangsläufige
Kupplung eingeschaltet. Dadurch wird der Antrieb jetzt durch die zwangsläufige .Kupplung
und das Hauptvorwärtsgetriebe übertragen, wobei die zwangsläufige Kupplung stark
genug ist, das volle Drehmoment aufztn e hmen.
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Wenn die Maschinengeschwindigkeitsregelung auf die kleine Geschwindigkeitsstellung
zurückgebracht wind, so. wird die H ilfsantriebsreiburngskupplung wieder eingeschaltet,
und die zwangsläufige Kupplung wird durch eine Umkehr der soeben beschriebenen Vorgänge
ausgeschaltet.
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Der Übertragungsregelungshebel kann jetzt wieder in die neutrale Stellung
Y (bewegt werden oder durch diese Stellung in die Rückwärtsistellung X, die in Fig.
7, d, dargestellt ist. In dieser ,Lage kann das rdurch den Regler .beeinlußte Ventil.
'94 nicht geschlossen werden, wie oben beschrieben. Das Stoppende 82 des Ventilrohres
steht noch weiter vor der treibenden Welle vor, so daß es die zwangsläufige Kupplung
außer Eingriff hält. Die Bewegung des Ventilrohres bringt auch die ringförmige Nut
zoi in Verbindung mit den Kanälen 56 und 55, die zu der Rückwärtsreibungsikuppllung
führen. Diese Kupplung wird in derselben Weise zum Eingriff gebracht wie die Hilfsantriebsreibungskupplung,
und der Antrieb wird auf den Propeller durch Idas Rückwärtsgetriebe übertragen.
Mit Rücksicht auf -die Tatsache, daß das Drehmoment, welches die Rückwärtsreibungskupplung
übertragen kann, beschränkt ist, sind Mittel vorgesehen, um die Maschinengeschwindiglkeit
zu beschränken, wenn das Rückwärtsgetriebe eingeschaltet ist. Nichtsdestoweniger
wird die höchste Maschinengeschwindigkeit, die mit der Rückwärts:antriebskupplu.ng
möglich# ist, größer sein als diejenige, welche entsteht, wenn die Vorwärtsreibungskupplung
eingeschaltet ist, um einen zweckmäßigen Rückwärtsgang zu erhalten. Wenn nötig,
kann die Rückwärtsreibungskupplung von kräftigerer Bauart sein als die Vo.rwärtsreibungskupplung.
Wenn
die Ölzufuhr ausfallen sohlte, so, ist es unmöglich, einen Rückwärtsantrieb zu erhalten,
da die Rüc.kwärtskupplung durch Öl betätigt wird. Es ist jedoch möglich, die Maschine
neutral in Gang zu setzen, da die zwangsläufige Kupplung noch außer Eingriff gehalten
wird und durch Bewegung des Übertragungshebels in die Vorwärtsstellung die ziv.angsläufige
Kupplung in Eingriff kommt, ohne daß -die.Hilfsantriebsr@eibungsikupp'lung eingeschaltet
wird.
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Wenn es sich um einen Schleppzug handelt, d. h. wenn .das Schiff durch
das Wasser gezogen wird. und die Schiffsschraube ein Drehmoment auf die Schraubenwelle
ausübt (Fig.7, e), so wird das Ventilrohr in -der neutralen Stellung gehalten, in
der kein Zufluß von Drucköl stattfindet und die treibende Welle feststeht, und da
das Hauptvorwärtszahnrad 13 in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, so ist
die zwangsläufige Kupplung voll ausgeschaltet. Wenn in ähnlicher Weise die Maschine
infolge eines Bruches od. dgl. stoppt, so kuppelt sich die zwangsläufige Kupplung
selbst aus und ver hindert, -daß die lebendige Kraft der Schiffsschraube und der
Schraubenwelle oder andere Einflüsse die Trans;ni-ission -beschädigen.
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Hilfsschmiervorrichtungen werden zweckmäßig zum Schmieren des Getriebes
bei Schleppbetrieb vorgesehen, da die gewöhnlichen Maschinenschmiervorrichtungen
dann uniwidksam sind.