DEV0000966MA

DEV0000966MA - Device for driving a shaft in always the same direction of rotation by a machine rotating in alternating directions

Info

Publication number: DEV0000966MA
Authority: DE
Inventors: Fritz Heidenheim Kugel
Original assignee: J. M. Voith GmbH, Heidenheim
Publication date: 1951-04-19

Description

Bei umsteuerbaren Brennkraftmaschinen, insbesondere Schiffsdieselmaschinen besteht die Aufgabe, das zur Erzeugung der Spül- und Aufladeluft erforderliche Gebläse so auszubilden, dass es sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtslauf der Maschine mit gutem Wirkungsgrad arbeitet. Man hat hierzu das Gebläse schon mit zwei miteinander verbundenen Spiralgehäusen ausgerüstet und eine verstellbare Klappe vorgesehen, die je nach der Drehrichtung der Maschine durch entsprechende Umstellung das eine oder andere Diffusorgehäuse zur Wirkung bringt. Nach einem anderen Vorschlag werden zwei Gebläselaufräder, von denen eines für Voraus und eines für Zurück ausgelegt ist, zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet und durch je eine Kupplung abwechslungsweise entsprechend der jeweiligen Drehrichtung an die Maschinenwelle gekuppelt.In the case of reversible internal combustion engines, in particular marine diesel engines, the task is to design the fan required to generate the scavenging and supercharging air so that it works with good efficiency both when the engine is running forwards and backwards. For this purpose, the fan has already been equipped with two spiral housings connected to one another and an adjustable flap has been provided which, depending on the direction of rotation of the machine, brings one or the other diffuser housing into effect by means of appropriate adjustment. According to another proposal, two fan impellers, one of which is designed for forward and one for backward, are arranged together in a common housing and each alternately coupled to the machine shaft according to the respective direction of rotation.

Eine ähnliche Aufgabe liegt beim Antrieb anderer Hilfsmaschinen vor, so z.B. beim Antrieb einer Schmierölpumpe von einer in wechselnder Drehrichtung laufenden Maschinenwelle aus.A similar task occurs when driving other auxiliary machines, e.g. when driving a lubricating oil pump from a machine shaft running in alternating direction of rotation.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, solche Antriebe zu vereinfachen. Sie besteht in dem Vorschlag, die mit wechselnder Drehrichtung umlaufende Antriebswelle auf zwei verschiedenen Kraftwegen über je eine Freilaufkupplung mit der Abtriebswelle zu verbinden, wobei wenigstens einer der beiden Kraftwege Zahnräder zur Drehrichtungsumkehr aufweist. Hierzu wird beispielsweise auf der Antriebswelle eine Doppelkupplungsmuffe mit in gleicher Richtung abgeschrägten Abweisklauen axial verschiebbar befestigt, die auf der einen Seite mit den Klauen eines auf der Antriebswelle drehbar gelagerten Kegelrades und auf der anderen Seite mit den Klauen eines auf der Abtriebswelle aufgekeilten Kegelrades zusammenarbeitet, während diese beiden Kegelräder mit einem gemeinsamen dritten Kegelrad kämmen. Statt mit Kegelrädern kann die Aufgabe natürlich auch mit Stirnrädern und statt mit Klauenfreiläufen auch mit beliebigen anderen Freiläufen gelöst werden.The invention has set itself the task of simplifying such drives. It consists in the proposal to connect the drive shaft rotating with alternating direction of rotation to the output shaft on two different power paths via an overrunning clutch each, with at least one of the two power paths having gears for reversing the direction of rotation. For this purpose, for example, a double clutch sleeve with deflector claws beveled in the same direction is fastened axially displaceably on the drive shaft one side cooperates with the claws of a bevel gear rotatably mounted on the drive shaft and on the other side with the claws of a bevel gear splined on the output shaft, while these two bevel gears mesh with a common third bevel gear. Instead of bevel gears, the task can of course also be solved with spur gears and instead of claw freewheels with any other freewheels.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.The invention is shown in the drawing in several exemplary embodiments.

Abb. 1 zeigt die bereits erwähnte Ausführungsmöglichkeit mit einer Doppelkupplungsmuffe auf der Antriebswelle undFig. 1 shows the already mentioned implementation option with a double coupling sleeve on the drive shaft and

Abb. 2 eine Abwandlung hiervon mit um 90° zueinander versetzten An- und Abtriebswellen.Fig. 2 shows a modification of this with input and output shafts offset by 90 ° to one another.

Abb. 3 und 4 zeigen je ein Beispiel, bei dem die Doppelkupplungsmuffe auf der Abtriebswelle sitzt.Fig. 3 and 4 each show an example in which the double clutch sleeve sits on the output shaft.

Abb. 5 zeigt eine Lösung mit Stirnrädern und mit Klauenkupplungen mit Hilfsklinkenantrieb.Fig. 5 shows a solution with spur gears and with claw clutches with auxiliary ratchet drive.

Bei der in Abb. 1 gezeigten Vorrichtung sitzt auf der Antriebswelle 1 unverdrehbar aber axial verschiebbar die Doppelkupplungsmuffe 2 mit den Klauenkränzen 3 und 4. Der eine Gegenklauenkranz 5 sitzt auf dem Kegelrad 6, das auf der Antriebswelle 1 drehbar gelagert ist, und der zweite Gegenklauenkranz 7 auf dem auf der Abtriebswelle 8 aufgekeilten Kegelrad 9. Die Kegelräder 6 und 9 kämmen mit einem gemeinsamen, frei drehbaren dritten Kegelrad 10.In the device shown in Fig. 1, the double clutch sleeve 2 with the claw rims 3 and 4 sits on the drive shaft 1 in a non-rotatable but axially displaceable manner 7 on the bevel gear 9 keyed onto the output shaft 8. The bevel gears 6 and 9 mesh with a common, freely rotatable third bevel gear 10.

Wenn die Antriebswelle 1 in der durch den Pfeil a angedeuteten Drehrichtung treibt, versuchen die Klauen des Kranzes 3, sofern sich die Kupplungsmuffe gerade in der gezeichneten Stellung befindet, das Kegelrad 6 anzutreiben, das sich aber einer Bewegung wegen der auf ihr ruhenden Belastung widersetzt. Hierdurch kommen die Abweisklauen 3/5 zur Wirkung und verschieben die Kupplungsmuffe 2 nach rechts in Eingriff mit dem Klauenkranz 7. So wird die Abtriebswelle 8 in der durch den Pfeil b angedeuteten Richtung angetrieben.When the drive shaft 1 drives in the direction of rotation indicated by the arrow a, the claws of the ring 3, provided the coupling sleeve is currently in the position shown, try to drive the bevel gear 6, which, however, resists movement because of the load resting on it. As a result, the deflector claws 3/5 come into effect and move the coupling sleeve 2 to the right into engagement with the claw ring 7. The output shaft 8 is thus driven in the direction indicated by the arrow b.

Wird nun die Antriebsmaschine umgesteuert, sodass sich die Antriebswelle in der durch den Pfeil c angegebenen Richtung dreht, dann weisen sich die Klauen der Klauenkränze 4 und 7 voneinander ab und verschieben die Kupplungsmuffe 2 nach links und bringen die Klauenkränze 3 und 5 zum Eingriff. Die Kraft wird nunmehr von der Antriebswelle über die Kupplungsmuffe auf das Kegelrad 6, von diesem auf das Kegelrad 10 und weiter über das Kegelrad 9 und die Abtriebswelle 8 übertragen. Diese wird wieder in der gleichen Drehrichtung b angetrieben.If the drive machine is now reversed so that the drive shaft rotates in the direction indicated by the arrow c, the claws of the claw rims 4 and 7 differ from one another and move the coupling sleeve 2 to the left and bring the claw rims 3 and 5 into engagement. The force is now transmitted from the drive shaft via the coupling sleeve to the bevel gear 6, from there to the bevel gear 10 and further via the bevel gear 9 and the output shaft 8. This is driven again in the same direction of rotation b.

Das in Abb. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel arbeitet in der gleichen Weise wie das in Abb. 1 gezeigte. Es unterscheidet sich von diesem nur dadurch, dass hier die Abtriebswelle 8' an das mittlere Kegelrad angeschlossen ist, während das hintere Kegelrad 9' frei drehbar gelagert ist.The embodiment shown in FIG. 2 operates in the same way as that shown in FIG. It differs from this only in that the output shaft 8 'is connected to the central bevel gear, while the rear bevel gear 9' is freely rotatable.

Nach Abb. 3 ist auf der Antriebswelle 11 ein Kegelrad 12 aufgekeilt, während die Abtriebswelle 13 eine Doppelkupplungsmuffe 14 trägt. Das Kegelrad 15 und das dritte Kegelrad 16 sind frei drehbar gelagert. Im Gegensatz zu den in den Abb. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispielen sind hier die Abweisklauen 17 bis 20 der beiden als Freilaufkupplungen dienenden Klauenkupplungen in zueinander entgegengesetzter Richtung abgeschrägt, um so die gleiche Wirkung zu erzielen, wie sie bei den Ausführungsbeispielen nach den Abb. 1 und 2 erreicht wird. Sowohl bei der einen als auch bei der anderen Antriebsdrehrichtung der Welle 11 wird die Welle 13 stets in der gleichen Drehrichtung angetrieben.According to FIG. 3, a bevel gear 12 is keyed onto the drive shaft 11, while the output shaft 13 carries a double coupling sleeve 14. The bevel gear 15 and the third bevel gear 16 are freely rotatably mounted. In contrast to the exemplary embodiments shown in Figs. 1 and 2, here the deflector claws 17 to 20 of the two claw clutches serving as overrunning clutches are beveled in opposite directions in order to achieve the same effect as in the exemplary embodiments according to Fig. 1 and 2 is reached. Both in the one and in the other driving direction of rotation of the shaft 11, the shaft 13 is always driven in the same direction of rotation.

Das in Abb. 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Abb. 3 wiederum nur dadurch, dass hier das mittlere Kegelrad 16' mit der Antriebswelle 11' starr verbunden ist, während das Kegelrad 12' frei drehbar gelagert ist.The embodiment shown in Fig. 4 differs from that of Fig. 3 again only in that the central bevel gear 16 'is rigidly connected to the drive shaft 11', while the bevel gear 12 'is freely rotatable.

Bei dem in Abb. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel mit Stirnrädern und mit Klauenkupplungen mit Klinkenhilfsantrieb als Freilaufkupplungen ist auf der Antriebswelle 21 ein Steilgewinde 22 eingeschnitten, auf dem eine Kupp- lungsmuffe 24 verschraubbar gelagert ist. Die Kupplungsmuffe weist zwei Klauenkränze 25 und 26 auf, die mit den Klauenkränzen 27 und 28 an den Stirnrädern 29 und 30 zusammenarbeiten. Das Stirnrad 29 ist frei drehbar auf der Antriebswelle gelagert, während das Stirnrad 30 auf der Abtriebswelle 31 aufgekeilt ist. Das Stirnrad 29 kämmt mit einem Umkehrzahnrad 32, das seinerseits die auf der Vorgelegewelle 33 sitzenden Zahnräder 34 und 35 treibt. Das Zahnrad 35 kämmt mit dem Zahnrad 30. Die beiden Klauenkupplungen sind mit Klinken 36 und 237 versehen, die zum Verschieben der Kupplungsmuffe und zum sicheren Einführen der Klauen ineinander dienen.In the embodiment shown in Fig. 5 with spur gears and with claw clutches with auxiliary ratchet drive as overrunning clutches, a steep thread 22 is cut on the drive shaft 21, on which a coupling Lungsmuffe 24 is screwed mounted. The coupling sleeve has two claw rims 25 and 26 which work together with the claw rims 27 and 28 on the spur gears 29 and 30. The spur gear 29 is mounted freely rotatably on the drive shaft, while the spur gear 30 is keyed on the output shaft 31. The spur gear 29 meshes with a reversing gear 32, which in turn drives the gears 34 and 35 seated on the countershaft 33. The gear wheel 35 meshes with the gear wheel 30. The two claw clutches are provided with pawls 36 and 237, which are used to move the coupling sleeve and to safely insert the claws into one another.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist ohne weiteres verständlich. Bei Antrieb in der Richtung a wird die Kraft von der Antriebswelle über die Kupplungsmuffe unmittelbar auf das Abtriebszahnrad 30 und von diesem auf die Abtriebswelle 31 übertragen, die somit in der gleichen Richtung umläuft. Bei Antrieb in der Richtung c schiebt sich die Kupplungsmuffe nach links und die Kraftübertragung erfolgt auf dem Weg: Antriebswelle 21, Kupplungsmuffe 24, Zahnrad 29, Zahnräder 32, 34, 35, 30 auf die Abtriebswelle 31, die wiederum in der Richtung b angetrieben wird.The way this device works is easy to understand. When driving in direction a, the force is transmitted from the drive shaft via the coupling sleeve directly to the output gear 30 and from there to the output shaft 31, which thus rotates in the same direction. When driving in direction c, the coupling sleeve moves to the left and the power is transmitted on the way: drive shaft 21, coupling sleeve 24, gear 29, gears 32, 34, 35, 30 to the output shaft 31, which in turn is driven in direction b .

Claims

1.) Device for driving a shaft in always the same direction of rotation by a machine rotating in alternating direction of rotation, characterized in that the drive shaft (1, 1 ', 11, 11', 21) rotating in alternating direction of rotation on two different power paths, of which at least one is provided with gearwheels to reverse the direction of rotation and can be coupled to the output shaft (8, 13, 31) via an overrunning clutch (3/5, 4/7 or 24-28) (Fig. 1 - 5).

2.) Device according to claim 1, characterized in that on the drive shaft (1) a double clutch sleeve (2) with claws beveled in the same direction (3, 4) is arranged non-rotatably but axially displaceable, the claws on one side with the claw rim (5) a gear wheel (6) rotatably mounted on the drive shaft and its other claw ring work together with the claw ring (7) of a gear wheel (9) wedged on the output shaft (8) and coupled to the first gear wheel for opposite rotation (Fig. 1) .

3.) Device according to claim 1, characterized in that on the output shaft (13) a double clutch sleeve (14) with claws (17, 18) beveled in the opposite direction is arranged non-rotatably but axially displaceably, the claws of which on one side (17) with the claw ring (19) of a gear wheel (12) wedged on the drive shaft (11) and its other claw ring (18) with the claw ring (20) of a gear wheel rotatably mounted on the output shaft (13) and coupled to the first gear wheel for opposite rotation (15) work together (Fig. 3).

4.) Device according to claim 1, characterized in that on the output shaft (8 ') perpendicular to the drive shaft (1') a bevel gear is keyed, the two bevel gears (6 ', 9') rotatably mounted on the drive shaft for opposite rotation connects, which work together with a coupling sleeve (2 ') which is non-rotatable but slidably mounted between them on the drive shaft (Fig. 2).

5.) Device according to claim 1, characterized in that a bevel gear (16 ') is keyed on the drive shaft (11') perpendicular to the output shaft (13 '), which has two bevel gears (12', 15 ') rotatably mounted on the output shaft. drives in the opposite direction of rotation, which cooperate with a coupling sleeve (14 ') which is non-rotatably but displaceably mounted between them on the output shaft (Fig. 4).

6.) Device according to claims 1-5, characterized by the use of two claw freewheel clutches with auxiliary ratchet drives, the common coupling sleeve (24) of which is mounted on the input or output shaft (21 or 31) by means of a coarse thread (22).