KR930010901B1

KR930010901B1 - 크랭크축 기어

Info

Publication number: KR930010901B1
Application number: KR1019900008163A
Authority: KR
Inventors: 헬머 빌헬름; 브루너 하인리히
Original assignee: 렌크 타크게 게엠베하; 칼 하인즈 멜크,클라우스 슐로테; 게브리더 슐저 악틴게젤샤프트; 안프레드 스텔러
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1990-06-02
Publication date: 1993-11-17
Also published as: FI92989C; DK0401596T3; FI902319A0; JPH03105025A; DE59001234D1; BR9001881A; JPH0686818B2; EP0401596B1; EP0401596A1; DE3918385A1; FI92989B; KR910001290A

Abstract

내용 없음.

Description

크랭크축 기어

본 발명은 발전기, 송풍기, 펌프, 변속기 그리고 그의 일정한 전류 주파를 유지시키기 위한 기계들을 구동시킬 자유단 또는 플랜지단에 있어, 주모터 특히 디젤모터의 크랭크축을 직결키 위한 전동장치에 관한 것이다.

＂자유단＂ 또는 ＂동력인출＂ 장치로 알려져 있는 내연기관의 자유 축단에서의 그러한 평치차 기어는 자체의 주동축과 더불어, 가요성(可姚性) 커플링을 걸쳐 크랭크축의 플랜지와 접속되며, 돌 혹은 여러 부분으로 이루어진 케이싱은 전동기의 크랭크축 케이싱과 나사로 꽉조여져 있어 독자적인 기초를 가지고 있지 않다. 몸체의 소음을 최소화하기 위해 전동기나 분리된 대에 고정하거나, 때에 따라선 탄력적으로 설치한 발판을 가지고 자유스럽게 작업할때의 기어 케이싱은 선택가능한 작업방식을 말해주고 있다.

특허청구범위 1의 상위 개념에는 크랭크축 기어의 범주와 좀더 잘 구분하기 위해 일반적으로 분기 기어로도 알려진 이러한 전동장치들이 부기되어 있으며, 부속기어로서 다양하게 실시예, RENK TA - CKE책자 RT013/3.88-10e를 통해 잘 알려져 있다.

상기 책자의 7페이지에 언급된 바와 같이, 회전 진동 방진 커플링을 크랭크 축과 직접 연결하는 것이 아니라, 기어의 동륜에 설치함과 아울러, 검사를 필요로 하거나 부품을 교환할 때 구동모터의 모든 기기를 재빨리 분해해 내고, 선박의 기동성을 해치지 않기 위해, 정지 상태에서 개폐가능한 2중 카르단식 치차링크축위로 회전 모멘트를 전달하는 치차기어를 만드는 것이 본 발명의 목적이다. 발명에 따른 이러한 목적은 특허청구범위 1의 특징에 의해 해결된다. 크랭크축 플랜지의 톱니바퀴부에서 축이동에 의한 치차링크축의 접속과 분리와 같은 작동시 치차링크축은 회전진동방지 컬플링 및 나사 고정한 기어동륜과 일체를 이룬다. 왜냐하면 기어동륜도 기어 케이싱(박스)에서 역시 같이 이동하기는 하지만 톱니바퀴의 톱니의 맞물림은 유지되고 있기 때문이다.

본 발명은 기존의 방식에 비해 경제적 이점과 아울러 특히 기술적 이점을 제공한다.

이러한 장점으로 부속기어든 독립기어든 어느 기어로 작동함에 상관없이 운전시, 일예로 회전진동 방진 커플링 부속을 교환할 수 있다는 것이다. 왜냐하면 기어를 푼 후에 커플링은 정지해서 프로펠라가 계속 돌고 있는 중에도 접근할 수 있기 때문이다. 2사이클모터와 4사이클모터의 크랭트축은 모터의 크기, 출력, 치수, 실린더 수, 실린더의 스트로우크(Stroke), 회전수 그리고 베어링간격에 따라 다양한 추력굽힘(thrustbending)을 만들어 낸다. 이러한 굽힘은 구동플랜지에서 편심 각이동이나 요동의 형태로서 느낄 수 있으며, 특히 점멸시 커다란 영향을 미칠 수 있다.

그러한 각 이동은 모터의 크랭크축 외부베어링의 경극(radial play)과 더불어 운전시 중심(alignment)치를 기어쪽으로 변화시킨다.

여기에다 기어박스에서의 작업편차와, 무시할 수 없는 기어베어링쪽으로의 크랭크축의 열팽창이 덧붙여진다. 왜내하면 모터의 경추력 베어링(axial thrust bearing)은 대부분 프로펠러쪽에 있기 때문이다.

모터와 기어를 분리된 기초대, 혹은 탄력적으로 대에 고정시켜야만 하는 때의 운전에서는 중심편차가 당연히 크게 나타난다. 왜냐하면 대이동과 마찬가지로 선박의 요동과 탄력적인 기초가 그런 식으로 계속 영향을 미치기 때문이다.

영향을 받을 때 발생하는 크랭크축과 기어축 사이의 이러한 복잡한 중심맞추기(alignment) 분야에선 대부분 단엽 카르단식 커플링이 극히 요구된다. 이 때문에 본 발명은 모든 종류의 복합 각, 평해, 축이동을 큰토크(torgue)없이 전달하는 치차링크축의 형식으로된 2중 카르단식 연결체를 고려하였으며, 모터의 역전모멘트는 기어는 동륜에 집합된 회전진동방진 커플링 위에 흡수된다.

또한 본 발명의 목적과 목표는 허용할 수 없는 역학적인 추가동력의 전이를 방지하는 것이다. 이는 구동시스템의 역모멘트와 회전진동이 치차링크축을 거쳐 기어로 진행되는 것을 자체의 두서닛 기어단과 추가 연결기기로 방지하는 것이다. 이렇게 해서 극도의 작업조건에서도 연속 운전시의 최대 안전 운전성이 보장된다.

세부사항 2에서 7까지의 따라 마무리가 되어지는데 다음에서 도면에 따라 두가지 방식의 크랭크축기어의 실시방법이 제기된다.

제1도는 뚜껑이 벗겨진 상부와 단면으로 표시된 주요 요소를 포함한 부속기어(1)를 나타내고 있는데, 플랜지(2)와 아울러 단지 나사로만 구동모터 -그려져 있지않다.-의 크랭크축케이싱(4)과 단단히 연결되어 있다.

특히 용접해 고정된 플랜지(6)로 이루어진 크랭크축(5)에는 나사(7)로 톱니바퀴림(8)이 고정되어 있어, 회전모멘트가 거기를 지나 치차링크축(9)을 걸쳐 회전진동 방진 커플링(10)에 전달된다.

커플링(10)은 케이싱속(14)의 전동장치로 기술된 부속기어(1)의 동륜(13)의 속이 빈 굴대로 만들어진 받침대(11,12)를 지나 베어링(15,16)에 지탱된다. 그림에 따르면 받침대(11,12)를 지닌 커플링(10)과 나사를 사용한 동륜(13)은, 전동기 출력을 중간 톱니바퀴(18a)를 걸쳐 작은 구동톱니바퀴(19)에 전송하는 조밀한 구동유니트를 실행한다.

축단에 의해, 배의 공급개념에 따른 펌프, 송풍기, 변속장치, 발전기와 같은 그림에는 없는 기기들이 구동된다.

그림 2에서는 그림1의 일부분이 확대되었는데, 중요부속의 기능과 지침을 명확히 하기 위해서이다.

톱니바퀴림(8)의 직선내연톱니 바퀴(22)에서 각과축이 움직여 동력을 전달할때, 치차링크축(9)의 구형외연 톱니바퀴(공형톱니바퀴 21)는 바퀴중심＂Ma＂에 중심을 맞춘다.

진동방진커플링(10)의 평판스프링(lesf spring)의 톱니가 맞물리는 반대편의 직선외연톱니(23)는 치차링크축(9)에 맞물려 간다. 이에 의해서 2중 카르단식 시스템￦에서 요구되는 두번째 회전중심점 ＂Mb＂가 생기게 되며, 치차링크축(9)은 이 영역에서 커플링(10), 톱니(23), 끝판(25)에 의해 축으로 유지된다.

두 회전중심점 ＂Ma＂와 ＂Mb＂사이의 비교적 커다란 간격 ＂E＂에 의해 크랭크축(5)과 부속기어(1)사이의 상당히 크고, 대부분 복합적인 평행이동 및 각 이동이 상쇄된다.

그림 3은 크랭크축단(5)에 의해 구동되는 분리(자유,독립)전, 동장치(26)를 나타낸다.

이러한 크랭크축기어는 발판을(그림에는 없다)모터대에 고정시키거나, 선박구조에 따라서 분리기초에 나사고정한다.

몸체진동에 따른 소음전달의 감소를 특별히 요구할 경우, 분리 전동장치를 때때로 신축합성수지 블럭위에 설치하거나 그 토대위에 충격흡수메탈을 두어 설치한다.

그런 어려운 구동에 대비해, 구동 및 점멸시 발생하는 축요동과 경극을 상쇄시키기 위한 2중 카르단식 치차링크축 장치가 작업 조건에 맞게 제공된다.

이밖에 그림1과 2에서 3까지의 기어 작동의 차이는 기본적으로 단지 이음부분에 있어(28) 기어케이싱(26)을 크랭크축캐이싱(27)과 분리시켰다는 점이다. 2중 카르단식 치차링크축(9), 회전진동방지 커플링(10) 그리고 동륜(13)의 각 부속, 기능배치 구성에 관련된 그밖의 모든 특징들은 이들을 서로서로 비교할 수 있다.

특히 회전진동방진 커플링(10)의 실시방법은 작업조건에 맞춘 장치메카니즘이며 경제적인 다양한 비틀림 치수를 기준해 결정한다. 또한 커플링(10)과연결된 치차링크축(9)의 최대 각이동이 특히 중요시 된다.

그림 4는 상부 및 하부 반단면도를 통해 회전진동방진 커플링(29,30)을 각기 나타내고 있다. 커플링의 허브(hub)는(31.32) 직선내연톱니(33)와 궁형외연톱니(35) 또는 궁형내연톱니(34)와 직선외연톱니(36)로 각기 궁형치차링크를 이루어 회전중심점(centre of gyration) ＂Ma-Mb＂ 사이에서 치차링크푹(37,38)은 치차맞물리(21,22)과 함께 2중 카르단식으로 작용하며, 다양한 구조의 스프링 요소와 함께, 허용된 토션각(angle of torsin) 범위내에서 원둘레 방향으로만 이동한다.

2중 카르단식 치차링크축(37,38)은 한편으로는(끝판 25)에 의해 다른 한편으로는 톱니맞물림(21,22,33,34,35,36)에서 파생되는 로크도 흡수하는 보호링(39)에 의해 축방향으로 작용한다.

근본적으로 치차링크축(9,37,38)의 설치는 회전모멘트, 회전 스프링패션, 허용가능한 평행이동 및 각이동의 크기와 경제성을 고려해 양쪽 어느 쪽의 방안에 따라한다.

치차링크축은 회전진동방진 커플링(10,37,38)과 연결되 부속기어(1)와 자유기어(26)에 설치되도록 설계되었다. 왜냐하면 큰 각편차가 전제되더라도 회전중심점 ＂Ma＂에서 ＂Mb＂까지의 동일한 간격 ＂E＂에서의 2중카르단식 링크축의 계측에 대한 파라미터는 동일하기 때문이다.

1에서 4가지의 그림을 통해 치차링크축(9,37,38)중앙의 빈구멍(40)으로 크랭크쪽의 링크축 톱니(21,22)와 회전진동방진 커플링(10,20,30)에 맞물린 톱니(23,33,34,35,36)에 윤할유가 공급됨을 알 수 있는데 이는 지속적이고 충분한 급유가 필수적이기 때문이다.

중앙의 빈구멍(40)에서 나와 유압은 도관(41,42,43)을 걸쳐 톱니(23), 스피링 어셈블리(24) 그리고 커플링(10)으로 흘러 들어가며, 동시에 반경방향의 구멍(radial hole, 44,45,46)은 전체기어(1,26)을 위해 부속된 펌프장치(그림에는 없다)로 부터 나오는 유압를 톱니(21,22,33,34,35,36)가 있는 공형치차링크와 커플링(29,30)에 공급한다.

그림1에서 4까지의 각각의 상부 반도면도에서 치차링크축(9,37)은 크랭크축(5)과 마찰전동적으로 연결되어 있는 것으로 묘사되어 있다.

일련의 불시의 사고로 인한 파손이 있을 시, 최단시간내에 크랭크축(5)과 치차링크축(9,37,38)사이의 동력유동은 단절되어야 하며, 이에 의해 모터는 부속된 프로펠러로 계속 작동할 수 있다. 이 때문에 선박은 계속 기동할 수 있으며 정지상태에서 손상된 부분을 교환할 수 잇다.

본 발명은 진동 방진 커플링(10,29,30)을 포함한 모든 중요부분을 선박에서 교환할 수 있도록 특별히 고려했는데, 이는 단시간내에 크랭크축 기어(1,26)의 재발동을 보장하기 위해서이고, 최소의 선박 전력용량으로 경제적 손실을 제한하려고 하기 때문이다.

치차링크축(9,37,38), 회전진동방진 커플링(10,29,30)속이 빈 축받침대(11,12)와 동륜(13)은 나사연결(17,18)을 해서 일체형으로 보이는데, 운전중에 센터 링(center ring)(47), 디스턴스 링(distance ring,48) 그리고 덮게(49)에 의해 기어(1,26) 내부에서 축방향을 고정된다.

이 나사고정된 유니트는 축에서 일점쇄선으로 그린 지점 ＂S＂로 이동하면, 정지상태에서 크랭크쪽 톱니연결부에서만 모터의 동력유동으로부터 분리할 수 있다.

우선 디스턴스링(48)을 꺼내야 한다.

연결장치를 풀때 치차링크축(9,37,38)의 궁형톱니는(21)센터 링(47)의 원추형 소켓(socket) (50)으로부터 끄집어낸다. 이렇게 함으로서 치차링크축(37,38)은 자체의 외경에 의해 센터링(47)의 내경에서 지탱된다.

그림1에서 4까지의 하부 반도면도에서 유니트의 밀려난 위치 ＂S＂가 그려져 있고, 커플링(10,29,30) 나사고정된 받침대(11,12) 그리고 동륜(130을 포함한 치차링크축이(9,37,38) 센터링(47)의 내경에서 지탱되고 있음을 보여주고 있다. 또한 고정링(51)은 활주관장치(52)와 더블어 진동이나 심한 파도, 배의 기울기 또는 장시간의 수리시 생길지도 모를 기어의 맞물으로 방지한다.

치차링크축(9,37,38)을 크랭크축쪽 톱니바퀴림(8)의 내연톱니(22)에서 떼어내기 위해서 받침대(12)와 나사고정시킨 링(53)에 기계적인 할주관 장치(52)를 설치하는 것이 필요하다.

삽입은 압력나사(54)에 의한 유니트의 축이동에 의해 이루어진다. 압력나사는 덮게(54)의 꽉맞는 작은 구멍에 강력한 톱니 맞물림이 이루어진다. 톱니가 맞물린 후 우선 고정링(51)에 제거된다.

개폐가능한 치차커플링에서 알수 있듯이 궁형톱니(21)도 부속직선 내연톱니와 같이 정면에서 바깥쪽으로 종단면으로 묘사된 소켓을 지니고 있는데 접속을 용이케한다.

Claims

주축 동력전달에 의해, 주모터의 구동축(5)이 신축성있는 커플링에 의해 자유축단에 연결되 있고, 크랭크축 기어가 케이싱과 함께 플랜지된 기어(1,2)로서 직접 모터에 의해 작동되거나, 혹은 크랭크축 기어가 그 케이싱(26)과 함께 모터에 상관없이 독립적인 구조로서 같은 혹은 분리된 기초대에 고정된 크랭크축기어는 다음과 같은 점을 특징으로 하며 a) 모터 크랭크축(5)의 역전 모멘트를 흡수하기 위해 2중 카르단식 치차링크축(9,37,38)과 회전진동방진 커플링(10,29,30)을 미리 고려하였다. 이들에 의해 동륜(13)의 속이빈 축과 받침대(11,12)로서 커플링이 사용되며, 이 속에 커플링이 마찰전동적으로 설치되고, b) 첫째 혹은 그 뒤에 기어단(13,18,19)에서 어떠한 불필요한 역학적 과부하도 전달되지 않고 , c)기어와 구동축단(20)에서 연결된 기기들에 그러한 부하가 전달되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 크랭크축 기어.
청구범위 제1항에 있어서, 크랭크축 기어에서 기어를 검사하거나, 방전특성을 변화시키기 위한 스프링요소의 교환 베어링 톱니바퀴, 커플링된 기기들의 교환이 필요로할 경우에, 나사로 조여진 방진 커플링(10,29,30)을 포함한 동륜(13)과 함께 치차링크축(9,37,38)은 주모터의 주축 동력전달이 반대편에서 계속 이루어질 수 있도록 축이동에 의해 톱니 맞물림에서 벗어나는 것을 특징으로 하는 크랭크축기어
청구범위 제1항 또는 2항에 있어서, 크랭크축 기어에서 기어 케이싱의 크랭크축쪽 구심 링(centerring 47)은 내부에 원추형 소켓(socker)(50)을 지니며, 분리된 치차링크축(9,37,38)은 구심링(47)의 내경에서 유지되는 것을 특징으로 하는 크랭크축 기어.
청구범위 제1항에 있어서, 크랭크축 기어에서 2중 카르단식 치차링크축(9,37,38)의 외부 및 내부요소는 회전진동방진 커플링(10,29,30)의 실시방법, 전달해야할 회전 및 역전 모멘트의 크기, 회전수 그리고 직선 혹은 궁형으로 이루어진 외면/내면 톱니(21,22,23,33,34,36)에 따른 각이동에 따라 각각 적당한 방법으로 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 크랭크축 기어
제1항에 있어서, 2중 카르단식 치차링크축(9,37,38)을 지닌 크랭크축기어 가운데 설치된 축구멍(40)과 이에 상응해 설비된 반경방향 구멍(radial drill) (42,43,44,45,46)을 통해, 서로 맞물려 있는 모든 커플링톱니(21,22,23,33,34,35,36)와 회전진동방진 커플링(10,29,30)에 유압을 공급하는 것을 특징으로 하는 크랭크축 기어.
제1항에 있어서, 2중 카르단식 치차링크축(9,37,38)을 지닌 크랭크축기어는 크랭크축(5)에 마주한 기어(1,26)의 정면과 치차링크축(9,37,38)에, 치차링크축(9,37,38)의 접속과 분리를 위해 청구범위 2에서 기술한 축이동을 할 수 있게 장치(52,53,54)가 장착되는 것을 특징으로 하는 크랭크축 기어.
제1항에 있어서, 크랭크축기어에서는 과부하를 방지키 위해 회전모멘트 제한장치로 회전진동방진 커플링(10,29,30)을 실시하는 것을 특징으로 하튼 크랭크축 기어.