DE1775717A1

DE1775717A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE1775717A1
Application number: DE19681775717
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: TUMAN S EN C POR ACC
Current assignee: TUMAN S EN C POR ACC
Priority date: 1967-09-13
Filing date: 1968-09-13
Publication date: 1971-09-09
Also published as: US3555919A

Description

Firma Tuman S. en C. por Acc, E.S. Zeballos 6175» Vilde, Distr. Avellaneda, Prov. Buenos Aires/Argentinien

"Getriebe"

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zur Fahrtrichtungs- und/oder Geschwindigkeitsänderung, insbesondere für

Wasserfahrzeuge.

Es sind verschiedene Getriebe für Wasserfahrzeuge bekannt, die eine Änderung der Fahrtrichtung oder eine Veränderung der Geschwindigkeit gestatten. Im allgemeinen werden dabei Planetengetriebe und doppelte hydraulische oder mechanische Kupplungen verwendet. Durch diesen Aufbau werden die Getriebe sehr aufwendig, so daß sie sowohl in der Anschaffung als auch in Unterhalt sehr teuer sind. Außerdem werden sie dadurch sperrig und schwer. Zudem verlangt die Betätigung der Kupplung komplizierte Trans-Missionen.

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Bei anderen Getrieben für Wasserfahrzeuge wird das von Geschwindigkeitswechselgetrieben bei Landfahrzeugen bekannte System, insbesondere des bei Motorfahrzeugen benutzten Typs, mit verschieblichen Zahnrädern verwendet, deren Anpassung an Seegetriebe nicht immer möglich ist, ohne sich mit großen Unannehmlichkeiten abfinden zu müssen. Bei den Wasserfahrzeug-Getrieben zur Fahrtrichtungsänderung muß außerdem meistens ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe zur Verringerung der Geschwindigkeit der Schraubenwelle vorgesehen werden. Dies bedeutet eine Erhöhung der Kosten, des Raumbedarfs und des Gewichts.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe zu schaffen, das es bei einfachem Aufbau gestattet, gegebenenfalls gleichzeitig die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit zu verändern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Gehäuse parallel zueinander zwei Wellen gelagert sind, auf deren erster mindestens zwei erste Zahnräder befestigt sind, von denen jedes dauernd kraftschlüssig »it einem auf der zweiten Welle frei drehbar gelageraten Kupplungezahnrad in Verbindung steht, welches drehfest mit einem eine auf der zweiten Welle befestigte Kupplungebüchse in geringen Abstand umgebenden, aus magnetisierbar·· Werkstoff schraubenförmig gewickelten Kupplungsglied verbunden ist, dessen de» Kupplung·zahnrad abgekehrtes, freies Ende

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einem ringförmigen, koaxial zur zweiten Welle am Gehäuse befestigten und die Kupplungsbüchse magnetisierenden Elektromagneten benachbart ist, so daß bei Stromfiuß durch den Elektromagneten die Kupplungebüchse mit dem Kupplungsglied gekoppelt ist.

Das erfindungsgemäße Getriebe für Vaseerfahrzeuge weist für eine bestimmte, zu übertragende Leistung im Vergleich zu bekannten Getrieben geringere Abmessungen und ein geringere« M Gewicht auf. Ein weiterer Vorteil des Getriebes liegt darin, daß seine mit der Abtriebswelle des Motors zu verbindende Antriebswelle parallel gegenüber seiner auf die Schraubenwelle einwirkenden Abtriebswelle versetzt ist. Dies gestattet, den Motor wesentlich höher unterzubringen, als wenn An- und .Abtriebswelle des Getriebes koaxial angeordnet wären. Außerdem kann aufgrund der Parallelversetzung der Wellen die Neigung des Motors ±m Fahrzeug vermindert und die Schraubenwelle näher am Boden des Fahrzeugs unterge-

bracht werden. Es kann sogar die Abtriebswelle des Getriebes ^ nicht direkt unterhalb der Abtriebswelle des Motors, sondern seitlich davon gelagert werden, da das Getriebe gegenüber dem Radschutzkasten des Motors des Wasserfahrzeugs gedreht werden kann. Dies ist ganz besonders vorteilhaft, wenn zwei Antriebseinheiten verwendet werden und das Getriebe ohne Verlängerung oder Verkürzung ein· Verringerung der Geschwindigkeit bewirkt. Di«· wird Xm wesentlichen

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ermöglicht durch die Verwendung von schraubenförmig gewickelten Kupplungegliedern, die einer logarithmischen Einschnürung unterliegen und mittels eines ringförmigen Elektromagneten betätigt werden. Daraus ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß die Verbindung zwischen dem Getriebe und der Kommandobrücke mittels eines einfachen
Kabelsysterns hergestellt werden kann, das leicht einzurichten und unterzubringen ist.

Eine besonders feste Verbindung zwischen Kupplungsglied und Kupplungsbüchse bei Stromdruchfluß durch den Elektromagneten läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß der Außendurchmesser der Kupplungebüchse nur wenig kleiner 1st als der Innendurchmesser des Kupplungegliedes und die dem Kupplungsglied benachbarte Außenfläche der Kupplungs- - büchse gerändelt ist. Das schraubenförmig gewickelte
Kupplungsglied wird bei Einschalten des Elektromagneten gestreckt. Dadurch verringert sich sein Durchmesser und es liegt der Außenfläche der Kupplungsbüchse an. Dabei
wird die Reibung zwischen Kupplungsglied und Kupplungsbüchse durch die Rändelung der Kupplungsbüchse erhöht.

Um einen Fahrtrichtungswechsel zu ermöglichen, ist nach der Erfindung vorgesehen, daß das eine der ersten Zahnräder mit dem zugehörigen Kupplungezahnrad kämmt, während das andere über ein zusätzliches, auf einer zu den beiden Wellen

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parallelen dritten Welle angeordnetes Umkehrzahnrad mit seinem Kupplungezahnrad verbunden ist. Die zweite Welle des Getriebes dreht sich also in Abhängigkeit davon, welches Kupplungezahnrad mit ihr verbunden ist, entgegengesetzt zur ersten Welle oder in gleicher Richtung. Dabei läuft das nicht mit der zweiten Welle gekoppelte Kupplungszahnrad frei auf dieser um.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ^ ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Aueführungsbeispiele sowie anhand der schematischen Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig, 1 einen Schnitt durch das Getriebe in der die ^Acheen der Wellen enthaltenden Ebene und

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1.

Das Getriebegehäuse 9 nach Fig 1 ist mittels schematisch angedeuteter Schrauben k\ auf einem Radschutzkasten 2 eines nicht gezeigten Motors eines Wasserfahrzeugs befestigt. Die Abtriebswelle des Motors ist koaxial zu einer ersten Weile des Getriebes und mit dieser mittels einer Muffe 46 verbunden. Die Welle 1 ist in Gehäuse 9 Mittels eines hinteren Lagers 8 und eines an einem vorderen Flansch 5 angeordneten Lagers 4 gelagert. Zn dem vorderen Flansch 5 ist ein

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Dichtungsring 3 angeordnet. Der vordere Flansch 5 ist mit dem Gehäuse 9 mittels der ebenfalls nur schematisch angedeuteten Schrauben 42 verbunden.

Auf der Welle 1 sind erste Zahnräder 7 und 7« mit Hilfe von Paßfedern 6 und Seegei-ingen 44 befestigt.

Parallel zur ersten Welle 1 ist in dem Gehäuse 9 eine P zweite Welle 35 gelagert, deren hinteres Ende aus dem

Gehäuse 9 herausragt und eine Muffe 37 trägt, die ihre Verbindung mit der nicht dargestellten Schraubenwelle des Wasserfahrzeuges gestattet. Da· hintere Ende der Welle 35 durchsetzt einen Deckel 30, der am Gehäuse 9 mittels Schrauben 31 befestigt ist und ein Lager 33 aufnimmt. Das Lager 33 und das das vordere Ende der Welle 35 aufnehmende Lager 19 sind mit Hilfe von Halteringen 39 befestigt, von denen der das Lager 19 haltende am Gehäuse 9 ^ mittels der Schrauben 29 und der das Lager 33 haltende am

Deckel 30 mittels der Schrauben 32 festgelegt ist.

An den Halteringen 39 ist jeweils mittels der Schrauben 40 ein ringförmiger Spulenträger 21 befestigt, der in seinem Inneren eine Spule 22 eines Elektromagneten aufwei st. Die Spulen 22 liegen in einer Ringnut einer Kupplungsbüchse 23, die an ihrem anderen Ende einen rohrförmigen Ansatz aufweist, auf dem eine Lagerbüchse 26 und ein Seegerring 27

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angeordnet sind. Auf den Ansätzen der Kupplungsbüchsen 23 ist Jeweils ein unten näher erläutertes Zahnrad 25 bzw.28 mittels der Lagerbüchsen 26 frei drehbar gelagert.

Der mittlere Teil des Umfange der Kupplungebüchsen 23» in den jeweils der Spulenträger 21 und die Spule 22 des Elektromagneten hineinragen, ist gerändelt. Die Kupplungebüchse umgibt in geringem Abstand ein schraubenförmig gewickelt' aus magnetisierbarem Werkstoff bestehendes Kupplungsglied 2k. Diese Kupplungsglieder 2k bestehen vorzugsweise aus federelastischem Stahl. Dabei ist der innere Durchmesser der Kupplungsglieder 2k etwas größer^ als der Durchmesser des gerändelten Teils der Kupplungsbüchsen 23. -

Die Kupplungsbüchsen 23 sind mit der Achse 35 fest verbunden. Ihre benachbarten Enden sind durch einen Ring 43 getrennt.

Die schraubenförmig gewickelten Kupplungeglieder 2k sind %

in der Ruhelage nicht mit den Kupplungebüchsen 23 gekoppelt. Fließt jedoch Strom durch die Spule 22, so werden die Kupplungsbüchsen 23 magnetisiert und es tritt eine Kopplung zwischen den Kupplungsbüchsen 23 und den Kupplungsgliedern 2k auf. Diese Kupplung wird durch die Rändelung der Kupplungsbüchsen und durch den bekannten Effekt der

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logarithmischen Einschnürung einer Schraubenfeder noch verstärkt. Dies bewirkt, daß die JCupplungsbüchsen 23 und die schraubenförmigen Kupplungsglieder 24 gleichsam eine Einheit bilden, d.h. daß sie nicht relativ zueinander beweglich sind.

Das der Spule 22 entfernte Ende jedes Kupplungsgliedes 24 weist einen umgebogenen, etwa radial gericJatetn Ansatz 24' auf, der in einer Nut 25* eines der KupplungeZahnräder 25

bzw. 28 liegt. Dadurch sind die KupplungsZahnräder drehfest mit den Kupplungegliedern 24 verbunden.

Wie sich aus diesem Aufbau ergibt, können die Kupplungszahnräder 25 bzw. 28 sich frei gegenüber der Welle 35 drehen, falls die entsprechende Spule 22 nicht von einem elektrischen Strom durchflossen ist. Dabei kann die Drehung der KupplungsZahnräder 25 bzw. 28 in gleicher oder entgegengesetzter Richtung zur Drehung der Welle 35 erfolgen. Ist je-P doch eine der/i Spulen 22 stromdurchflossen, so verbindet sich das entsprechende Kupplungsglied 24 mit der zugehörigen Kupplungsbüchse 23. Da diese Kupplungsbüchse 23 drehfest mit der W_elle 35 verbunden ist, wird die Welle 35 in gleicher Richtung wie das Zahnrad 25 bzw. 28 angetrieben werden.

Das Kupp lungs zahnrad 25 kämt, wie aus Fig. 1 ersichtlich, ständig mit dem Zahnrad 7. Dagegen steht das Kupplungezahnrad 28 nicht direkt mit dem Zahnrad 7* in Verbindung. Wie aus

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Fig. 2 ersichtlich, kämmt das Zahnrad 7¹ ebenso wie das Zahnrad 28 mit einem weiteren Umkehrzahnrad 14, das auf einer Felle 11 montiert ist, die parallel zu den Wellen 1 und 26 im Gehäuse 9 angeordnet ist. Die Befestigung der Welle 11 im Gehäuse 9 und die des Umkehrzahnrades 14 auf der Welle 11 wird nicht näher erläutert, da diese dem Fachmann ohne weiteres bekannt 1st.

Durch diese Anordnung der Zahnräder 7, 7' und 25, 28 wird erreicht, daß bei Drehung der Welle 1 sich das Kupplungszahnrad 25, das direkt vom Zahnrad J angetrieben ist, entgegengesetzt zur Welle 1 dreht, während das Kupplungszahnrad 28,welches mit der Welle 1 über die Zahnräder 7¹ und 14 verbunden ist,in gleicher Richtung wie die Welle 1 rotiert.

Die Arbeitsweise des Getriebes ist folgende! Der Radschutzkasten 2 wird «it den Motor eines Wasserfahrzeug« so verbunden, daß die Welle des Schraubenhalter· 35 ■1t der Welle der Schraube des Fahrzeuge fluchtet. Dann wird die Welle 1 mittel· de· Flansche· 46 mit dem Motor und die Well· 35 mittel· des Flansche· 37 mit der Schraubenwelle verbunden. Nach Hersteilung aller Verbindungen muß, ua ein Rotieren der Schraube de· Fahrzeuge entgegengesetzt zur Welle 1 zu erreichen, lediglich elektrischer strom durch

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die Spule 22 geschickt werden, die in der Ringnut der Kupplungsbüchse 23 angeordnet ist, welche als Lager für das Zahnrad 25 dient. ^Auf diese Weise ergibt sich die Verbindung der Kupplungsbüchse 23 mit dem Zahnrad 25 aufgrund des von der Spule 22 erzeugten Magnetfeldes, das zu einer Kupplung des schraubenförmig gewickelten Kupplungsgliedes 24 mit der Kupplungfebüchse 23 und somit zu einer Verbindung der Elemente 35 - 23 - 24 - 25 führt. In diesem Schaltzustand rotiert das Zahnrad 28, das, da es indirekt mit der Welle 1 gekuppelt ist, in gleicher Richtung mit dieser und entgegengesetzt zum Zahnrad 25 rotiert, lose um die Lagerbüchse 26, da das dem Kupplungszahnrad 28 zugeordnete Kupplungeglied 24 auf der gerändelten Oberfläche der entsprechenden Kupplungsbüchse 23 gleitet. Dies ist deshalb möglich, da die dem Kupplungszahnrad 25 zugeordnete Spule 22 nicht von elektrischem Strom durchflossen 1st und somit kein Magnetfeld besteht.

Soll die W₀IIe 35 in gleicher Drehrichtung wie die Well· 1 angetrieben werden, so muß lediglich anstelle der dem Kupplungszahnrad 25 zugeordneten Spule 22 die dem Kupplungszahnrad 28 zugeordnete Spule 22 mit elektrischem Strom gespeist werden.

Die Umschaltung auf der Kommandobrücke erfolgt automatisch, wenn mit dem Steuergerät für die Maschine zwei elektrische

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Schalter verbunden sind, deren einer bei Beginn der sicii auf Vorwärtsfahrt beziehenden Bewegung geschlossen wird, während der andere bei Beginn der auf Rückwärtsfahrt bezüglichen Bewegung schließt. Diese Schalter werden mittels Kabeln in bekannter Weise alt den entsprechenden Spulen verbunden.

Natürlich sind verschiedene Abänderungen des Ausführungs

beispieIs möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu ver- Q

lassen. Insbesondere -könnte in Abänderung des beschriebene. Ausführungsbeispieis die Zähnezahl der Zahnräder 7, 7¹ auf der Welle 1 gleich sein der Zähnezahl der Kupplung»zahnräder 25 bzw. 28 auf der Welle 35 t in welches Fall mit den Getriebe keine Herabsetzung der Geschwindigkeit sondern lediglich eine Umsteuerung der Drehrichtung vorgenommen werden kann. Außerdem könnte das Getriebe nicht direkt, sondern beispielsweise über eine aus Riemenscheiben und Treibriemen, z.B. Keilriemen, bestehende Transmission mit dem Motor verbunden sein, wobei der Radschutzkasten 2 entfallen könnte.

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Claims

Patentansprüche

1. Getriebe zur Fahrtrichtungs- und/oder Geschwindigkeitsänderung, insbesondere für Wasserfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (9) parallel zueinander zwei Wellen (1, 35) gelagert sind, auf deren erster (i) mindestens zwei erste Zahnräder (7) 7') befestigt sind, tl· von denen jedes dauernd kraftschlüssig mit einem auf

der zweiten Welle (35) frei drehbar gelagerten Kupplungszahnrad (25₁ 28) in Verbindung steht, welches drehfest mit einem eine auf der zweiten Welle befestigte Kupplungsbüchse (23) in geringem Abstand umgebenden, au· magnetisierbar em Werkstoff schraubenförmig gewickelten Kupplungsglied (24) verbunden ist, dessen dem Kupplungezahnrad abgekehrtes, freies Ende einem ringförmigen, koaxial zur zweiten Welle am Gehäuse befestigten und die Kupplungsbüchse magnetisierenden Elektromagneten (21,22) benachbart ist, so daß bei Stromfluß durch den Elektromagneten die Kupplungsbüchse mit dem Kipplungeglied gekoppelt ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsglied (24) aus federelastischem Stahl besteht.

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3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungeglied (24) einen etwa radial gerichteten Ansatz (24·) aufweist, der in eine Nut (25·) des Kupplungezahnrades (25, 28) eingreift.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Kupplungsbüchse (23) nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Kupplungsgliedes (24) und die dem Kupplungsglied benachbarte Außenfläche der Kupplungebüchse gerändelt ist.

5* Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Elektromagnet (21, 22) in eine Ringnut der Kupplungsbüchse (23) einragt.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß da· eine der ersten Zahnräder (7) mit dem zugehörigen Kupplungszahnrad (25) kämmt, während das andere (?') über ein zusätzliches, auf einer zu den beiden Wellen ( 1, 35) parallelen dritten Welle (11) angeordnetes Umkehrzahnrad (14) mit seinem Kupplungszahnrad (28) verbunden ist.

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7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Zahnräder (7, 7¹) gleiche Zähnezahl aufweisen.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahl der Kupplung«zahnrader (25, 28) größer 1st als die der ersten Zahnräder (7,7')

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