DE2614845A1

DE2614845A1 - Wendegetriebe, insbesondere fuer einen z-trieb fuer wasserfahrzeuge

Info

Publication number: DE2614845A1
Application number: DE19762614845
Authority: DE
Inventors: Johann Eichinger
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1976-04-06
Filing date: 1976-04-06
Publication date: 1977-10-20
Also published as: JPS52122767A; ES454736A1; AR214514A1; SE7614205L; GB1532132A; FR2347577B1; AU2297877A; IT1115751B; FR2347577A1; US4118996A; SU805941A3; BR7700466A; GR59747B

Description

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Wendegetriebe, inabesondere für einen Z-Trieb für Wasserfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wendegetriebe, wie es im Oberbegriff des Hauptanspruches beschrieben ist.

Es sind bereits Wendegetriebe für derartige Zwecke bekannt, bei denen die Antriebskegelräder wechselweise mittels einer mit Klauen od. dgl. versehenen Kupplungsmuffe mit der Antriebswelle gekuppelt werden. Diese Wendegetriebe sind nur im Stillstand schaltbar oder sie verursachen, wenn sie bei laufendem Getriebe geschaltet werden, Schaltstöße.

Der Erfindung liegt ein Wendegetriebe zugrunde, das bei laufendem Getriebe weich und ohne merkliche Stöße arbeitet. Wird ein derartiges Getriebe in einem Wasserfahrzeug verwendet, so soll dieses* schnell und betriebssicher umgesteuert werden können. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst.

Ein besondere weich schaltendes Getriebe ergibt das Merkmal des Anspruch 2.

Eine besonders wichtige Ausgestaltung der Erfindung ergeben die Merkmale des Anspruch 3 weil dadurch in besonders wirkungsvoller Weise Schaltstöße vermieden werden.

Ein betriebssicher arbeitendes Wendegetriebe ergeben die Merkmale des Anspruch k. _

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Eine Ausgestaltung mit den Merkmalen des Anspruch 5 ergibt ein besonders leicht schaltbares Getriebe.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung ist anhand eines mit den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch den Gesamtaufbau eines Z-Triebs für Vase erfahrzeuge.

Fig. 2 zeigt als Detail ein Wendegetriebe nach der Erfindung im Schnitt.

Fig. 3 zeigt die Einschaltkraft verstärkende Wälzkörper, die auf Rampen auflaufen können·

Fig. k zeigt eine Anschlagvorrichtung in der Kupplung nach der Erfindung.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die das Einschalten und Ausschalten einleitenden Schrägflächen.

Von einem in einem Wasserfahrzeug 1 gelagerten Motor 2 aus wird über eine im wesentlichen horizontale Antriebswelle 3 eine Wendekupp lurg k wahlweise über zwei Antriebskegelräder 5»6, die mit einem gemeinsamen Abtriebskegelrad 7 kämmen, eine unter die Wasserfläche führende Abtriebswelle 8 angetrieben, auf der das besagte Abtriebskegelrad 7 sitzt. Die Wendekupplung und die besagten Kegelräder bilden ein Wendegetriebe. Von der Abtriebswelle aus wird das Drehmoment über ein Kegelifadpaar 9 auf ein«

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im wesentlichen horizontale Propellerwelle 10 übertragen, auf der der Propeller 11 angeordnet ist. Dieser Z-Trieb kann als sogenannter Ruderpropeller ausgebildet sein, bei dem der Propeller zum Zwecke des Steuerns des Wasserfahrzeugs um eine im wesentlichen vertikale Achse z.B. die Achse der Abtriebswelle 8, schwenkbar ist. Diese Schwenkbarkeit ist für die Erfindung nicht Bedingung.

Die Antriebskegelräder 5»6 sind drehbar auf der Antriebswelle gelagert und axial z.B. mit Scheiben 13 oder einer Schulter tk gehalten. Zwischen den beiden Antriebskegelrädern ist die Antriebswelle mit einem Bund od. dgl. versehen, der als Schaltmuffenträger 15 dient. Der Schaltmuffenträger kann auch auf die Antriebswelle aufgesetzt und dort befestigt sein. Auf dem Schaltmuffenträger ist eine Schaltmuffe l6 längsverschiebbar geführt. Sie ist auf dem Schaltmuffenträger mit nicht gezeichneten bekannten Mitteln gegen Drehung gesichert. Beiderseits des Schaltmuffenträgers ist je ein Reibring 17,l8 drehbar zentriert. Der Außendurchmesser der Reibringe entspricht dem Außendurchmesser des Schaltmuffenträgers. Die Reibringe sind mit Aussparungen zur Aufnahme der Außenverzahnung von sogenannten Außenlamellen 20 versehen. Die Außenlamellen wirken mit sogenannten Innenlamellen 21 zusammen, die mit einer Innenverzahnung in eine entsprechende Außenverzahnung 22 der Antriebskegelräder 5»6 eingreifen. Die so gebildeten Lamellenpakete werden axial nach außen von je einer Druckplatte 70,70· abgestützt. Der Reibring bzw. die Reibringe und der Muffenträger sind an der zugewende ten Seite mit Einfräsungen 6O,6l Fig. 3 versehen. Die Einfrä- sungen weisen je zwei flache Schrägflächen 62,63,6^,65 auf.

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Dazwischen liegen als Wälzkörper Kugeln. Wenn Reibring und Muffenträger relativ gegeneinander verdreht werden, können die Kugeln 66 auf die flachen Schrägflächen, die so als Rampe dienen, auflaufen und dabei den Reibring oder die Reibringe von dem Muffenträger fortdrücken und dabei die vorher genannten Lamellen zusammmenpressen. Dadurch werden die Zahnräder über die Lamellen, den betreffenden Reibring, die betreffenden Kugeln und den Muffenträger mit der Welle gekuppelt. Abweichend von Fig. 3 können die Einfräsungen auch so geneigt sein, daß die Wälzkörper nur in einer Drehrichtung auf die Rampe auflaufen können.

Die Reibringe 17»l8 werden mit einer oder mehreren haarnadelförmig gebogenen Rückholfedern 31 auf den Muffenträger hingedrückt. Aus Gründen der Montage werden die Rückholfedern außen an dem Reibkörper oder an den Reibkörpern angeordnet. Die Schaltmuffe 16 besteht aus einem Muffenkörper 33» ^der außen am Umfang mit einer Ringnut 3k für eine nicht gezeichnete Schaltgabel versehen ist. Am inneren Umfang ist der Körper stirnseitig mit zwei nach der Mitte hin zusammenlaufenden schrägen Flächen versehen, die erste Druckflächen 35»36 (Fig.5) genannt werden. Wenn die als Rampe für die Wälzkörper dienenden Schrägflächen der Reibkörper in eine bestimmte Umfangsrichtung, die Einfräsung erweiternd (vertiefend), geneigt sind, dann verlaufen die ersten Druckflächen 35»36 in der gleichen Richtung zur Mittelebene (Rotationsebene) des Muffenkörpers zusammen. An den die ersten Druckflächen bildenden Teil des Muffenkörpers schließen sich Durchbrüche 37 an, die die Rückholfedern 31 aufnehmen. In einem axialen Abstand von den ersten Druckflächen 35,36 sind am Muffen-

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körper Stege 38»39 vorgesehen, die auf der den ersten Druckflächen zugekehrten Seite mit diesen parallele zweite Druckflächen 4O,4l bilden. Der Muffenkörper und die Stege bilden so nach innen offene Nuten 42,43. Auf dem Umfang der Reibkörper sind Zähne 44,45 vorgesehen, die auf der der Schaltmuffe zugekehrten Seite mit je einer sogenannten Gegendruckfläche 46,47 versehen sind, die zu den vorher genannten ersten Druckflächen am Muffenkörper parallel liegen. Auf der anderen Seite ist der Zahn mit einer Gegenfläche 48,49 versehen, die parallel liegt zu der jeweils zugekehrten zweiten Druckfläche am Steg. In axialer Richtung sind die Nuten 42,43 breiter als die Zähne 44, 45· Auf der dem Steg zugewendeten Seite sind die Zähne mit einer Fläche 50,51 versehen, die mindestens etwa rechtwinklig zur Rotationsebene (Rotationsrichtung) gerichtet ist. Auf der den Zähnen zugekehrten Seite sind die Stege 38,39 mit einer Anschlagfläche 52,53 versehen, die ebenfalls etwa rechtwinklig zur Rotationsebene gerichtet ist. Im Muffenträger ist ein von einer Feder belasteter Raststift 56 radial verschiebbar geführt.

In der Mitte des Muffenkörpers ist eine Rastbohrung 57 zum Arretieren der Schaltmuffe im ausgeschalteten Zustand vorgesehen. An den Stirnseiten der Schaltmuffe befinden sich zwei nach der Seite offene, d.h. also halbe, Rastbohrungen 58,59 zum Fixieren der beiden Einschaltzustände. Der Raststift und die Schrägflächen an den Stirnseiten des Schaltmuffenkörpers unterstützen den Einsehaltvorgang.

Zur Beschreibung der Wirkungsweise sei angenommen, daß sich die Antriebswelle in Richtung des Pfeiles 54 (Fig. 5) dreht. Ist

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die Wendekupplung ausgeschaltet, dann liegen die Flächen 5Oi51 der Zähne 44,45 an den Anschlagflächen 52,53 an. Die Wälzkörper 66 liegen in den tiefsten Punkten der Einfräsungen. Eine Relativbewegung zwischen der Schaltmuffe und den Reibringen wird durch die Flächen 50»51 und Anschlagflächen 52,53 der Zähne und Stege verhindert. Soll die linke Kupplung eingeschaltet werden, dann wird die Schaltmuffe nach links verschoben (Fig.5). Dabei bleibt die Sperre von Steg 39 und Zahn 45 auf der rechten Seite erhalten, aber die Sperre wird auf der linken Seite aufgehoben. Gleichzeitig berührt die erste Druckfläche 35 die Gegendruckfläche 46 und schiebt den Reibring l8 etwas nach links. Dadurch wird ein Vorkuppeln erzielt, d.h. die in Berührung kommenden Innen- und Außenlamellen verdrehen den Reibring entgegen der Richtung des Pfeils 54 relativ zum Muffenkörper, dadurch läuft die Kugel 60 auf die Rampe und preßt die Lamellen zusammen, wodurch das Einkuppeln vollendet ist. Durch die Neigung der ersten Druckfläche wird ihre Reibung vermindert außerdem unterstützt sie die Relativbewegung, d.h. also das Auflaufen der Wälzkörper auf die Rampe.

Zum Aueschalten wird die Schaltmuffe nach rechts bewegt. Dabei stoßen die zweite Druckfläche 40 und die Gegenfläche 48 aufeinander, die Lamellen werden gelüftet, der Reibring l8 wird vom Muffenträger über die Wälzkörper 25 mitgenommen und, unterstützt durch die Neigung der zweiten Druckfläche und der Gegenfläche sowie durch die Federn 31, laufen die Wälzkörper von den Rampen herunter und legen sich wieder in den tiefsten Punkt der Auefräsungen. Der Auekuppelvorgang ist beendet.

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Die Druckplatten 70 sind mit axialem Spiel axial zu den Innen- und Außenlamellen angeordnet. Das Spiel wird einerseits begrenzt durch eine von den Antriebskegelrädern 5,6 gebildete Schulter 72 und andererseits von je einem Sprengring 73»7^ od. dgl. . Die Druckringe sind von Tellerfedern 75176 im Sinne des Einkuppeins belastet. Die Sprengringe sind so angeordnet, daß die Lamellen von dem Druckring nicht zusammengepreßt werden, wenn sich die Reibringe 17,18 im Zustand des Entkuppeins befinden. In dem Schaltmuffenträger 15 ist oder sind ein oder mehrere Stifte 77 so vorgesehen, daß ihre Achse parallel zur Rotationsachse liegt. Ferner sind die Stifte so angeordnet, daß ihr halber Umfang in der Zentrierung 78 für die Reibringe liegt, während der andere Teil erhaben aus der Zentrierung herausragt. Die Reibringe sind an ihrem der Zentrierung 78 entsprechenden Umfang mit einer Aussparung 79 versehen, die den Stift oder die Stifte umgibt. Der Stift oder die Stifte wirken als Anschlag für den betreffenden Reibring, der sich so nur über einen begrenzten Winkel drehen kann. Da beim Kuppeln die Wälzkörper auf die Rampen auflaufen, benötigt der Reibring für seine Axialbewegung eine Beweglichkeit in Umfangerichtung. Da andererseits der Stift als Anschlag diese Beweglichkeit begrenzt, dient er auch als Anschlag für die Axialbewegung. Beim Kuppeln drückt der Reibring die Lamellen nicht gegen eine feste Endscheibe sondern gegen die federnd nachgebende Druckplatte 70 bzw. 70·. Die maximale Reibungskraft und damit das maximal übertragbare Drehmoment hängt somit von der Spannung der Feder 75 bzw. 76 ab.

Ein Überschreiten des vorbestimmten Überlastungsmoments durch ,Stöße, wie es sonst beim Schalten unter hohen Drehzahlen oder

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in Bootegetrieben z.B. bei Grundberührung auftreten kann, ist bei der beschriebenen Kupplung nicht möglich. Infolge der angegebenen Anordnung können die Federn 75>76 im ausgekuppelten Zustand nicht auf die Lamellen einwirken, weil eine beiderseitige axiale Halterung vorgesehen und der Federweg in Richtung auf die Lamellen zu begrenzt ist.

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Claims

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ANSPRUCHE

f1.^Wendegetriebe, bestehend aus einer Wendekupplung und zwei auf ein gemeinsames Abtriebskegelrad wirkenden Antriebskegelrädern, insbesondere für einen Z-Trieb für Wasserfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendekupplung (4) aus zwei wechselweise einschaltbaren Reibungskupplungen besteht, deren Reibkörper mit die Einschaltkraft verstärkenden, auf Rampen od. dgl. auflaufenden Wälzkörpern, z.B. Kugeln (66), aufeinandergedrückt werden, wobei sich die Reibkörper gegen federnd nachgiebige Elemente, z.B. Tellerfedern (75,76), abstützen.

2. Wendegetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibkörper der Wendekupplung Lamellen sind.

3· Wendegetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die federnd nachgiebigen Elemente der Wendekupplung, z. B. Tellerfedern (75*76) zwischen den Reibkörpern und den Antriebskegelrädern (5»6) angeordnet sind.

k. Wendegetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Weg der federnd nachgiebigen Elemente (75i76) zwei Anschläge (7^t»77) vorgesehen sind, von denen der erste (77) beim Überschreiten und der zweite (7^) bis zum Überschreiten des maximal zulässigen Drehmomente wirksam ist.

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ORIGINAL INSPECTED

5. Wendegetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendekupplung (4) mit einer Schaltmuffe (l6) geschaltet wird und die Reibkörper, z.B. Lamellen (20,21) über Reibringe zusammengedrückt werden, die mit Rampen bildenden Schrägflächen für die kraftverstärkenden Wälzkörper (66) versehen sind, wobei die Schaltmuffe (l6) und die Reibringe (I7il8) mit mindestens einem Zahn (44) und einer dazugehörigen im wesentlichen in Umfangsrichtung weisenden Nut (42) ineinandergreifen, wobei Zahn und Nut mit beim Ein- und Ausschalten aufeinanderdrückenden Flächen (35»46,40,48) versehen sind, von denen mindestens die beim Ausschalten aufeinanderdrückenden Flächen (40,48) entgegen den geneigten Schrägflächen (25i28) zur Rotationsebene winklig gerichtet sind.

6. Wendegetriebe nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die beim Einschalten aufeinanderdrückenden Flächen (35,46) etwa parallel zu den beim Ausschalten aufeinanderdrückenden Flächen (40,48) angeordnet sind.

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