DE4329496C2 - Kurbelwellenabzweiggetriebe - Google Patents
KurbelwellenabzweiggetriebeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Übersetzungsgetriebe zur direkten Verbindung mit der Kurbelwelle
eines Dieselmotors am sogenannten freien Wellenende zum Antrieb von Generatoren, Pumpen,
Gebläsen und sonstiger Aggregate.
Stirnradgetriebe am freien Wellenende von Verbrennungsmotoren - bekannt als "Free End-" oder
"Power Take Off-" Getriebe sind in der Regel mittels elastischer Kupplungen direkt mit dem freien
Kurbelwellenende einer Antriebsmaschine verbunden und werden als Kurbelwellengetriebe be
zeichnet. (Renk-Tacke Druckschrift RTO 13/3.88-10e).
Die erheblichen Verlagerungen der Kurbelwelle am freien Motorwellenende, die sich als Radial-,
Längs- und Taumelbewegungen zeigen, werden durch die zwischen Kurbelwellenende und Ge
triebe angeordnete elastische Kupplung aufgenommen. Die mehrteiligen Getriebe sind entweder
direkt am Kurbelgehäuse des Motors angeflanscht oder werden als freistehende Getriebe mit ei
nem Fundament ausgeführt.
Zur Aufrechterhaltung der Manövrierfähigkeit des Schiffes bei notwendig werdenden Inspektions-
bzw. Wartungsarbeiten an Elementen der Getriebeanlage oder bei einer Havarie des Getriebes
muß die Kupplung zwischen Motor und Getriebe ausgebaut werden, was nur bei längerem Still
stand der Hauptmaschine und insbesondere bei Anflanschgetrieben nur durch erheblichen De
montageaufwand am Getriebe möglich ist.
Demzufolge werden Kurbelgetriebe ausgeführt, bei denen ein Abkoppeln von der kurzzeitig still
gesetzten Hauptmaschine möglich ist.
Dies geschieht in der Regel über eine außen auf "Voraus" am Getriebe angeordnete hochelasti
sche Rato-Vulkan Kupplung (Rato-S Druckschrift Nr.: 0990/1), die eine Hohlwelle, auf der das
Getriebeantriebsrad sitzt, mit einer durch die Hohlwelle geführten Steckwelle verbindet, die am
gegenüberliegenden Ende gerade oder ballig verzahnt ist und in eine am Kurbelwellenende be
festigten ballig oder gerade geschnittenen Zahnbuchse eingreift.
Die ballig ausgeführte Zahnwellenverbindung ermöglicht eine Auslenkung der Steckwelle in der
Zahnkupplung unter dem Einfluß der Kurbelwellenverlagerungen. Die dabei auch entstehenden
Längs- und Winkelverlagerungen am anderen Ende der Steckwelle werden in der elastischen
Kupplung aufgenommen, speziell in der Rato-Kupplung durch ein Membran-Element (Metaflex
Druckschrift Nr.: 0990/3), das zwischen Steckwelle und der elastischen Kupplung angeordnet ist.
Eine Trennung von Getriebe und Motor geschieht durch Herausziehen der Zahnspindel aus der
Zahnbuchse.
In der Offenlegungsschrift DE 39 18 385 A1 ist weiterhin eine Getriebeanlage beschrieben, bei
der die doppelkardanisch wirkende Zahnspindel in Verbindung mit einer innerhalb des Getriebes
angeordneten metallischen elastischen Kupplung ausgeführt ist, um die erheblichen Verlagerun
gen des Kurbelwellenendes vollständig aufzunehmen.
Die ausgeführten Konstruktionen gemäß Fig. 1-4 in der Offenlegungsschrift DE 39 18 385 A1
erfordern
- - fertigungstechnisch aufwendige und verschleißbehaftete ballig ausgeführte Zahnkupplungen,
- - eine innenliegende ölbeständige flexible Kupplung, die dadurch für einen Austausch der fle xiblen Elemente z. B. zur drehschwingungstechnischen Abstimmung oder wegen Verschleiß nur durch Demontage des Getriebes zugänglich ist,
- - einen erheblichen Aufwand beim Abkoppeln des Getriebes vom Antriebsmotor, weil beim Herausziehen der Zahnspindel aus der am Kurbelwellenende befestigten Zahnbuchse, auch das Getriebeantriebsrad mit angebauter Kupplung innerhalb des Zahneingriffs und der Lage rung verschoben werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verbesserung der Ausführung von Kurbelwel
lengetrieben in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht bezüglich der o. g. Punkte zu verwirkli
chen.
Im Ergebnis soll erreicht werden:
- - daß die Verbindungselemente zur doppelkardanischen Aufhängung verschleißfrei arbeiten,
- - die drehschwingungsdämpfende Kupplung außerhalb des Getriebes angeordnet wird, so daß ein Austausch von elastischen Elementen zur drehschwingungstechnischen Abstimmung und eine einfache Wartung oder Inspektion der Kupplung bewerkstelligt werden können,
- - die Abkopplung des Getriebes vom Motor durch Zurückziehen der Verbindungswelle und ihre Arretierung erfolgen kann, ohne daß das Getriebeantriebsrad mitbewegt werden muß,
- - daß die Ölversorgung für einen, am Kurbelwellenende angeordneten Schwingungsdämpfer gewährleistet wird,
- - daß eine Variation der Anordnung der elastischen Kupplung in die 2. Stufe in Verbindung mit der Drehschwingungsrechnung ermöglicht wird, wodurch sich die Kosten für die elastische Kupplung erheblich reduzieren lassen.
Die erfindungsgemäße Lösung umfaßt Kurbelwellengetriebe in den Bauarten als Anflanschge
triebe ohne eigenes Fundament oder Getriebe mit am Gehäuse angeordneten Anschraubleisten
zur selbständigen starren oder elastischen Befestigung auf dem verlängerten Motorfundament
bzw. Fundament im Schiff, die über eine Hohlwellenkonstruktion durch eine außerhalb des Ge
triebes liegende hochelastische Kupplung mit der Kurbelwelle des Motors verbunden sind.
Die Verbindung von Motor und Getriebe durch eine doppelkardanische Aufhängung der Steck
welle wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem zwischen der Kurbelwelle und der Steck
welle, vor ihrer Verbindungsstelle durch eine Zahnkupplung, eine drehsteife, axial- und winkelbe
wegliche Metallkupplung angeordnet ist, und daß in gleicher Weise auf der Gegenseite zwischen
der Steckwelle und der Hohlwelle, vorzugsweise in direkter Ankopplung an die Hohlwelle, eine
zweite Metallkupplung oder in bekannter Weise eine Rato-Vulkan Kupplung angeordnet ist.
Eine vereinfachte doppelkardanische Wirkung kann, unter bestimmten Voraussetzungen, durch
die Anordnung der drehsteifen, axial- und winkelbeweglichen Metallkupplung am Kurbelwellen
flansch in Verbindung mit einer trennbaren Bogenzahnkupplung zur Steckwelle, die bei einer ra
dialen Verlagerung der Kurbelwelle einen zusätzlichen Freiheitsgrad durch Auslenken in der
Zahnkupplung ermöglicht, erreicht werden.
Die Aufhängung der Steckwelle in zwischen den motorseitigen und hohlwellenseitigen drehstei
fen, axial- und winkelverlagerungsfähigen Metallkupplungen gewährleistet eine verschleißarme
hochwirksame doppelkardanische Verbindung zwischen Getriebe und Motor und gestattet eine
variable Verwendung von elastischen Kupplungen hinsichtlich Bauart und Anordnung zur Dreh
schwingungsdämpfung in der 1. und 2. Getriebestufe.
Die Verbindung der Steckwelle zur kurbelwellenseitigen Metallkupplung erfolgt über eine gerad
verzahnte Zahnkupplung zum Trennen des Kraftflusses zwischen Motor und Getriebe, wobei die
Steckwelle aus der Zahnbuchse gezogen und in den Führungsbuchsen zwischen Hohl- und
Steckwelle abgelegt wird. Das Spiel in den Führungsbuchsen zur Steckwelle ist andererseits so
bemessen, daß sich die Steckwelle im Betriebsfall (Radial-, Längs- und Winkelbewegungen) in
den Führungsbuchsen frei verlagern kann.
Das Einführen der Steckwelle in die Zahnbuchse zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung
wird durch eine spezielle Ausführung des steckwellenseitigen Endes der Zahnbuchse erleichtert,
indem ein konischer Führungsabschnitt mit anschließendem zylindrischen Rastteil dem Verzah
nungsbereich vorgelagert ist.
Die Ölversorgung des Schwingungsdämpfers am Kurbelwellenende wird bei den auftretenden
Wellenverlagerungen im Betriebsfall, wie auch bei ausgerückter Steckwelle durch eine axiale
Bohrung der Steckwelle, in die ein Ölrohr mündet, gewährleistet.
Das Ölrohr wird in Gleitbuchsen mit Radialspiel sowohl in den Flansch, der die Ölkammer am
Kurbelwellenende abschließt, als auch in der Innenbohrung der Steckwelle gelagert, so daß eine
quasi kardanische Führung zur Kompensation der Wellenverlagerung zwischen Kurbelwelle und
Steckwelle vorhanden ist. Von der Ölkammer wird der Schwingungsdämpfer über Bohrungen mit
Öl versorgt. Die axiale Sicherung des Ölrohrs wird dadurch gewährleistet, daß eine zu große Be
wegung in Richtung Kurbelwelle durch Anschlag des Ölrohrs an die Kurbelwelle und eine Bewe
gung in Richtung Getriebe durch einen auf dem Ölrohr befestigten Anschlagring, der am Bund
der ölkammerseitigen Getriebebuchse anliegt, verhindert wird. Das Ölrohr ist zum ungehinderten
Öldurchfluß kurbelwellenseitig mehrfach gebohrt bzw. geschlitzt.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Lösung an mehreren Ausführungsvarianten beschrie
ben:
Fig. 1-5 zeigen vom Kurbelwellenabzweiggetriebe die Draufsicht des Schnittes in Kurbelwel
lenmitte einschließlich einer Einzelheit der Zahnkupplung.
Es zeigen:
Fig. 1 Anflanschgetriebe mit außenliegender elastischer Kupplung an der 1. Getriebestufe und
doppelkardanisch wirkender Steckwelle, die mittels geradverzahnter Zahnkupplung die Verbin
dung zur Kurbelwelle herstellt.
Das Getriebegehäuse 9 von dem der Schwingungsdämpfer 2, der mit der Kurbelwelle 1 verbun
den ist und an dem die Metallkupplung 6 über einen Zwischenflansch 4 befestigt ist, umschlossen
wird, ist am Motorgehäuse 3 angeflanscht.
Die Metallkupplung 6 ist mit einem weiteren Flansch 7, der über eine Geradverzahnung 24 die
Verbindung zur Steckwelle 10 mit Geradverzahnung 24 herstellt, verbunden. Am gegenüberlie
genden Ende der Steckwelle 10 ist das Innenteil der elastischen Kupplung 13 befestigt. Die ela
stische Kupplung 13 dient zur Aufnahme von Drehschwingungen.
Die Steckwelle 10 ist in Führungsbuchsen 12 geführt durch die sie bei den im Betrieb auftreten
den Verlagerungen nicht behindert wird. Sie besitzt eine axiale Bohrung 28, in der ein Ölrohr 8, in
Lagerbuchse 5, Lagerbuchse mit Anlaufring 27 und Anschlagring 30 geführt, angeordnet ist, das
sich innerhalb der Buchsenspiele relativ frei bewegen kann.
Das Außenteil der elastischen Kupplung 13 ist über eine zweite Metallkupplung 15 mit der Hohl
welle 11, auf der das Getriebeantriebsrad befestigt ist, verbunden.
Durch die konstruktive Anordnung der zweiten Metallkupplung 15 in einem bestimmten Abstand
von der ersten Metallkupplung 6 entsteht eine doppelkardanische Verbindung zwischen Motor
und Getriebe, so daß alle von der Kurbelwelle des Motors ausgehenden Verlagerungen vollstän
dig kompensiert werden können.
Zur Trennung des Kraftflusses vom Motor zum Getriebe wird die Verbindung zwischen dem Au
ßenteil der elastischen Kupplung 13 und der Metallkupplung 15 gelöst und ein Distanzstück 14
eingesetzt. Hierdurch wird die Verkupplung, welche durch den verzahnten Flansch 7 und den
verzahnten Teil der Steckwelle 10 gebildet wird, getrennt.
In der Hohlwelle 11 sitzt eine Dichtung 16, die hier das Getriebe gegen Ölaustritt sichert.
Die Ölkammer 31, von der aus der Schwingungsdämpfer 2 mit Öl versorgt wird, wird von der Kur
belwelle 1, dem Schwingungsdämpfer 2 und Zwischenflansch 4 gebildet.
Fig. 2 Anflanschgetriebe mit außenliegender elastischer Kupplung an der 1. Getriebestufe, bei
dem eine annähernd doppelkardanische Wirkung der Steckwelle durch die Anordnung einer Me
tallkupplung in Verbindung mit einer Bogenzahnkupplung erreicht wird.
Wie Fig. 1 nur die Metallkupplung 15 wird durch den Hohlwellenflansch 26 ersetzt, und an Stelle
der Geradverzahnung 24 des Flansches 7 ist ein Flansch mit Bogenverzahnung 23 angeordnet.
Die Axial- und Winkelverlagerungen der Kurbelwelle im Betrieb werden durch die Membrankupp
lung 6 aufgenommen. Die radialen Verlagerungen der Kurbelwelle bewirken ein "Ausknicken" der
Steckwelle 10 in der ballig verzahnten Zahnbuchse. Die Axial- und Winkelverlagerungen werden
durch die Membrankupplung 6 aufgenommen. Die dadurch am gegenüberliegenden Ende der
Steckwelle 10 auftretenden Winkelbewegungen werden von den elastischen Elementen der
Kupplung 13 eliminiert.
Fig. 3 Freistehendes Kurbelwellengetriebe mit außenliegender elastischer Kupplung an der 1.
Getriebestufe und doppelkardanisch wirkender Steckwelle, die mittels geradverzahnter Zahn
kupplung die Verbindung zur Kurbelwelle herstellt.
Wie Fig. 1 nur das Getriebegehäuse 9 besitzt ein eigenes Fundament. Die Metallkupplung 6 wird
vom Getriebegehäuseteil 18, in welchem sich, genau wie im Gehäuse 17 des Schwingungsdämp
fers 2 eine Dichtung 19 befindet, umschlossen. Zur Aufnahme der Dichtung 19 des Gehäuses 17
des Schwingungsdämpfers 2 ist der Zwischenflansch 4 verlängert worden.
Fig. 4 Anflanschgetriebe mit außenliegender elastischer Kupplung an der 2. Getriebestufe.
Wie Fig. 1 nur die Steckwelle 10 ist über den Steckwellenflansch 32 direkt mit der Metallkupplung
15 verbunden. Die elastische Kupplung 13 verbindet die Hohlwelle 21, die gleichzeitig als Ritzel
der 2. Stufe ausgeführt ist, mit der Steckwelle 20 der 2. Stufe, auf der das Stirnrad 22 der 2.
Stufe sitzt.
Fig. 5 Einzelheit X aus Fig. 1
Die sich beim Herausziehen der Zahnspindel aus der Zahnbuchse innerhalb des Radialspiels der Führungsbuchsen 12 absenkende Steckwelle 10 muß zum Schließen der Verbindung zwischen Motor und Getriebe mit ihrer Verzahnung 24 problemlos in die Verzahnung 24 des Flansches 7 eingeführt werden können. Zu diesem Zweck ist vor der Verzahnung des Flansches 7 ein zu nächst konischer und dann zylindrischer Teil 24.1 bzw. 24.2 der Buchse ausgeführt. Der konische Teil 24.1 ist so beschaffen, daß sich die Steckwelle 10 beim Heranrücken an die Zahnbuchse des Flansches 7 aus den Führungsbuchsen 12 so heraushebt, so daß Wellenmittenachse der Steck welle 10 mit der Flanschmittenachse des Flansches 7 übereinstimmt und die Steckwelle 10 an schließend im zylindrischen Teil 24.2 bis zur vollständigen Verbindung mit der Zahnbuchse ge führt wird.
Die sich beim Herausziehen der Zahnspindel aus der Zahnbuchse innerhalb des Radialspiels der Führungsbuchsen 12 absenkende Steckwelle 10 muß zum Schließen der Verbindung zwischen Motor und Getriebe mit ihrer Verzahnung 24 problemlos in die Verzahnung 24 des Flansches 7 eingeführt werden können. Zu diesem Zweck ist vor der Verzahnung des Flansches 7 ein zu nächst konischer und dann zylindrischer Teil 24.1 bzw. 24.2 der Buchse ausgeführt. Der konische Teil 24.1 ist so beschaffen, daß sich die Steckwelle 10 beim Heranrücken an die Zahnbuchse des Flansches 7 aus den Führungsbuchsen 12 so heraushebt, so daß Wellenmittenachse der Steck welle 10 mit der Flanschmittenachse des Flansches 7 übereinstimmt und die Steckwelle 10 an schließend im zylindrischen Teil 24.2 bis zur vollständigen Verbindung mit der Zahnbuchse ge führt wird.
1
Kurbelwelle
2
Schwingungsdämpfer
3
Motorgehäuse
4
Zwischenflansch
5
Lagerbuchse
6
Metallkupplung
7
Flansch mit Zahnkupplung
8
Ölrohr
9
Getriebegehäuse
10
Steckwelle
11
Hohlwelle
12
Führungsbuchs
13
elastische Kupplung
14
Distanzstück
15
Metallkupplung
16
Dichtung
17
Gehäuse Schwingungsdämpfer
18
Gehäuseteil Getriebe
19
Gehäuseabdichtung
20
Steckwelle 2. Stufe
21
Hohlwelle mit Stirnrad 2. Stufe
22
Stirnrad 2. Stufe
23
Bogenverzahnung
24
Geradverzahnung
24.1
konischer Teil vor der Verzahnung
24.2
zylindrischer Teil der Verzahnung
25
Getriebeantriebsrad
26
Hohlwellenflansch
27
Lagerbuchse mit Anlaufring
28
Axialbohrung
29
Flansch
30
Anschlagring
31
Ölraum
32
Steckwellenflansch
Claims (7)
1. Kurbelwellenabzweiggetriebe für Verbrennungskraftmaschinen mit dem Anschluß am freien
Ende der Kurbelwelle, wobei die Getriebewelle mit Getriebeantriebsrad als Hohlwelle ausge
bildet ist und bei der zwischen Hohlwelle und Steckwelle eine drehsteife, axial- und winkelbe
wegliche Metallkupplung oder eine hochelastische Rato-Vulkan Kupplung, die eine Metall
kupplung auf der Krafteintrittsseite einschließt, vorgesehen ist, und die Ankopplung an die
Kurbelwelle mittels einer Zahnkupplung erfolgt, wobei die Steckwelle im Bedarfsfall von der
Kurbelwelle trennbar ist und durch Distanzstücke in Ruheposition festgesetzt werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steckwelle (10) doppelkardanisch zwischen drehsteifen,
axial- und winkelbeweglichen Metallkupplungen (6 und 15) angeordnet ist.
2. Kurbelwellenabzweiggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Kurbelwelle (1) und der Zahnkupplung (23 bzw. 24) der Steckwelle (10) eine drehsteife, axial-
und winkelbewegliche Metallkupplung 6 und das zwischen der Steckwelle (10) und der Hohl
welle (11), insbesondere bei Anordnung einer hochelastischen Kupplung (13), eine gleichar
tige Metallkupplung (15) vorgesehen ist, die direkt an die Hohlwelle (11) angekoppelt ist.
3. Kurbelwellenabzweiggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochelasti
sche Kupplung (13) der zweiten Getriebestufe zugeordnet ist.
4. Kurbelwellenabzweiggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohl
welle (11) für die Steckwelle (10) Führungsbuchsen (12) mit radialem Spiel angeordnet sind.
5. Kurbelwellenabzweiggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckwelle
(10) eine zentrale Ölbohrung (28) aufweist, in die ein von der Kurbelwelle (1) oder deren An
schlußflansch (29) getragenes radial- und axial bewegliches Ölrohr (8) eingreift.
6. Kurbelwellenabzweiggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zahn
kupplung die Flanschbohrung im Flansch (7) zur Aufnahme der Steckwelle (10) zunächst ko
nisch und dann zylindrisch ausgeführt ist.
7. Kurbelwellenabzweiggetriebe nach Anspruch 1, mit einer drehsteifen, axial- und winkelbe
weglichen Metallkupplung dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der zweiten drehsteifen,
axial- und winkelbeweglichen Metallkupplung (15) ein Hohlwellenflansch (26) und die Verzah
nung des Flansches (7) als Bogenverzahnung (23) ausgeführt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934329496 DE4329496C2 (de) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Kurbelwellenabzweiggetriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934329496 DE4329496C2 (de) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Kurbelwellenabzweiggetriebe |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4329496A1 DE4329496A1 (de) | 1995-03-02 |
DE4329496C2 true DE4329496C2 (de) | 1998-05-28 |
Family
ID=6496574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934329496 Expired - Fee Related DE4329496C2 (de) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | Kurbelwellenabzweiggetriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4329496C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10023118A1 (de) * | 2000-05-11 | 2001-11-15 | Deutz Ag | Bogenzahnkupplung im Antriebsstrang von Nebenaggregaten |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3918385A1 (de) * | 1989-06-06 | 1990-12-13 | Renk Tacke Gmbh | Kurbelwellengetriebe |
-
1993
- 1993-09-01 DE DE19934329496 patent/DE4329496C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3918385A1 (de) * | 1989-06-06 | 1990-12-13 | Renk Tacke Gmbh | Kurbelwellengetriebe |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Metaflex Druckschrift Nr. 0990/3 * |
Rato-S Druckschrift Nr. 0990/1 * |
Renck-Facke Druckschrift RT 013/3.88-10c * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10023118A1 (de) * | 2000-05-11 | 2001-11-15 | Deutz Ag | Bogenzahnkupplung im Antriebsstrang von Nebenaggregaten |
DE10023118B4 (de) * | 2000-05-11 | 2005-07-21 | Deutz Ag | Bogenzahnkupplung im Antriebsstrang von Nebenaggregaten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4329496A1 (de) | 1995-03-02 |
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Legal Events
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D2 | Grant after examination | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |