CH438068A - Schiffsantriebsanlage mit mehreren Antriebsmaschinen - Google Patents

Description

      Schiffsantriebsanlage    mit     mehreren        Antriebsmaschinen       Die Erfindung betrifft eine     Schiffsantriebsanlage    mit  mehreren über ein Sammelgetriebe auf die Propeller  welle arbeitenden Antriebsmaschinen, von denen wenig  stens einige über ein     Planetenradwechselgetriebe    mit       Drehzahluntersetzung    mit dem Sammelgetriebe abschalt  bar verbunden sind, insbesondere für die Übertragung  sehr grossen Leistungen.  



  Es ist eine     derartige    Antriebsanlage bekannt, bei der  das     Planetenrad-Wechselgetriebe    aus     behreren    Planeten  radsätzen besteht, die verschiedene     Untersetzungsverhält-          nisse    aufweisen und deren     Planetenradträger    fest mitein  ander verbunden sind. Das beim Abschalten einer oder  mehrerer Antriebsmaschinen erforderliche grössere Dreh  zahluntersetzungsverhältnis wird bei diesem Getriebe da  durch eingestellt, dass das äussere Zentralrad der jeweils  gewünschten Untersetzung mit     Brembacken    festgebremst  wird, wogegen die Aussenräder der übrigen Planetenrad  sätze locker sind und frei umlaufen.

   Hierbei ist also für  jedes     Untersetzungsverhältnis    ein besonderer Planeten  radsatz erforderlich, was einen erheblichen Aufwand be  deutet. Ferner ist darauf hinzuweisen,     dass    die Verwen  dung mechanischer Reibungsbremsen bei diesem Getrie  be zwar eine     leerlauflose    Gangschaltung ermöglicht, dass  jedoch die bei grossen Übertragungsleistungen auftreten  den Drehmomente damit nicht mehr beherrscht werden  können. Diese Leistungen können bei neueren kombi  nierten Antriebsanlagen mehr als 10 000 PS pro An  triebsmaschine betragen.  



  Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun  darin, ein     Planetenradwechselgetriebe    für     Mehrmotoren-          Antriebsanlagen    unter Verwendung formschlüssiger  Schaltelemente so auszubilden, dass die derzeit grössten  installierten Antriebsleistungen sicher und ohne zwischen  zeitlichen Leerlauf übertragen und die     einzelnen    An  triebsmaschinen beliebig zu- und abgeschaltet werden  können.  



  Es ist nun zwar bei     Umlaufrädergetrieben    bekannt,  Reibungsbremsen zur Blockierung     einzelner    Getriebe-         glieder    durch formschlüssige Kupplungen zu ersetzen.  Werden diese Kupplungen als     Freilaufkupplungen    aus  gebildet, dann     erfolgt    die Umschaltung ebenfalls leer  lauflos und     selbstätig,    wenn die Antriebswelle umge  steuert oder die     Energiedurchgangsrichtung        umgekehrt     wird. Diese Möglichkeiten sind aber bei     Schiffsantriebs-          anlagen    überhaupt nicht durchführbar.  



  Die     Schiffsantriebsanlage    gemäss vorliegender Erfin  dung ist nun gekennzeichnet durch ein Planetengetriebe,  bei dem eines der Zentralräder direkt, das andere über  ein     Vorgelege        antreibbar    ist und in dem bei Abschaltung  mindestens einer der übrigen Antriebsmaschinen das zu  sätzlich über ein     Vorgelage        antreibbare    Zentralrad mit  tels     formschlüssiger    Kupplung blockierbar ist, wobei für  die Einschaltung des Zusatzantriebes eine weitere Kupp  lung angeordnet ist.  



  Der Zusatzantrieb des äusseren Zentralrades über  ein     Vorgelege    ist ebenfalls an sich bekannt für eine kon  tinuierliche Veränderung des Übersetzungsverhältnisses,  wobei über das     Vorgelege    eine hydrostatische Pumpe an  getrieben wird, deren Druckmittel     einem    das äussere  Zentralrad antreibenden Ölmotor zugeführt wird. Diese  Getriebe mit hydrostatischem Zusatzantrieb sind jedoch  nur für die Übertragung geringer Leistungen geeignet.  



  Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele für       Schiffsantriebsanlagen    nach der Erfindung erläutert. Die  zugehörigen     Zeichnungen    zeigen in       Fig.    1 eine Gesamtanlage im Grundriss,       Fig.    2 die     Kraftübertragungsanlage    mit einem Plane  tenradwechselgetriebe, bei dem das äussere Zentralrad  zusätzlich     antriebbar    ist,       Fig.    3 ein     Planetenrad-Wechselgetriebe,

      bei dem das  innere Zentralrad     zusätzlich        antriebbar    ist und       Fig.    4 eine     Variante    zur Ausführung nach     Fig.    3, bei  der die beiden Zentralräder miteinander     verblockt    wer  den können.  



       In    der Antriebsanlage nach     Fig.    1 sind die Diesel  motoren 1 durch die Wellen 2 mit den Wechselgetrieben      3 und die Gasturbinen 4 über die Wellen 5 mit den  Wechselgetrieben 6 gekuppelt. Die Wechselgetriebe 3, 6  sind an das als Parallelgetriebe ausgebildete     Sammelge-          triebe    7     angeblockt,    an dessen     Abtriebswelle    die Propel  lerwelle 8 angekuppelt ist.

   Die verschiedenen     Anlagen-          aggregate        (Dieselmotoren,    Gasturbinen, Getriebe)     sind     dabei in verschiedenen hermetisch voneinander abge  schlossenen Räumen untergebracht, was durch die Trenn  wände 9, 10, 11, 12 angedeutet ist. Bei der gezeigten  Antriebsanlage     arbeiten    also alle Antriebsmaschinen über  ein Wechselgetriebe auf das Sammelgetriebe bzw. auf  die Propellerwelle. Es können demzufolge beliebige Ma  schinen für die Marschfahrt abgeschaltet werden.

   Falls       z.B.    ein     Diesemotor    von     vornherein    für die     Marschfahrt     bestimmt ist, dann könnte man bei diesem Motor auf ein  zusätzliches Wechselgetriebe verzichten.  



  In     Fig.    2 bezeichnet 13 die Eingangswelle des Wech  selgetriebes, auf der das innere Zentralrad 14 und das       Ritzel    15     aufgekeilt    sind. Das innere Zentralrad 14  kämmt mit den     Planetenrädern    16, die vom Planeten  radträger 17 getragen werden und ihrerseits mit dem  innenverzahnten äusseren Zentralrad 18 im Eingriff  stehen. Das     Ritzel    15 ist im     Eingriff    mit dem     Vorgele-          gerad    19, dessen Nabe 20 mit dem Primärteil der Strö  mungskupplung verbunden ist.  



  Deren     Senkundärteil    ist auf der durch die Nabe 20  hindurchgeführten     Vorgelegewelle    22 befestigt, auf der  das mit dem äusseren Zahnkranz 18' des äusseren Zen  tralrades 18 kämmende     Ritzel    23 und am anderen Ende  die eine Hälfte der formschlüssigen     Freilaufkupplung    24  angebracht ist. Die andere     Hälfte    dieser Kupplung 24  stützt sich an der     schraffiert    angedeuteten Gehäusewand  25 ab.  



  Mit dem     Planetenradträger    17 ist die Ausgangswelle  26 fest verbunden, die durch die das     Ritzel    27 des     Sam-          melgetriebes    7 tragende Hohlwelle 28 hindurchgeführt  und an     derem    freien Ende der Primärteil der Freilauf  kupplung 29 angebracht ist. Der Sekundärteil dieser  Kupplung ist an der Hohlwelle 28 befestigt.     Ritzel    27  steht im Eingriff     mit    dem     Zahnrad    30 des     Sammelge-          triebes,    das auf der mit der Propellerwelle gekuppelten       Abtriebswelle    31     aufgekeilt    ist.

   Zu den     Freilaufkupplun-          gen    24 und 29 sei noch bemerkt, dass diese lediglich  schematisch als einfache     Klauenzahnkupplungen    darge  stellt sind. Bei der praktischen Ausführung wird man  freilich dafür Sorge tragen, dass nach der     Entkupplung     die beiden     Hälften    nicht mehr aufeinander gleiten.  



  Mit der in     Fig.    2 gezeigten Getriebeanordnung, die  für alle Antriebsmaschinen bis auf die     Untersetzungs-          verhältnisse    gleich sind, lassen sich zwei Gänge ohne       zwischenzeitliche        Leerlaufstellung    schalten. Wenn nur  eine von zwei Antriebsmaschinen bzw.     -maschinengrup-          pen    arbeitet, ist bei der im Betrieb befindlichen Ma  schine bzw. Maschinengruppe die Strömungskupplung 21  entleert und somit die     Freilaufkupplung    24 geschlossen.

    Die in die Eingangswelle 13 eingeführte Leistung wird  über das innere Zentralrad 14 und die Planetenräder 16  auf den     Planetenradträger    17 und von hier über die  Welle 26, Kupplung 29, Hohlwelle 28,     Ritzel    27, Zahn  rad 30 auf die     Abtriebswelle    31     übetragen.     



  Vermöge der allen Antriebsmaschinen zugeordneten       Freilaufkupplungen    29 ist es nun ohne weiteres     möglich,     die andere Maschine bzw. Maschinengruppe anzulassen.  Gleichzeitig werden alle Strömungskupplungen 21 ge  füllt und dadurch die Wellen 22 in Drehung versetzt.  Dabei wird die     Freilaufkupplung    24 selbsttätig     entkup-          pelt,    und das     Ritzel    23 treibt das äussere Zentralrad 18    an, so dass die Planetenräder 16 und damit der Planeten  radträger 17 mit grösserer Drehzahl umlaufen. Diese  höhere Drehzahl entspricht der zum  Fahren auf der  Propellerkurve  erforderlichen grösseren Propellerdreh  zahl bei grösserer Leistung.

   Beim Abschalten einer An  triebsmaschine oder     -maschinengruppe    spielt sich dieser  Vorgang in     umgekehrter    Richtung ab. Beim Abstellen  der Maschine kommt die ihr zugeordnete     Freilaufkupp-          lung    29 ausser Eingriff, während derjenige der weiter  arbeitenden Maschine eingekuppelt bleibt. Gleichzeitig  wird die     Stömungskupplung    dieser Maschine entleert.  Infolge des von den Planetenrädern 16 auf das äussere  Zentralrad 18 ausgeübten Rückdrehmomentes -wird die       Freilaufkupplung    24 eingekuppelt, so dass das äussere  Zentralrad 18 wieder zum Stillstand kommt.  



  Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die  hydrodynamische Kupplung, die bekanntlich Übertra  gungsverluste aufweist, nur in Betriebszeiten der Schnell  fahrt arbeitet, wogegen in den weit längeren Zeiten der  Marschfahrt diese Verluste nicht eintreten.  



  Die     Fig.    3 und 4 zeigen Varianten, bei denen nicht  das äussere,     sondern    das innere Zentralrad 14' bzw. 14"  im Schnellgang zusätzlich angetrieben wird. Auf der Ein  gangswelle 33 ist das mit dem Zahnkranz 18' kämmende       Ritzel    34 und das mit dem     Vorgelegerad    35 im     Eingriff     befindliche     Ritzel    36 befestigt. An der verlängerten Nabe  37 des Rades 35 ist wiederum das Primärrad der Strö  mungskupplung 38     angeflanscht,    dessen Sekundärrad  nach     Fig.    3 auf der Welle 39 und nach     Fig.    4 auf der  Welle 40 befestigt ist.  



  An einem Ende der Welle 39 in     Fig.    3 ist der Primär  teil der     Freilaufkupplung    41 angebracht, deren Sekun  därteil an der durch     Schraffur    angedeuteten Gehäuse  wand 42 befestigt ist. Am anderen Ende der durch die  Nabe 37 des Rades 36 und durch die Nabe des äusseren  Zentralrades 18 hindurchgeführten Welle 39 ist das in  nere Zentralrad 14'     aufgekeilt.    Bei dieser Ausführung  wird also bei Marschfahrt das innere Sonnenrad 14' über  die     Freilaufkupplung    41 von der Gehäusewand 42 fest  gehalten.  



  Bei der Ausführung nach     Fig.    4 hingegen ist auf der  das innere Zentralrad 14" treibenden Welle 40 der Pri  märteil der     Freilaufkupplung    43 angebracht, deren Se  kundärteil am äusseren Zentralrad 18" angeflanscht ist.  Bei Marschfahrt ist die Strömungskupplung 38 wiederum  entleert, so dass bei dieser Ausführung das innere und  das äussere Zentralrad 14", 18" durch die     Freilaufkupp-          lung    43 miteinander     verblockt    sind.

   Beim Zuschalten  einer weiteren Antriebsmaschine bei     Schnellfahrt    wird die  Strömungskupplung 38 gefüllt, und infolge der grösseren  Drehzahl der Welle 40 gegenüber dem äusseren Zentral  rad 18" kommen die beiden Hälften des Freilaufes 43  ausser Eingriff.  



  Aus vorstehenden Darlegungen dürfte ohne weiteres  zu erkennen sein, dass statt eines     Vorgelegeradsatzes    auch  deren mehrere angeordnet sein können, die in bei nor  malen Wechselgetrieben üblicher Weise mit den ihnen  zugeordneten Wellen wahlweise durch mechanische oder  hydraulische Schaltmittel gekuppelt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Schiffsantriebsanlage mit mehreren über ein Sammel- getriebe auf die Propellerwelle arbeitenden Antriebsma schinen, von denen wenigstens einige über ein Planeten radwechselgetriebe mit Drehzahluntersetzung mit dem Sammelgetriebe abschaltbar verbunden sind, insbeson- dere für die Übertragung sehr grosser Leistungen, ge kennzeichnet durch ein Planetengetriebe, bei dem eines der Zentralräder (14, 18) direkt das andere über ein Vor gelege (15/19;

   35/36) antreibbar ist und in dem bei Ab schaltung mindestens einer der übrigen Antriebsmaschi nen das zusätzlich über ein Vorgelage antreibbare Zen tralrad (18, 14' 14") mittels formschlüssiger Kupplung 24, 41, 43) blockierbar ist, wobei für die Einschaltung des Zusatzantriebes eine weitere Kupplung (21 bzw. 38) angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Antriebsanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das blockierbare Zentralrad (18, 14') mit der Gehäusewand (25, 42) blockierbar ist. 2.

   Antriebsanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Zentralrad (14") mit dem anderen Zentralrad 18") blockierbar ist. 3. Antriebsanlage nach Patentanspruch, gekennzeich net durch die Anordnung einer hydrodynamischen Kupp lung (21, 38) für die Schaltung des Zusatzantriebes. 4. Antriebsanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Vorgelege als mehrstufiges Stirn rad- Wechselgetriebe ausgebildet ist. 5. Antriebsanlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Verbindung vom Planetenrad Wechselgetriebe (14, 16, 18) zum Sammelgetriebe (27, 30, 31) eine Freilaufkupplung (29) angeordnet ist.