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Antriebsvorrichtung für Schiffsschraubenwellen.
Die englische Patentschrift Nr. 25743 vom Jahre 1903 beschreibt eine Antriebsvorricbtung für Schiffsschrauben, bei welcher Explosionsmotoren Dynamomaschinen in Tätigkeit setzen und der auf diese Weise erzeugte elektrische Strom auf den Schraubenwellen angebrachte Elektromotoren speist.
Diese Einrichtung bietet zwar den Vorteil, dass die mit unveränderlicher Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung arbeitenden Explosionsmotoren für eine Verwendung geeignet gemacht werden, welche sowohl Geschwindigkeits- als auch Richtungswechsel erfordert, es haftet ihr aber der Nachteil an, dass durch die zweimalige Umwandlung der Energie mechanische in elektrische und dann wieder elektrische in mechanische --- 15--20% Energie verloren gehen.
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und besteht darin, dass die Motorwelle mit der Schraubenwelle durch eine lösbare Kupplung verbunden und auf ersterer Welle der Anker einer Dynamomaschine, auf letzterer jener eines Elektromotors befestigt wird, so dass man beim Manövrieren durch Losen der Kupplung und Schliessen des Stromkreises elektrischen Antrieb und bei gewöhnlicher Fahrt durch Einrucken der Kupplung und Unterbrechen des Stromkreises mechanischen Antriob der Schraube veranlassen kann.
Die Vorteile, welche der Erfindungsgegenstand im Vergleiche mit der Einrichtung gewährt, weiche in der englischen Patentschrift Nr. 25743 A. D. 1902 beschrieben ist, sind kurz gefasst folgende :
1. Infolge des Wegfalles der permanenten Energieverluste, welche sich bei jeder elektrischen Kraftübertragung ergeben und infçlge der Möglichkeit die für den Erfindungsgegenstand erforderlichen elektrischen Maschinen kleiner zu bauen (sie haben nur während des Manovrierens zu dienen, wobei sie überlastet werden können) fallen Gewicht und Kosten der Maschinen für ein und dasselbe Schiff und für die gleiche Arbeitsleistung an der ScbraubenweUe um 20%) niedriger aus.
2. Infolge dos Wegfalles der permanenten Verluste durch die elektrische Kraft-
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sonst gleichen Umständen wird daher a) der Brennmaterialverbrauch um 15-20% geringer sein, b) das Gewicht des an Bord zu nehmenden Brennmaterials bei der Möglichkeit die gleichen Distanzen zu durchlaufen, um 15-20t)/ geringer sein, oder wenn in beiden Fällen das tote Gewicht das gleiche ist, so wird die erreichbare Distanz um 25-30% grosser sein ;
denn im letzteren Falle kommt zum geringeren Brennstoffbedarfe noch der Umstand dazu, dass das Maschinengewicht ein geringeres ist, so dass im Totalgewichte ein grösserer Anteil auf das Brennmaterial entfällt.
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b) selbst im Falle einer Beschädigung der elektrischen Maschinen die Fahrt des Schiffes nach vorwärts mit llilfe einer entsprechenden Kupplung noch möglich ist.
In der Zeichnung ist als beispielsweise Ausführungsform der Erfindung in Fig. 1 das Schema einer der Erfindung entsprechenden Einrichtung dargestellt. Fig. 2 zeigt ein zweites Beispiel der Durchführung des Erfindungsgedankens bei Verwendung mehrerer Antriebsmaschinen.
Auf der Verlängerung der Schraubenwelle E sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, ausser der Antriebsmaschine A noch eine Dynamomaschine 1J und ein Elektromotor 0 angeordnet, welcher von der Dynamomaschine B gespeist wird und ungefähr die gleiche Leistungsfähigkeit mit der Dynamomaschine besitzt. Der Elektromotor C ist mit der Weite 2 ? ständig durch die feste Kupplungsmuffe M3 verbunden. Eine gleiche Kupplungsmuffe MI verbindet die Dynamomaschine B direkt mit der Antriebsmaschine A. Zwischen der Dynamomaschine B und dem Elektromotor C ist eine geeignete Kupplung angeordnet, z. B. eine elektromagnetische Kupplung aft welche durch den vom Dynamo J ? gelieferten Strom in Gang gesetzt wird.
Die Dynamomaschine wirkt, wie später erklärt werden wird, als Stromquelle und gleichzeitig als Schwungrad für die Antriebsmaschine A, die daher kein anderes Schwungrad zur Regelung ihres Laufes besitzt. Steht die Maschine A still, so ist die Kupplung M2 gelöst, so dass das Ingangsetzen der Maschine A leicht ist, da sie leer läuft.
Ist die Antriebsmaschine A in Gang gesetzt, so gibt die Dynamomaschine B den Strom für die Kupplung 2, welche eingerückt wird. Die Schraube dreht sich dann mit derselben Geschwindigkeit wie die Antriebsmaschine A. Unter diesen Verhältnissen wirkt also die
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Elektromotor C drehen sich und wirken als Schwungrad für A ohne Strom abzugeben (mit Ausnahme des Stromes für die Kupplung M2), so dass die Kraftübertragung zwischen der Maschine A und der Schraubenwelle ohne Energieverlust erfolgt. Gegebenenfalls kann jedoch die Dynamomaschine B oder der Motor C zur Lieferung von Strom zur Beleuchtung oder zum Antriebe der Krane, der Pumpen und aller elektrisch betriebenen Apparate an Bord benützt werden.
Um die Geschwindigkeit der Schraubenwelle zu vermindern oder die Drehrichtung der Schraube, bei gleichzeitiger Regelung der Umdrehungszahl von Null bis zur normalen Umdrehungszahl, umzukehren, wobei Antriebsmaschine A immer im gleichen Sinne und mit normaler Geschwindigkeit läuft, rückt man die Kupplung M2 aus und treibt die Schraubenwelle mittelst des Stromes an, welchen die Dynamo B dem Motor C liefert. Dann kann man mit Hilfe der bekannten Mittel zum Regeln von Elektromotoren rasch und genau alle gewünschten Änderungen in der Rotationsrichtung und in der Geschwindigkeit der Schraubenwelle vornehmen.
Unter diesen Verhältnissen treten bei der Arbeitsübertragung vom Motor A auf die Schraubenwelle vermöge der Umwandlungen durch die Dynamo B und den Motor C Verluste auf, da aber diese Maschinen nur während der Manöver zur Arbeitsübertragung dienen und die Manöver im Vergleiche mit der normalen Fahrt nur von kurzer Dauer sind, kann man sagen, dass-praktisch genommen-durch die oben angegebene Anordnung die Übertragung zwischen der treibenden Maschine und der Schraubenwelle ohne fühlbaren Energieverlust vor sich geht.
Da man während der Manöver nur bei der Schraube, der Schraubenwelle und dem Anker des Motors Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung ändert und da die Trägheit dieser Teile nur ein kleiner Bruchteil der Trägheit aller Teile des Propulsionsmechanismus ist, so ergibt sich, dass die während des Manövrierens erforderlichen Operationen sehr rasch vorgenommen werden können. Die Geschwindigkeit der Operationen kann auch dadurch wesentlich vergrössert werden, dass man den Motor C als elektrische Bremse zum Anhalten der Schraubenwelle verwendet.
Ist die Kupplung M2 eine elektromagnetische, so können alle während des Manövrierens des Schiffts am Treibmechanismus desselben vorzunehmenden Operationen, mit Ausnahme des Anlassens und Abstellens des Motors von irgendeinem Punkte des Schliffes aus vorgenommen werden, z. B. von der Kommandobrücke aus, ohne dass es nötig wäre, das l\Iaschiu6npersonal zu verständigen, welches nur den regelmässigen Gang des Motors A von konstanter Geschwindigkeit und unveränderlicher Bewegungsrichtung zu überwachen hat.
Eine ähnliche Anordnung kann zur Anwendung kommen, wenn zwei oder mehrere
Motoren an einer Sehraubenwelle arbeiten. Fig. 2 zeigt eine derartige Anordnung. In diesem Falle hat man ausser den Vorteilen der schon beschriebenen Anordnung auch noch den weiteren Vorteil, dass die Fahrt des Schiffes durch Unbrauchbarwerden einer Maschine . nicht unterbrochen wird. Ist die Maschine At unbrauchbar, so löst man die Kupplung MI
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bewirkt die Arbeitsübertragung von A auf die Schraubenwelle mittelst des von der D namo B gespeisten Motors C. In beiden Fällen steht die unbrauchbar gewordene Dampf-
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Lagerstander dar.
Selbstverständlich können in allen Fällen die elektromagnetischen Kupplungen durch mechanische Kupplungen ersetzt werden, welche von Hand, durch Druckwasser, Druckluft oder irgendein anderes rasch wirkendes Agens ans-und eingerückt werden können.
Die beschriebene Einrichtung ist nicht nur für Schraubendampfer, sondern auch für Raddampfer verwendbar, wenn die normale Geschwindigkeit der Antriebsmaschine jener der Radwelle entspricht.