Schiffsantrieb mit einem Umschaltzahnradgetriebe Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schiffs antrieb mit einem Umschaltzahnradgetriebe mit formschlüssigen Kupplungen zum wahlweisen Schal ten des Getriebes auf Vorwärtslauf oder Rückwärts lauf des Propellers, sowie mit einer Bremse, die auf eine drehbare, mit dem Propeller verbundene Welle einwirkt. Bei einem derartigen Schiffsantrieb ist es wünschbar, dass die Propellerwelle und das Getriebe annähernd stillstehen, wenn die Kupplungen geschal tet werden.
Um den Propeller in einer kurzen Zeitspanne zum Stillstand zu bringen, wird eine kräftige Bremse benötigt, die vorzugsweise durch einen Servomotor, z. B. mittels eines Druckübertragungsmediums, be trieben wird. Es ist jedoch unerwünscht, dass die Bremse mit demselben Druck über den ganzen Be reich der Propellerwellendrehzahl wirkt, d. h.
von der Normaldrehzahl bis zum Stillstand, insbesondere bei Propellern mit grossem Durchmesser und relativ kleiner Normaldrehzahl, da die Bremse einerseits stark genug sein muss, um das hohe Drehmoment zu vernichten, welches benötigt wird, um den Propeller zum Stehen zu bringen, während sich das Schiff mit relativ hoher Geschwindigkeit fortbewegt, und da anderseits ein derartiger Bremsvorgang unerwünscht hart ist, wenn die Bremse mit voller Kraft bei lang sam bewegtem Schiff und Propeller betätigt wird, z. B. beim Vorwärts- und Rückwärtsmanövrieren ; dies rührt davon her, dass das Propellerdrehmoment sich annähernd im Quadrat der Drehzahl ändert.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, diese Schwierigkeiten zu umgehen. Der erfindungsgemässe Schiffsantrieb ist gekennzeichnet durch Steuermittel, welche zumindest über einen Teil des Drehzahl bereichs der Propellerwelle den Bremsanlegedruck gemäss der bei der Betätigung der Bremse bestehen den anfänglichen Drehzahl der Propellerwelle bestim- men, derart, dass der Druck, mit dem die Bremse angelegt wird, bei höherer anfänglicher Drehzahl der Propellerwelle höher ist als bei niedrigerer anfäng licher Drehzahl,
und dass der Bremsdruck während der Dauer der Bremsung auf dem Anfangswert ge halten wird.
Der genannte Bremsanlegedruck, der zwangsläu fig von der Drehzahl der Propellerwelle abhängt, ist derjenige Druck, mit welchem die Bremse anfangs angelegt wird. Dieser Druck ist für verschiedene Propellerdrehzahlen verschieden ; sobald jedoch die Bremse einmal angelegt ist, bleibt der anfänglich an gelegte Bremsdruck praktisch konstant, und zwar so lange, wie die Bremsung der Propellerwelle er folgt.
Es können die Steuermittel für den Bremsanlege- druck in mindestens einem Teil des Drehzahl bereichs des Propellers, in welchem Teil die Bremse wirksam ist, derart wirken, dass ein Bremsanlege- druck entsteht, der mit der anfänglichen Drehzahl der Propellerwelle kontinuierlich abnimmt.
Vorzugsweise sind die Mittel zum Steuern des Bremsanlegedruckes derart ausgebildet, dass im obern Drehzahlbereich der Propellerwelle, in wel chem die Bremse wirksam ist, der Bremsanlegedruck einen annähernd konstanten, relativ hohen Wert und im untern Drehzahlbereich bis einschliesslich der Drehzahl Null der Propellerwelle, einen annähernd konstanten, niedrigeren Wert hat.
Es ist unwirtschaftlich, eine sehr kräftige Bremse zum Bremsen des Propellers im obersten Drehzahl bereich zu benützen, vielmehr ist es wünschbar (nachdem die Antriebsleistung der Antriebsmaschine auf Leerlaufleistung reduziert wurde), der Propel lerdrehzahl ohne Bremsen ein Absinken auf einen Wert zu ermöglichen, bei welchem eine Bremse von wirtschaftlicher Grösse erfolgreich angewandt wer- den kann. Es können daher Mittel vorgesehen wer den, welche das Anlegen der Bremse so lange ver hindern, wie die Drehzahl der Propellerwelle über einem bestimmten Wert liegt.
Im Gebiet der tiefern Drehzahlen, umfassend den Stillstand des Propellers, kann der Bremsanlegedruck annähernd konstant gehalten werden. Dies wird er reicht, wenn der Bremsanlegedruck verschiedene, an nähernd konstante Werte über verschiedene Propel- lerdrehzahlbereiche aufweist, wie dies vorstehend er wähnt ist. Dasselbe Resultat wird auch erreicht, wenn der Bremsanlegedruck kontinuierlich mit der Propellerdrehzahl über einen gewissen Bereich ab nimmt, und wenn unterhalb diesem Propellerdreh zahlbereich und auch bei stillstehendem Propeller der Bremsdruck einen konstanten Wert aufweist.
Um das Schalten der formschlüssigen Kupplun gen des Systems zu vereinfachen, sind vorzugsweise Rückdrehmittel vorgesehen, die auf die Eingangs welle des Getriebes einwirken. Derartige Rückdreh mittel werden vorzugsweise in Verbindung mit Vor wärts- und Rückwärtskupplungen mit flach enden den Klauen, wie diese in der britischen Patent schrift Nr. 762901 beschrieben sind, oder in Verbin dung mit Vor- und Rückwärtskupplungen mit zu sammenlaufenden Endflächen verwendet, wie diese normalerweise bei Selektiv-Kupplungs- und Zahn radsystemen Verwendung finden.
Die erwähnten Rückdrehmittel sind insbesondere nützlich, wenn die Antriebsmaschine ein wesentliches Leerlaufdrehmo- ment entwickelt und die Rückdrehmittel die jeweils eingerückte Kupplung entlasten, um dieser das Aus kuppeln zu ermöglichen, nachdem die Propellerwelle stillsteht, und auch die andere Kupplung in eine Stellung zu drehen, in welcher sie eingekuppelt wer den kann, im Falle, dass die nicht in Eingriffsstellung steht, wenn die Propellerwelle anhält.
Das Schalten der Rückdrehmittel wird vorzugs weise von der Propellerdrehzahl gesteuert, so dass die Rückdrehmittel nur wirken können, wenn die Propellerwelle annähernd stillsteht. Wo z. B. ein Ser vomotor, welcher die Propellerwellenbremse betätigt, durch den Druck eines Druckübertragungsmittels, welcher mittels einer Steuerpumpe erzeugt wird, ge steuert wird, kann dieser Druck zum Bestimmen des zeitlichen Ablaufs der Schaltung der Rückdrehmittel verwendet werden.
Die Propellerwellenbremse muss stark genug sein, um das durch die Schiffsgeschwindigkeit vom Wasser auf den Propeller ausgeübte Antriebsmoment nach dem Abstellen der Antriebsmaschine aufneh men zu können, während das Schiff mit relativ hoher Geschwindigkeit weiterfährt. Die Bremse muss auch kräftig genug sein, um das Trägheitsmoment z. B. der Turbine und des mit ihr gekuppelten Getriebes aufnehmen zu können, wie auch das Trägheitsmo- ment des Propellers und der Welle, so dass das Wel lensystem je nach der Geschwindigkeit z. B. in 5 bis 15 Sekunden zum Stillstand gebracht werden kann.
Wenn die Antriebsturbine eine Gasturbine ist, wel- che mittels eines Gases aus einem Gaserzeuger, bei spielsweise einem Freikolbengenerator, angetrieben wird, wobei das Gas normalerweise während der Leerlaufstellung der Turbine ins Freie abbläst, kann dieses Gas dazu dienen, die kinetische Energie der Turbine und des mit ihr verbundenen Wellensystems vorgängig und/oder, während die Propellerwellen bremse in Funktion ist, zu vernichten, so dass die Grösse der Wellenbremse verringert werden kann.
Die Turbine kann mit einem Bremsrad ausgerüstet sein, welches eine oder mehrere Schaufelreihen und Düsen besitzt, die die Drehbewegung der Turbine und des Wellensystems abbremsen, zusammen mit den Steuermitteln zum Zuführen von Druckübertra- gungsmedium. In diesem Falle wird also Gas vor und/oder während des Bremsvorganges der Propel lerwelle in das Bremsrad geleitet, sobald die An triebsleistung der Turbine reduziert ist. Das Brems rad der Turbine wird dabei vorzugsweise klein aus geführt, um die Ventilationsverluste während der normalen Arbeit der Turbine bezüglich der vollen Turbinenleistung klein zu halten.
Die Erfindung wird anschliessend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen be schrieben. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schiffsantriebes ; Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil des An triebes gemäss Fig. 1, mit dem Luftdrucksteuerven- til, dem Bremssteuerventil und dem Rückdrehkupp- lungssteuerventil ; Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Rückdreh reibungskupplung ;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil eines Luft drucksteuerventils, welches anstelle des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Luftdrucksteuerventils angeord net werden kann ; Fig. 5 Kurven, welche den Zusammenhang zwi schen Propellerwellendrehzahl und Bremsdruck bzw. zwischen Steuerpumpendrehzahl und Steuerpumpen druck anzeigen.
Der in den Fig. 1-3 dargestellte Schiffsantrieb weist eine Eingangswelle 1 auf, welche mittels einer Turbine (nicht dargestellt) nur in einer Richtung an getrieben wird, und zwar im Gegenuhrzeigersinn, von der linken Seite in Fig. 1 aus betrachtet. Die An triebsturbine ist eine getrennte Kraftturbine, welche an einen Druckgaserzeuger angeschlossen ist, bei spielsweise an einen Dampfkessel oder an einen turbinengetriebenen Kompressor oder einen Freikol- benkompressor.
Auf der Eingangswelle 1 sitzt ein erstes Reduk- tionsritzel 2, welches mit einem Zahnrad 3 auf einer vorwärtstreibenden Welle 4 in Eingriff steht. Auf dieser Welle ist ein zweites vorwärtstreibendes Ritzel 5 angeordnet. Das Zahnrad 3 steht mit einem Zahn rad 6 auf einer rückwärtstreibenden Welle 7 in Ein griff, auf welcher ein rückwärtstreibendes Ritzel 8 befestigt ist. Die vor- und rückwärtstreibenden Ritzel 5 und 8 stehen mit einem Ausgangszahnrad 9 auf einer Propellerwelle 10 in Eingriff.
Zwischen dem Zahnrad 3 und der Welle 4 befindet sich eine Vor wärtskupplung Cl (welche beispielsweise eine syn chrone Selbstschaltkupplung sein kann), welche im dargestellten Beispiel ein Klauenkupplungselement 11 auf dem Zahnrad 3 und ein mit diesem Element zusammenarbeitendes, axial verschiebbares Klauen kupplungselement 12, welches auf einer Schaftver längerung der Welle 4 angeordnet ist, aufweist. Zwi schen dem Zahnrad 6 und der Welle 7 befindet sich eine Rückwärtskupplung C, (welche ebenfalls eine synchrone Selbstschaltkupplung sein kann),
welche ein Klauenkupplungselement 11' am Zahnrad 6 und ein mit diesem zusammenarbeitendes, bewegliches Klauenkupplungselement 12' auf einer Verlängerung der Welle 7 trägt.
Die Kupplungselemente 12 und 12' besitzen eine ringförmige Vertiefung 21 bzw. 21', in welche Füh rungsstifte 22 bzw. 22' eingreifen, die am Feder gestänge A und B angeschlossen sind. Steuerstössel 23 und 23' dieser Federgestänge sind über Laschen mit einem Hebel 24 verbunden. Der Hebel 24 ist im Punkte 25 schwenkbar angeordnet und besitzt einen vorspringenden Teil 26 sowie einen Hand griff 27.
Der Hebel 24 kann mittels des Handgriffes 27 in drei verschiedene Stellungen geschaltet werden, nämlich in eine Vorwärts-, eine Neutral- und eine Rückwärtsstellung (Stellungen I, II und III in Fig.1). In der neutralen Stellung erfasst der vorspringende Teil 26 das verbreiterte Ende eines Kolbens 37, der in einem Zylinder 38 verschiebbar angeordnet ist und durch eine Druckfeder 39 nach aussen gedrückt wird.
Der Kolben 37 weist einen Teil 40 mit redu ziertem Durchmesser auf und bildet zusammen mit dem Zylinder 38 und der Feder 39 ein Umsteuer ventil, dessen Betriebsweise anschliessend erklärt wird.
Das eine Ende eines längsgeführten Stabes 50 ist im Punkt 51 drehbar an einen Turbinenbrennstoff steuerhebel 52 angeschlossen. Dieser Hebel 52 ist drehbar im Punkte 53 befestigt. Der Stab 50 liegt auf dem oberen Ende der Kolbenstange 54 eines Kolbens 55 auf, welcher in einem Zylinder 56 verschiebbar angeordnet ist. Der Stab 50 besitzt eine Ausnehmung 57, in welche das obere Ende der Kolbenstange 54 eingreifen kann, wenn der Brennstoffsteuerhebel 52 von der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stel lung in die mit gestrichelten Linien dargestellte Stel lung geschwenkt wird. Eine Druckfeder 58 drückt den Kolben 53 nach unten. Die Teile 54, 55, 56 und 58 bilden eine Verriegelungssteuerung, deren Betriebsweise anschliessend erklärt wird.
Wenn der Brennstoffsteuerhebel 52 in die Leerlaufstellung ge schwenkt wird, schaltet der Hebel 50 einen Steuer schalter 49 eines Verstellmotors 59 ein.
An der Welle 60 des Motors 59 ist eine Schnecke 61 befestigt, welche mit einem Schneckenrad 62 auf einer Welle 63 im Eingriff steht. Bei drehendem Motor 59 dreht das Schneckenrad 62 in umge- kehrter Richtung zur Normaldrehrichtung der Ein gangswelle 1. Dieser Mechanismus kann als Verstell antrieb für die Turbine dienen, z. B. zum thermi schen Ausgleich des Turbinenrotors, wenn dieser nach dem Betrieb heiss ist.
Zwischen der Welle 63 und der Eingangswelle 1 ist eine druckluftbetätigte Rückdrehreibungskupp- lung C3 angeordnet. Die Belieferung der Kupplung C3 mit Druckluft steht unter der Kontrolle eines Rei- bungskupplungssteuerventils V1 (Fig. 1), das, wie in Fig. 2 dargestellt, einen Kolben 65 umfasst, der in einem Zylinder 66 verschiebbar angeordnet ist, so wie eine in einem Zylinder 68 gleitbare Kolben stange 67,
wobei die Kolbenstange 67 einen Teil 69 mit verringertem Durchmesser aufweist. Zwischen der Kolbenstange 67 und dem Ende des Zylinders 68 ist eine Druckfeder 70 angeordnet.
Auf der Propellerwelle 10 ist ein Zahnrad 71 befestigt, welches mit einem Zahnrad 72 auf der Welle 73 einer Ölpumpe 74 im Eingriff steht. Die Ölpumpe 74 ist eine Radialkolbenpumpe, welche in beiden Drehrichtungen arbeitet und die Flüssigkeit aus einem Sumpf zieht. Das in die Pumpe 74 flies- sende Öl wird durch eine Leitung 75 gepresst, von welcher eine in den Sumpf zurückführende und eine Drosselstelle 77 aufweisende Leitung 76 abzweigt.
Von der Leitung 75 zweigt ebenfalls eine Leitung 78 ab, die zu einem überdruckventil führt. Dieses um fasst einen federgesteuerten Kolben 79, welcher auf einen zu hohen Druck in der Leitung 75 anspricht und das Öl aus der Leitung 75 über eine Leitung 80 in den Sumpf zurückführt.
Die Leitung 75 führt zu einer Leitung 81 und diese zu einem Druckluftsteuerventil V2, welches, wie in Fig. 2 dargestellt ist, ein Ventilelement 13 um- fasst, das an einer Membrane 14 befestigt ist und durch eine Feder 15 auf seinen Sitz gedrückt wird. Die Leitung 75 führt auch zu einer Leitung 83 und von dort zu den Leitungen 84 und 85.
Die Leitung 84 ist mit dem Zylinder 66 des Reibungskupplungs- steuerventils V1 verbunden, und die Leitung 85 führt zum Zylinder 86 eines Propellerwellenbremssteuer- ventils V2, das, wie in Fig. 2 gezeigt ist, einen Kol ben 87 umfasst, der im Zylinder 86 verschiebbar an geordnet ist, sowie eine in einem Zylinder 89 ver schiebbare Kolbenstange 88. Die Kolbenstange 88 weist einen Teil 90 auf, welcher einen geringere Durchmesser besitzt. Eine Druckfeder 91 ist zwi schen der Kolbenstange 88 und dem geschlossenen Ende des Zylinders 89 angeordnet.
Vom Zylinder 89 führt eine Leitung 92 zu einem Öldruckverstär- ker 93, welcher aus einem Vorratsbehälter 94 mit Öl gespiesen wird. Der Verstärker 93 besitzt einen Kolben 16, welcher beweglich in einem Zylinder 17 angeordnet ist, und einen Plunger 18, der in einem Zylinder 19 verschiebbar ist. Der Zylinder 19 wird mit Öl aus dem Vorratsbehälter 94 über ein Rück schlagventil 20 versorgt.
Das Drucköl aus dem Ver stärker 93 wird durch Leitungen 95 zu Zylindern 96 der Propellerwellenbremse geführt, welche als schwere Scheibenbremse ausgeführt ist. Der durch die Zylin der 96 auf Bremsklötze 97 wirkende Druck drückt diese gegen eine Scheibe 98, welche auf der Aus gangswelle 10 befestigt ist. Die Zylinder 96, die Bremsklötze 97 und die Scheibe 98 bilden die Aus gangswellenbremse.
Das Umsteuerventil 37-40 ist über eine Luftlei tung 100 mit einer Druckluftquelle verbunden (nicht dargestellt) und über Luftleitungen 101 und 102 mit dem Zylinder 56 der Verriegelungssteuerung 54-58, mit einer Luftleitung<B>103</B> und über eine Leitung 104 mit dem Reibungskupplungssteuerventil V1, und über eine Leitung 105 mit dem Propellerbremssteuer- ventil V..
In Fig. 1 ist der Antrieb in der Stellung darge stellt, in welcher der Propeller rückwärtsgetrieben wird, und zwar über die Eingangswelle 1, das Ritzel 2, das Zahnrad 3, das Zahnrad 6, die Kupplung C#, die Welle 7, das Ritzel 8, das Ausgangszahnrad 9 und die Propellerwelle 10. Der Turbinenbrennstoff steuerhebel 52 ist in seiner Linksstellung voll ausge zogen dargestellt. Diese Stellung entspricht der Voll- last der Turbine. Der Handgriff 27 des Hebels 24 befindet sich in der Rückwärtsstellung III.
Während des Rückwärtsantriebs sperrt der Kol ben 37 des Umsteuerventils 37-40 die Leitung 100, so dass das Ventil V1 über die Leitung 104 bzw. das Ventil V., über die Leitung 103 bzw. das Ventil V, über die Leitung 105 bzw. der Zylinder 56 der Verriegelungssteuerung über die Leitung 102 nicht mit Druckluft versorgt werden. Die Leitungen 104 und 105 sind zusätzlich durch die Kolbenstangen 67 und 88 abgesperrt, welche unter dem Druck des Öls aus der Steuerpumpe 74 in den Leitungen 75, 83, 84 und 85 nach links respektive rechts geschoben sind.
Die Kupplung C3 ist daher ausgerückt und die Aus gangswellenbremse 96-98 gelöst. Die Vorwärtskupp lung C, befindet sich in ausgerückter Stellung. Der Schalter 49 ist ausgeschaltet, so dass der rückdre- hende Verstellmotor 59 abgeschaltet ist.
Die Reihenfolge der vorzunehmenden Schaltun gen beim Umschalten vom Rückwärtsantrieb zum Vorwärtsantrieb ist die folgende Der Turbinenbrennstoffsteuerhebel 52 wird in die mit gestrichelten Linien dargestellte Stellung ge schoben, welche der Leerlaufstellung der Gastur bine entspricht. Nachdem die Gasturbine abgeschal tet ist, beginnen die Geschwindigkeit des Schiffes und die Drehzahl der Propellerwelle 10 sofort abzusin ken. Während der Bewegung des Hebels 52 in Leer laufstellung betätigt der Steuerstab 50 den Schalter 49 und setzt den Rückwärtsverstellmotor 59 unter Strom.
Der Steuerhandgriff 27 wird dann in die neutrale Stellung IL geschoben, wobei er das Federgestänge B zusammendrückt und versucht, das Kupplungsele ment 12' auszurücken. Der vorstehende Teil 26 be tätigt ebenfalls das Ventil 37-40, wodurch Druckluft von der Versorgung (nicht dargestellt) über die Lei tung 100 zu den Leitungen 101-105 geführt wird. Dagegen ist keine Bewegung des Kupplungselementes 12' möglich, solange das Antriebsmoment über die Kupplung C., diese in eingerücktem Zustande hält.
Die Zufuhr von Druckluft zur Leitung 102 be wirkt, dass die Unterseite des Kolbens 55 mit Press- luft beaufschlagt wird, der Kolben 55 des Zylinders 56 angehoben und das obere Ende der Kolbenstange 54 in die Ausnehmung 57 der Stange 50 eintritt, wo mit der Brennstoffsteuerhebel 52 in der Leerlauf stellung festgehalten wird. Die Zufuhr von Druckluft zur Leitung 104 wirkt sich nicht sofort aus, so dass die Kupplung C.,, noch nicht einrücken kann.
Die Zufuhr von Druckluft zur Leitung 105 wirkt sich ebenfalls nicht sofort aus, so dass auch die Aus gangswellenbremse 96-98 vorläufig in gelöstem Zu stand bleibt. Die Abnahme der Schiffsgeschwindigkeit und der dadurch bedingte umgekehrte Kraftfluss durch die Rückwärtskupplung C@ ermöglicht es dem Kupp lungselement 12', unter dem Druck des Federgestän ges B nach links zu gleiten und hierbei das Tur binenwellensystem vom Propellerwellensystem zu trennen, was nötig ist, bevor die Vorwärtskupplung Cl eingeschaltet werden kann.
Solange sich die Propellerdrehzahl über einem vorbestimmten Wert befindet, welcher beispiels weise 60 % der Maximaldrehzahl betragen kann, ist der durch die Pumpe 74 in den Leitungen 84 und 85 erzeugte Öldruck hoch genug, um die Ventile V1 und V#, geschlossen zu halten. Derselbe Druck in der Leitung 81 wirkt auf das Ventil V. und bedingt die Aufrechterhaltung des hohen Luftdruckes in den Leitungen<B>101</B> und 103. Das von der Pumpe 74 an gelieferte Öl fliesst durch die Leitung 76 und die Drosselstelle 77 in den Sumpf zurück. Mit fallender Propellerdrehzahl geht auch der Druck des durch die Pumpe 74 geförderten Öls zurück.
Wenn die Propel lerdrehzahl den vorbestimmten Wert von z. B. 60 % der Maximaldrehzahl erreicht hat, so ist derÖldruck in der Leitung 85 auf einen Wert abgesunken, bei wel chem das Steuerventil V3 sich unter dem Druck der Feder 91 öffnet. Die Feder 91 verschiebt die Kol benstange 88 nach links und bringt damit den Teil 90 mit reduziertem Durchmesser in eine Stellung, in welcher die Verbindung zwischen den Leitungen 105 und 92 hergestellt ist. Dann wirkt die Druckluft aus der Leitung 105 auf den Verstärker 93 und ver- anlasst ihn, Hochdrucköl zu den Zylindern 96 der Wellenbremse zu liefern, um die Verzögerung des Propellers, des Getriebes und der Gasturbine fortzu setzen.
Dank dem grossen Durchmesser des Kolbens 65 des Ventils V1 im Vergleich mit demjenigen des Kolbens 87 ist der reduzierte Öldruck in der Leitung 84 immer noch hoch genug, um das Ventil V1 ge schlossen zu halten, so dass die Rückdrehkupplung C.; in ausgerücktem Zustand bleibt.
Wenn die Propellerdrehzahl fällt, so fällt nach und nach der Druck in der Leitung 81 des von der Ölpumpe 74 angespiesenen Öls und auf Grund des Ansprechens des Ventils V2 nimmt der Luftdruck in den Leitungen 103, 104 und 105 progressiv ab. Die Abnahme des Drucks in der Leitung 105 hat eine proportionale Abnahme des Öldrucks in den Leitun gen 95, welche die Propellerwellenbremse betätigen, zur Folge. Wenn die Propellerwellendrehzahl an nähernd Null ist, so ist der Öldruck in der .Leitung 81 ebenfalls annähernd auf Null abgesunken.
Da gegen herrscht dank des Druckes der Feder 15 in den Leitungen 103, 104 und 105 noch ein Druck, wobei der Druck in letzterer bewirkt, dass die Wel lenbremse weiterhin in Funktion bleibt.
Das Reibungskupplungssteuerventil V1 bleibt unter der Wirkung des Druckes der Leitung 84 ge schlossen, bis zum Moment, wo die Propellerdrehung annähernd aufhört und der Pumpensteuerdruck in der Leitung 84 annähernd auf Null abgesunken ist, worauf das Steuerventil V1 durch die Feder 70 ge öffnet wird und dadurch Pressluft von der Leitung 104 über Leitung 104' in die Rückdrehkupplung 64 gelangt, wobei die langsam rotierende Welle 63 mit der Eingangswelle 1 gekuppelt und der Turbinen rotor zum Zwecke des Temperaturausgleichs rück wärtsgedreht wird.
Wenn die Eingangswelle 1 rückwärtsgetrieben wird, drehen die Zahnräder 3 und 6 ebenfalls rück wärts. Wenn bis dahin die Rückwärtskupplung C2 weiterhin durch ein Antriebsmoment eingerückt ge blieben ist, so wird nun das Rückwärtsdrehen des Zahnrades 6 das Drehmoment auf dem Kupplungs element 12' umkehren, so dass dieses durch das Federgestänge B in die ausgerückte Stellung gescho ben werden kann.
Der Steuerhandgriff 27 wird nun aus der neu tralen in die Vorwärtsstellung I geschwenkt, wobei das Kupplungselement 12 über das Federgestänge A in Eingriff mit dem Kupplungselement 11 gebracht wird, welches langsam rückwärts dreht. Dabei wird auch der vorspringende Teil 26 vom Kolben 37 weg bewegt, welcher unter dem Druck der Feder 39 ver schoben wird und die Luftleitungen 101-105 mit dem Auslass verbindet, worauf der auf die Bremse 96-98 und auf die Rückwärtsdrehkupplung C3 wirkende Druck progressiv auf Null absinken wird, wobei die Luft durch eine Drosselstelle 99 und beim verjüngten Teil 40 des Kolbens 37 durchgeht.
Das Absinken des Druckes in der Leitung 101 bewirkt ein Absin ken des Druckes im Zylinder 56, so dass der Kolben 55 sich unter dem Druck der Feder 58 nach unten bewegt und hierbei die Stange 54 aus der Ausneh- mung 57 herauszieht, wobei der Brennstoffsteuer hebel 52 frei wird und nun in die Turbinenvollast- stellung geschwenkt werden kann, welche in ausge zogenen Linien dargestellt ist. Die Bewegung des Hebels 52 erlaubt dem Schalter 49 in seine ausge schaltete Stellung zu gleiten, in welcher der Verstell motor 59 stromlos ist.
Die Wiederaufnahme des von der Turbine abgegebenen Moments bewirkt, dass die Eingangswelle 1 in der Normalrichtung zu drehen beginnt, wobei die Propellerwelle 10 über die Vor wärtskupplung Cl in Vorwärtsrichtung angetrieben wird.
Die Reihenfolge der Schaltungen zum Wechsel vom Vorwärtsantrieb zum Rückwärtsantrieb erfolgt in ähnlicher Weise wie vorgängig beschrieben.
Eine andere Ausführung des Luftdruck-Steuer- ventils ist in Fig. 4 dargestellt und mit V4 bezeich net. Während das in Fig. 2 dargestellte Ventil V2 einen progressiv abnehmenden Luftdruck in den Leitungen 103, 104, 105 entsprechend der progres siven Abnahme des Öldruckes in der Leitung 81 und daher einen progressiv abnehmenden Bremsdruck erzeugt, ergibt das Ventil V4 (Fig. 4) einen in Stufen verlaufenden, abnehmenden Luftdruck in den Lei tungen 103, 104 und 105 in Abhängigkeit der pro gressiven Abnahme des -öldruckes in der Leitung 81 und daher einen stufenweise abnehmenden Brems druck.
Das in Fig. 4 dargestellte Ventil besitzt einen Ventilkolben <B>106</B> in einem Zylinder 107 mit einer Feder 108, welche den Ventilkolben 106 nach rechts entgegen dem Druck der Ölpumpe 74 drückt, wel cher Druck über die Leitung 81 auf eine Membrane <B>106'</B> wirkt.
Eine Lufteinlassöffnung 109 ist mit der Leitung 103 verbunden und eine Luftauslassöffnung 110 über eine Drosselstelle 111 mit einer Auslass leitung<B>1</B>12, wobei die Drosselstelle 111 vorzugsweise eine ähnliche Grösse wie die Drosselstelle 99 be sitzt, durch welche die Leitung 103 mit der Leitung 101 verbunden ist.
Wenn der Propeller mit hoher Drehzahl dreht, so ist der durch die Ölpumpe 74 in den Leitungen 75, 83 und 85 erzeugte Öldruck hoch genug, um das Steuerventil V3 zu schliessen und damit das Anspre chen der Bremse 96, 97 und 98 über den Verstärker 93 und die Leitung 95 zu verhüten.
Wenn die Pro pellerdrehzahl auf annähernd 60 % der Maximal drehzahl abgesunken ist, so wird das Ventil V3 von der Feder 91 geöffnet und die Bremse mit Hoch- drucköl vom Verstärker 93 mit einem Druck, wel cher proportional dem vollen Luftdruck in der Lei tung 105 ist, beaufschlagt. Wenn die Propellerdreh zahl abnimmt, so fällt der Öldruck des Öls aus der Pumpe 74 in der Leitung 81 ab, und die Feder 108 schiebt den Ventilkolben 106 in progressiver Weise nach rechts bis zu dem Punkt, bei welchem die Pro pellerdrehzahl auf ungefähr 30 % abgesunken ist.
In diesem Moment gibt der Ventilkolben 106 die Lufteinlassöffnung 109 zu der Auslassöffnung 110 hin frei, so dass der Luftdruck in der Leitung 103 auf einen tiefem Wert absinkt, entsprechend der Grösse der Drosselstellen 99 und 111, welche hin tereinandergeschaltet sind, wodurch ein entsprechen des Absinken des Druckes auf Grund des Verstär kers 93 in der Leitung 95 entsteht, welcher Druck für die Betätigung der Propellerwellenbremse mass- gebend ist.
Die Rückdrehkupplung C3 (Fig. 3) umfasst ein mit der Welle 63 verbundenes Gehäuse 114, welches mit dem Schneckenrad 62 eine Kammer 115 festlegt, in welche die vom Kupplungssteuerventil V, kom mende Leitung 104' führt. Das Gehäuse 114 ist mit einer Platte 116 verbunden, die drehbar auf einer Hülse 117 gelagert ist. Die Hülse 117 ist mittels einer Rillenverzahnung mit der Eingangswelle 1 verzahnt. Die Hülse<B>117</B> trägt eine Kupplungsplatte 118, die beidseits mit Bremsbelägen versehen ist.
Eine axial verschiebbar angeordnete ringförnüge Druckplatte 119 ist zwischen der Kupplungsplatte 118 und einem ringförmigen Balg 120 aus flexiblem Material ange ordnet, in welchen eine Luftleitung 121 aus der Kam mer 115 führt. Dieser Balg 120 kann aufgeblasen werden oder zusammenfallen, so dass die Rückdreh kupplung G3 ein- oder ausgekuppelt ist, je nachdem, ob das Steuerventil V, Druckluft in die Leitung 104' liefert oder diese Luft abbläst.
In Fig. 5 zeigt das obere Diagramm die Bezie hungen zwischen der Pumpendrehzahl als Abszisse und dem Pumpendruck A in den Leitungen 75, 81, 83, 84 und 85 als Ordinate, welcher Druck auf das Luftdrucksteuerventil V.., oder V.1 wirkt.
Im untern Diagramm der Fig. 5 ist der auf die Wellenbremse wirkende Druck B bzw. D (Ordinate) in Funktion der Drehzahl der Propellerwelle 10 (Ab szisse) aufgetragen. Die Kurve B wird mit Hilfe des Luftdrucksteuerventils V., erhalten, welches in Fig. 1 dargestellt ist.
Im Gebiet der Propellerdrehzahl zwi schen Maximaldrehzahl und 60 % hält der Druck in der Leitung 85 den Kolben 87 des Bremssteuerven- tils V; in einer Stellung, in welcher zwischen den Leitungen 105 und 92 keine Verbindung besteht und daher der Verstärker 93 in den Leitungen 95 keinen Druck erzeugt, so dass die Bremsflüssigkeit nicht unter Druck steht.
Nach Absinken der Propeller drehzahl auf 60 % des Maximalwertes ist der Flüs sigkeitsdruck in der Leitung 85 auf einen Wert ab gesunken, bei welchem die Feder 91 den Kolben 87 und die Kolbenstange 90 nach links verschiebt und damit die Leitungen 105 und 92 verbunden werden, so dass der Verstärker mit unter hohem Druck ste hender Druckluft beaufschlagt wird. Dieser Luft druck ist abhängig von der Membran 14, der Feder 15 und dem relativ hohen Öldruck entsprechend dem Punkt B' auf der Kurve B.
Mit sinkender Propeller drehzahl sinkt der Druck in der Leitung 81 entspre chend der Kurve A, so dass der Druck auf die Mem brane 14 zum Ventilelement 13 abnimmt und damit die auf das Ventilelement 13 wirkende Kraft, welche dieses auf seinen Sitz drückt, sowie der Druck in den Leitungen 103 und 105. Der abnehmende Luftdruck am Verstärker 93 bewirkt einen entsprechend ab nehmenden Bremsanlegedruck, bis bei stillstehendem Propeller der Bremsanlegedruck auf einen Wert ab gesunken ist, welcher dem Punkt B" entspricht.
Die ser Druck resultiert aus dem Druck der Feder 15 allein, da der Pumpendruck in der Leitung 81 nun verschwunden ist.
Demnach ist der Bremsanlegedruck im Bereich der Propellerwellendrehzahl zwischen voller Dreh zahl (100 Prozent) und 60 Prozent der vollen Dreh- zahl gleich Null. Zwischen 60 Prozent der vollen Drehzahl (Punkt B') bis herab zur Drehzahl Null der Propellerwelle hat der Druck, mit welchem die Bremse angelegt wird und der während des Brems vorganges aufrecht erhalten wird, für jeden Wert der Propellerwellendrehzahl, bei welchem die Bremse an gelegt wird, einen unterschiedlichen Wert.
Es sei dar auf hingewiesen, dass, wenn die Bremse einmal mit einem von der Propellerwellendrehzahl in diesem Zeitpunkt abhängigen Druck angelegt worden ist, der Bremsdruck sich - jedenfalls bis zum Lösen der Bremse - nicht mehr ändert ; durch die Kurve B wird also nicht angegeben, dass der Bremsdruck mit abnehmender Drehzahl der Propellerwelle fällt ; sie zeigt vielmehr an, dass der Druck, mit welchem die Bremse angelegt wird und welcher bis zum Lösen der Bremse aufrecht erhalten wird, für jeden Wert der Propellerwellendrehzahl, bei welchem die Bremse an gelegt wird, innerhalb des Bereiches von 60 Prozent der vollen Drehzahl der Propellerwelle bis herab zu Null verschieden ist.
Die Kurve D der Fig. 5 zeigt die Änderung des Bremsdruckes mit ändernder Propellerdrehzahl, wenn anstelle des Ventils Vgemäss Fig. 1 ein Luft drucksteuerventil V, gemäss Fig. 4 verwendet wird.
In diesem Falle ist wiederum kein Bremsdruck vorhanden, bis die Propellerdrehzahl auf 60 % der vollen Drehzahl abgesunken ist, worauf das Brems drucksteuerventil V" in Funktion tritt und einen re lativ hohen Druck auf den Verstärker 93 wirken lässt. Die Ausgangswellenbremse wird dann durch einen Bremsdruck betätigt, welcher durch einen Punkt D' dargestellt wird. Dieser Druck wirkt weiter hin auf die Bremse, bis die Propellergeschwindigkeit auf annähernd 30 % abgesunken ist, worauf der Bremsdruck auf einen Wert D" abfällt, unter wel chem Druck die Bremse bleibt, bis der Propeller still steht.
Demnach zeigt die Kurve D an, dass im Bereich der Propellerwellendrehzahl bis herab zu 60 Prozent der vollen Drehzahl der Propellerwelle der Brems anlegedruck Null ist. Für jeden Wert der Propeller wellendrehzahl zwischen 60 und 30 Prozent der vol len Drehzahl wird durch die Bremse der gleiche Druck ausgeübt, mit welchem die Bremse anfangs angelegt worden ist, und dieser Druck wird bis zum Lösen der Bremse aufrecht erhalten ; für jeden Wert der Propellerwellendrehzahl zwischen 30 Prozent der vollen Drehzahl und Null ist der Druck, mit wel chem die Bremse anfangs angelegt wird und welcher bis zum Lösen der Bremse aufrecht erhalten wird, der gleiche ;
jedoch ist in diesem Bereich der Pro pellerwellendrehzahl der anfangs angelegte und auf recht erhaltene Bremsdruck verschieden von dem Druck, der im Bereich von 60 bis 30 Prozent der Propellerwellendrehzahl angelegt und aufrecht er halten wird. Es sei auch hier bemerkt, dass, wenn die Bremse einmal angelegt ist, der Bremsdruck bis zum Lösen der Bremse sich nicht mehr ändert ;
die Kurve D besagt also nicht, dass der Bremsdruck beim Fallen der Propellerwellendrehzahl abnimmt, sondern sie zeigt an, dass im Bereich der Propeller wellendrehzahlen zwischen 60 und 30 Prozent der vollen Geschwindigkeit der Druck, mit welchem die Bremse angelegt wird und der aufrechterhalten wird, für jede Propellerwellendrehzahl den verhältnismässig hohen Wert hat, und dass für den Bereich der Pro pellerwellendrehzahl von 30 Prozent der vollen Dreh zahl bis herab zu Null der Druck, mit welchem die Bremse angelegt wird und welcher aufrechterhalten wird, für jede Drehzahl den gleichen relativ niedrigen Wert hat.