Umsteuerbarer Antrieb Die Erfindung betrifft einen Antrieb, der als Antriebsmachine eine Turbine aufweist und ermög licht, die Drehrichtung der Abtriebswelle über ein Getriebe umzusteuern. Derartige Antriebe sind be sonders für Schiffe vorteilhaft, doch kann die Erfin dung mit den gleichen Vorteilen auch für andere Zwecke verwendet werden, sofern ähnliche Bedin gungen vorliegen.
Der umsteuerbare Antrieb gemäss der Erfindung weist zwei miteinander kämmende Zahnräder auf, von denen das eine auf Antrieb mit einer Turbine gekuppelt ist, ferner zwei Ritzel, die mit einem ge meinsamen Zahnrad kämmen, das mit einer Ab triebswelle verbunden ist, zwei Schaltkupplungen, die je ein treibendes und ein getriebenes Glied auf weisen, das mit einem der Zahnräder, bzw.
einem der Ritzel gekuppelt ist, eine Schaltvorrichtung zum wahlweisen Einrücken des treibenden und des ge triebenen Gliedes einer der Kupplungen und zum Ausrücken der Glieder der anderen Kupplung zwecks Umsteuerung der Drehrichtung des gemeinsamen Zahnrades, eine der Abtriebswelle zugeordnete Bremse, die mit der Schaltvorrichtung verbunden ist und auf die Welle ein Bremsmoment ausüben kann, und eine Sicherheitsvorrichtung, die der Ab triebswelle und der Schaltvorrichtung zugeordnet ist und gewährleistet, dass die Kupplungen nur bei ge bremster stillstehender Abtriebswelle ein- und aus gerückt werden können.
Wenn die Dampf- oder Gaszufuhr zu der An triebsturbine nicht vollkommen abgesperrt werden kann, ist zwischen der Turbine und der gebremsten Abtriebswelle ein Restdrehmoment vorhanden, das einem Ausrücken der Kupplung entgegenwirkt. Unter solchen Umständen ist es vorteilhaft, der von der Turbine getriebenen Antriebswelle eine Hilfs- bzw. Haltebremse zuzuordnen und dafür zu sorgen, dass diese Welle mittels der Hilfsbremse rückwärts ge dreht werden kann, um das Restdrehmoment auf zunehmen und ein leichtes Ausrücken der einge rückten Kupplung zu gestatten.
Vorteilhaerweise kann. diese Hilfsbremse die Antriebsturbine halten, wenn sich die beiden Kupp lungen in einer neutralen Stellung befinden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Ritzel auf Hohlwellen an geordnet und frei auf Wellen drehbar, die mit den Wellen der miteinander kämmenden Zahnräder ge kuppelt sind oder Fortsätze dieser Welle bilden. Die Kupplungen sind hierbei auf der von den Zahn rädern abgewandten Seite der Ritzel angeordnet und zwar sind die getriebenen Kupplungsglieder auf den Hohlwellen und die treibenden Glieder auf den Zahn radwellen angeordnet.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen an einem Beispiel be schrieben. Darin zeigt Fig. 1 schematisch in der Draufsicht und Fig. 2 ebenfalls schematisch in einer Stirnansicht nach der Linie A-A der Fig. 1 eine für Schiffsantriebe geeignete Anordnung. In den Zeichnungen sind die verschiedenen Elemente so dargestellt, wie es für den Antrieb einer linksgän gigen Schraube für Rückwärtsfahrt erforderlich ist.
Die Drehrichtungen der bei Vorwärtsfahrt in Betrieb stehenden Wellen und Räder sind mit ausgezogenen Pfeilen dargestellt, während die strichlinierten Pfeile die Drehrichtungen der Elemente bei Rückwärtsfahrt angeben.
Mit 1 ist eine Gasturbine bezeichnet, die mit einem Zahnrad 2 gekuppelt ist, das mit einem Zahn rad 3 kämmt, das den gleichen Durchmesser hat und in entgegengesetztem Sinn umläuft. Die Räder 2, 3 sind mit Wellen 4 gekuppelt, die Hohlwellen 5 durchsetzen, welche Ritzel 6, 7 tragen, die beide mit einem Zwischenrad 8 kämmen. Die Ritzel 6, 7 sind gegenüber den Wellen 4 frei drehbar. Das Zahnrad 8 ist mit einem Hauptritzel 9 vereinigt oder ge kuppelt, das mit einem Langsamrad 10 kämmt, wel ches auf einer Abtriebs- bzw. Schraubenwelle 11 auf gekeilt ist.
Das rechte Ende jeder der Wellen 4 ist mit den treibenden Gliedern der Schaltkupplungen 12, 13 verbunden, deren getriebene Glieder mit den Hohl wellen 5 verbunden sind. Diese Schaltkupplungen sind für direkte Betätigung eingerichtet und in der bevorzugten Ausführungsform gemäss dem schwei zerischen Patent Nr. 363526 ausgebildet. Diese Konstruktion besitzt zwei getrennte, mit Zähnen versehene Glieder, die durch Axialverschiebung längs geraden Keilnuten ihres Trägers. mit einem axial fest gelegten dritten Glied in und ausser Eingriff gebracht werden können.
In den beiden verschiebbaren Glie dern fehlt jeder zweite Zahn und sie sind um eine halbe Zahnteilung im Winkel gegeneinander ver setzt, so dass, axial gesehen, die Zähne eines Gliedes zwischen denen des anderen Gliedes liegen. In dem festgelegten Glied fehlt ebenfalls jeder zweite Zahn, so dass das eine oder andere der verschiebbaren Glieder in jeder beliebigen gegenseitigen Stellung des feststehenden und der verschiebbaren Glieder ein gerückt werden kann.
Wenn eines der verschieb baren Glieder eingerückt ist und eine Drehung er folgt, berühren die Zähne dieses Gliedes und des festgelegten Gliedes einander, worauf das andere verschiebbare Glied eintreten kann, so dass die einge rückte Kupplung nur einen kleinen oder gar keinen Totgang hat.
Die Kupplungen 12, 13 sind so miteinander ver bunden, dass jeweils nur eine von ihnen eingerückt sein kann. Zum Schalten der Kupplungen ist eine Vorrichtung vorgesehen, die einen Handhebel 15 aufweist, der zwischen der Stellung F für Vorwärts fahrt, der neutralen Stellung N und der Stellung R für Rückwärtsfahrt beweglich ist. über ein sche matisch bei 17 angedeutetes Gestänge steht der Hebel 15 mit einer Scheibenbremse 14 in Wirkungs verbindung, mit der die Welle 11 angehalten und zum Stehen gebracht werden kann.
Die Bremse 14 kann an jeder geeigneten Stelle der Abtriebswelle angeordnet sein und ist so dimensioniert, dass sie dem ganzen Beharrungsvermögen des umlaufenden Systems gewachsen ist. Je nach der Grösse der er forderlichen Bremsmomente können eine oder meh rere Bremsen verwendet werden. Die Schaltvorrich tung für die Kupplungen ist mit der Welle 11 ferner über eine Sicherheitsvorrichtung 16 bekannter Art verbunden, die eine volle Betätigung des Schaltge stänges und damit ein Einrücken der jeweiligen Kupplung vor dem Stillstand der Welle verhindert.
Ein Drosselventil 18 für die Gaszuführung zu der Turbine wird von dem Hebel 15 über ein ge eignetes Gestänge 19 gesteuert, das ausserdem eine der Turbinenwelle zugeordnete Hilfsbremse 20 steuert.
Da die Zahnräder 2, 3 ständig miteinander kämmen, drehen sie sich in einander entgegenge setzten Richtungen. Durch Einrücken der Kupplung 12 oder 13 kann daher das Ritzel 6 bzw. 7 veran- lasst werden, das Rad 8 und damit die Abtriebs welle in der gewünschten Richtung zu drehen.
Wenn bei Rückwärtsfahrt des Schiffes, wobei sich die verschiedenen Elemente in den dargestellten Stellungen befinden und das Rad 3 und das Ritzel 7 leerlaufen, eine Umsteuerung auf Vorwärtsfahrt er wünscht ist, bewegt man den Schalthebel 15 von der Stellung R für Rückwärtsfahrt in die Stellung F für Vorwärtsfahrt. Dadurch werden folgende Vor gänge ausgelöst 1. Der Gaserzeuger und damit die Energiezufuhr zur Gasturbine 1 werden auf Leerlauf gedrosselt. 2. Die Scheibenbremse 14 für die Schrauben welle wird betätigt, so dass die Schraubenwelle 11 und die Antriebsturbine 1 zum Stillstand kommen ; wenn die Wellen zum Stillstand gekommen sind, wird die Hilfsbremse 20 betätigt.
3. Wenn der Umlauf der Schraube vollständig zum Stehen gekommen ist, gestattet die Sicherheits vorrichtung 16 das Ausrücken der Kupplung 12 für Rückwärtsfahrt und das Einrücken der Kupplung 13 für Vorwärtsfahrt. Darauf wird die Hilfsbremse 20 gelüftet.
4. Danach wird die Scheibenbremse der Schrau benwelle gelüftet, so dass diese frei drehbar ist.
5. Das Drosselventil des Gaserzeugers wird ge öffnet, so dass die Gasturbine mit Energie gespeist wird und über die Kupplung 13 und das Ritzel 7 die Schraube in der Richtung für Vorwärtsfahrt dreht, während das Ritzel 6 jetzt leerläuft.
Zum Zurückschalten auf Rückwärtsfahrt wird die gleiche Vorgangsfolge durchgeführt, nur dass beim Vorgang 3 die Kupplung 13 für Vorwärtsfahrt aus- und die Kupplung 12 für Rückwärtsfahrt ein gerückt wird.
Die Erfindung bietet u. a. die Vorteile einer ein fachen Anordnung, welche die Steuerung der Schiffs manöver mit einem einzigen Schalthebel gestattet, ferner eines geringen Raumbedarfs und Gesamt gewichts, niedriger Anschaffungskosten und ein facher Wartung. Wie bereits erwähnt ist die Erfin dung jedoch nicht auf den Schiffsantrieb beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind Konstruktionsände rungen möglich; beispielsweise braucht die Bremse 14 keine Scheibenbremse zu sein.
Durch die dargestellte Anordnung wird die An zahI der leerlaufenden Teile bei Vorwärtsfahrt her abgesetzt, da der Antrieb bei Vorwärtsfahrt über die Zahnräder 2 und 3 und das Ritzel 7 erfolgt, sodass nur das Ritzel 6 leerläuft. Dies ist beim Schiffsantrieb wünschenswert, da das Schiff während des grössten Teiles seiner Fahrzeit vorwärts fährt.
Bei einer Doppelschraubenanordnung können die Turbinen und Zahnräder einander ähnlich ange- ordnet werden, wobei die entgegengesetzte Dreh richtung der Schrauben durch die Schaltung von Kupplungen herbeigeführt wird.
Man kann für den Hebel 15 auch eine dauernde neutrale Stellung vorsehen, in der beide Kupplun gen ausgerückt sind. Dies gestattet das. Drehen der Antriebsturbine 1 durch eine Drehvorrichtung in bekannter Weise zur Gewährleistung einer einheit lichen Läufertemperatur ohne Drehung der Schraube. Die Verwendung der Hilfsbremse an der Turbinen welle gewährleistet ferner, dass beim Durchgang durch die neutrale Stellung während der Umschal tung von einer Richtung auf die andere keine Be wegung der Zahnräder stattfindet.
Bei Anwendung der Erfindung braucht bei dampfgetriebenen Schiffen anstelle der üblicherweise vorhandenen zwei Turbinen für Vor- bzw. Rück wärtsfahrt nur eine einzige Turbine vorgesehen zu werden.