CH414291A - Antriebsanordnung - Google Patents

Description

      Antriebsanordnung       Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebs  anordnung mit     Manövrierfähigkeit    in     ider    einen oder  anderen von zwei Richtungen über eine     End-An-          triebswelle    und     zusätzlich    mit einem     Direktantrieb     in einer von diesen beiden Richtungen.  



  Es sind     Antriebsanordnungen    bekannt, die Wende  antriebe für die eine oder andere Antriebsrichtung  nebst einem Direktantrieb aufweisen,     mit    manuell       betätigbaren    Kupplungen zum     Auswählen    des ge  wünschten     L7bertragungsweges.    Die vorliegende Er  findung bezweckt nun die Schaffung einer verbesser  ten Antriebsanordnung     mit    automatischen Kupplun  gen, mittels welchen der Direktantrieb     ohne    Abstop  pen der     End-Antriebswelle    oder Hauptwelle vorge  wählt und aufgeschaltet werden kann.  



       Die        erfindungsgemässe    Antriebsanordnung mit  mindestens einer     Kraftmaschine    ist gekennzeichnet  durch Mittel zur Abgabe der     Antriebsleistung    im       Manövrierbetrieb    über     bezügliche    hydraulische Kupp  lungen und Rädersätze an ein     End-Antriebsrad    für  Vor- und     Rückwärtslauf,    Mittel für direkten Vor  wärtsantrieb auf     ,eine    Endwelle und automatische  Kupplungsmittel zum Wählen und Ankuppeln des  direkten oder des     Manövrierantriebsweges    ohne Ab  stoppen der     Endwelle.     



       Bei    Anwendung der Erfindung auf Schiffsantriebe  ist die Last ein auf (der     End-Antriebswelle    mon  tierter Propeller und die     Kraftmaschine    etwa eine  Dampf- oder Gasturbine. Die Erfindung kann aber  auch mit Vorteil angewandt werden für Flugzeuge,  Landfahrzeuge oder     stationäre    Installationen. Es  können aber .auch andere     Kraftmaschinen,    z. B. ein  Diesel- oder elektrischer Antrieb, verwendet werden.  



  Ein Ausführungsbeispiel     ider    Erfindung, nebst  einer Variante, angewandt bei einem     Schiffs-Turbi-          nenantrieb    mit Vorkehren zum Vor- und Rückwärts-    manövrieren     mittels    eines Paares von hydraulischen  Kupplungen, ist in der Zeichnung ;schematisch     @dar-          gestellt.     



       In        Fig.    1 trägt eine z. B. durch eine Gasturbine  (nicht gezeigt) angetriebene Welle 1 ein auf ihr  drehbar gelagertes Reduktionstriebrad 2 und ist starr  mit den Läufern von     zwei    hydraulischen Kupplungen  9, 10 für Vor- bzw.     Rückwärtslaufmanövrierung     verbunden. Das Triebrad 2 ist starr am     Seeinen    Teil  einer selbstschaltenden     Synchronisierkupplung    3 ver  bunden, mittels welcher ,es mit der Hauptwelle 1  gekuppelt werden kann, und kämmt mit einem ersten,  fest mit einem zweiten Zahnrad 5 verbundenen Zahn  rad 4 und steht mit einem zweiten Triebrad 6  und .einem dritten Zahnrad 7 in Verbindung, die  alle starr auf .einer Welle 14 befestigt sind.

   Das  Triebrad 6 kämmt mit einem     starr,auf    der Propeller  welle (nicht gezeigt) befestigten vierten Zahnrad 8,  das zum     Endantrieb    gehört und sich mit relativ  kleiner     Geschwindigkeit        idreht.     



  Das Zahnrad 5 kämmt mit einem auf der Welle 1  drehbar gelagerten Triebrad 11 für den Vorwärts  lauf und ist mit dem Läufer der     Vorwärtsgang-          Kupplung    9 verbunden. Der Läufer der     Rückwärts-          gang-Kupplung    10 ist mit dem     Rückwärtsgang-Trieb-          rad    12 verbunden, das über ein Leerlaufrad 13 das  Rad 7 antreibt.

   Die     ,Propellerwelle    kann     ,somit        idurch     Füllen der Kupplung 9 bzw.     Kupplung    10 für     Vor-          bzw.        Rückwärtslauf    geschaltet werden. Das Trieb  rad 11     ides    ersten Triebes 11-5 weist einen grösseren  Durchmesser auf als das     Triebrad    2 des     zweiten     Triebes 2-4, so dass also das Triebrad 2 sich schneller  dreht als das Triebrad 11.  



  Die Kupplung 3 ist selbstschaltend und rückt       ,ein    bei Synchronismus; sie ist mit .einem Steuer  mechanismus versehen, mittels welchem sie in ge-      sperrte Stellung; oder     Einrückbereitschaft    oder in  eingekuppelte Stellung gebracht wenden kann.     Durch     Arretieren der Kupplung 3 in     Aussereingriffstellung     und Füllen     ider    entsprechenden     Kupplung    9 oder 10  ist Vor- oder     Rückwärtslauf    zum Manövrieren vor  gesehen.

   Wie aber schon oben angeführt,     weisen          hydraulische    Kupplungen Lastverluste auf, die unzu  lässig     sind    für lange Betriebsperioden, wie sie all  gemein bei.     Vorwärtslauf    des     Schiffsantriebes    zutref  fen.

   Diese Verluste werden     vermieden    ,durch Direkt  antrieb des     Triebrades    2, durch     ,die        automatische     Kupplung 3 ohne Zwischenschaltung einer     Fluid-          kupplung.    Zum     Einrücken    dieser Kupplung wird (der  Steuermechanismus !auf     Einrückbereitschaft    einge  stellt. Jetzt muss sich nur noch die Hauptwelle 1  schneller drehen     als    das Triebrad 2, da dieses bei  Synchronismus einrückt.

   Nach dem Einrücken wird  ;eine     Sperrhülse    zum Arretieren der Kupplung bewegt,  und     idie        Fluidkupplung    wird geleert, so dass sie       leerläuft.    Bei     stationärer    Anlage     kann        die    Kupplung  auf     Einrückbereitschaft    eingestellt werden, so dass  sie zwecks Direktantriebes durch das Triebrad 2  beim     Inbetriebsetzen    der Kraftmaschine in Tätigkeit  tritt. Aus folgendem ist     ersichtlich,    dass diese Opera  tion     ausgeführt    werden kann ohne Abstoppen des  Endantriebes oder der Propellerwelle.  



  Soll bei direktem Vorwärtsantrieb über ;die Kupp  lung 3 das Manövrieren durch Verwendung     ider     Kupplungen 9, 10     gewünscht    werden, so kann die       Kupplung    durch      Entsperren     und     Füllen    der Kupp  lung 9     ausgerückt    werden. Der Antrieb läuft dann  über das Triebrad 11, das Rad 5, das     Triebfad    6  und das Hauptrad B.

   Da das Rad 4 fest     mit    dem  Rad 5 verbunden ist, läuft das     Triebrad    2 schneller  als die Welle 1, so dass die Kupplung 3, die     entsperrt     ist, ausrückt und     in    ihrer     Ausrückstellung    gesperrt  werden kann.     Rückwärtslauf    kann (dann herbeige  führt werden durch Entleeren der Kupplung 9 und  Füllen der Kupplung 10.  



  Bei einigen Installationen kann es     wünschenswert     sein, zwei mit einem gemeinsamen Endantrieb ver  bundene Turbinen     zu    verwenden, von denen jede  eine oben beschriebene     Transmission    benützt.

   Die  zweite Turbine weist dann ein Getriebe auf,     Idas     gleich ausgebildet ist wie     dasjenige    für die erste  Turbine, das oben beschrieben wunde, mit     Ausnahme     des Zahnrades 8, das beiden     Antrieben    gemeinsam       ist.    Es     kämmt    somit ein     Triebrad    des zweiten Tur  binenantriebes, ;das     Äquivalent    des Triebrades 6, mit  dem gemeinsamen Zahnrad 8 an     irgendeinem        zur     Aufnahme der Anordnung geeigneten Punkt am Um  fang des Rades B.

   Bei     einer        bevorzugten    Ausfüh  rungsform sind das     Triebrad    6 und das     entsprechende          Triebrad    des     zweiten        Antriebes    bezüglich des Rades 8  entweder in     horizontaler    oder     vertikaler    Lage ein  ander diametral     gegenüberliegend    angeordnet.

   Bei  einer solchen     Einrichtung    mit zwei     Kraftmaschinen     könnte die     eine    Turbine, wie schon oben beschrieben,  in Betrieb gesetzt werden, und wenn dann das Ein  schalten der zweiten Turbine beschlossen wird, würde    ihre zugeordnete Kupplung, z.

   B. die Kupplung 3,  auf      bereit    zum     Einrücken         eingestellt.    Übersteigt  die     Geschwindigkeit        ider    Hauptwelle 1 der zweiten       Turbine    um ein Geringes diejenige des     zweiten    An  triebrades 2, so würde die Kupplung zum Eingriff  gelangen und sich sperren, und die Leistung der  zweiten Turbine     würde    der ersten beigefügt.  



  Um eine der beiden Turbinen auszuschalten, wird  deren Kupplung auf  ausrücken  gesteuert und die  Turbine auf Leerlauf zurückgedrosselt; dadurch wird  die zugeordnete Welle 1     relativ    zum Triebrad 2  verlangsamt, so dass die Kupplung sich automatisch  ausschaltet und gesperrt wird. Der Rest des Trans  missionsgetriebes dreht sich leer weiter, indem er  durch das Rad 8 vom Triebrad 6 der anderen Tur  bine aus     angetrieben    wird.  



  Um .die sonst zu erwartenden     Leerlaufverluste     eines     Vielfachantriebes    zu     vermeiden,    wenn die     be-          zügliche    Turbine nicht     iarbeitet,    kann zwischen dem  Haupttriebrad 6 und der die Zahnräder 4, 5 und 7  tragenden Welle 14 eine zusätzliche automatische  Kupplung, ähnlich der Kupplung 3, eingesetzt  werden.     Fig.    2 zeigt     eine        Variante        ider    Ausführung  nach     Fig.    1, bei der das Triebrad 6 drehbar auf ,der  Welle 14 gelagert und mit dem einen Teil der zu  sätzlichen     ;

  selbstschaltenden    Kupplung 15 gekuppelt       isst,    deren anderer Teil starr auf der Welle 14 sitzt  und mit dieser rotiert. Soll nur eine der beiden  Turbinen in Tätigkeit gesetzt werden, so wird ;die  Kupplung 15 der anderen Turbine ausgerückt, und  das ganze Getriebe dieser Turbine,     mit    Ausnahme  des gemeinsamen Triebrades 6, befindet sich in     Ruhe.     Somit treten in der zweiten Turbine keine Kraft  verluste durch     Fluidkupplungen    und Lager mehr auf.  In gewissen     Fällen    kann es genügen, dass nur der  eine Satz von     Getrieben    eine     Zusatzkupplung    15  aufweist.

   Wird aber     gewünscht,    mit :der einen oder  anderen von     zwei    Turbinen allein zu fahren, so muss  eine solche Zusatzkupplung     in    beide Getriebesätze  eingebaut sein. Die Kupplung 15 arbeitet automatisch  in derselben     Weise    wie die oben beschriebene Kupp  lung 3. Beim     Inbetriebsetzen    der einen Turbine rückt       die    Kupplung 15, die auf Synchronisieren eingestellt  worden ist, ein und wird nach dem Einrücken in  dieser Stellung blockiert.

   Beim     Inbetriebsetzen    der  anderen Turbine rückt auch deren Kupplung ein  bei synchroner     Geschwindigkeit.    Um     eine,der    beiden  Turbinen zu stoppen, wird deren Kupplung     deblok-          kiert    und die Turbine abgedrosselt, wodurch sich  das auf die Kupplung     einwirkende    Drehmoment um  kehrt und sie damit ausgeschaltet wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Antriebsanordnung mit mindestens einer Kraft maschine, gekennzeichnet :durch Mittel zur Abgabe ,der Antriebsleistung im Manövrierbetrieb über bezüg liche hydraulische Kupplungen und Rädersätze an ein Endantriebsrad für Vor- und Rückwärtslauf, Mittel für direkten Vorwärtsantrieb auf eine End- welle und automatische Kupplungsmittel zum Wählen und Ankuppeln des direkten oder des Manövrier antriebsweges ohne Abstoppen der Endwelle. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Antriebsanordnung nach Patentanspruch, ida- durch gekennzeichnet, dass eine von einer Kraftma schine angetriebene Welle (1) eine automatische Selbstsynchronisierkupplung (3) aufweist und durch diese mit einem Zahnraid (2) kuppelbar ist, das auf der Welle (1) drehbar ist und einen Teil einer Rädergruppe (2, 4, 6, 8) bildet für den direkten Vor wärtsantrieb auf die End-Antriebswelle, wobei idie automatische Kupplung (3)

   idie Umschaltung auf Direktantrieb herbeiführt, wenn die hydraulischen Kupplungen (9, 10) stillgesetzt ,sind, und dies ohne Abstoppen ider End-Antriebswelle. 2.

   Antriebsanordnung nach Unteranspruch -1, da durch gekennzeichnet, dass die Auswahl und die automatische Ein- und Ausrückung der alternativen Rädergruppen für idirekten Vorwärtsantrieb oder Vorwärts-Manövrierantrieb auf die End-Antriebs- welle herbeigeführt wind durch die automatische Selbstsynchronisierkupplung (3) in Reaktion auf einen Geschwindigkeitsunterschied zwischen diesen alternativen Rädergruppen angehörenden Zahnrä dern,

   wobei ein solcher Geschwindigkeitsunterschied erhalten wird durch verschiedene Übersetzungsver hältnisse in den genannten Rädergruppen und durch Steuerung der Geschwindigkeit der von der Kraft maschine angetriebenen Welle und Iden Zustand der hydraulischen Kupplungen. 3. Antriebsanordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, idass die automatische selbst synchronisierende Kupplung (3) mit einem Steuer mechanismus versehen ist, mittels welchem sie alter nativ auf eine entsperrte, eine Synchronisierstellung oder eine gesperrte Stellung eingestellt werden kann.

   4. Antriebsanordnung nach Unteranspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärtslauf- Manövrierantrieb eine hydraulische Kupplung (9) aufweist, die mit dem Endantriebsrad (8) durch eine Rädergruppe (11, 5, 6) verbunden ist, von der das mit dem Kupplungsläuferrad verbundene Trieb rad (11) lose auf der Welle (1) sitzt und das Zahn rad (11) mit dem Zahnrad (5) der Rädergruppe (4, 5) für Direktantrieb verbunden ist, während der Kupplungsläufer fest mit der idurch die Kraftma schine angetriebenen Welle (1) verbunden ist,

   und dass auch der Rückwärts-Manövrierantrieb eine hydraulische Kupplung (10) aufweist, die das End- Antriebsrad (8) über eine Rädergruppe (12, 13, 7) antreibt, die ein I-eerlauf-Zahnrad (13) mitein schliesst. 5. Antriebsanordnung nach Unteranspruch 3, (da durch gekennzeichnet, dass isie vom Stillstand aus arbeiten kann, indem die auf die Einrückbereit- schaftsstellung gebrachte Kupplung beim Hochlaufen der durch die Kraftmaschine angetriebenen Welle automatisch einrückt,

   und dass das Umschalten auf den Manövrierantrieb herbeigeführt wird durch De- blockieren der automatischen Kupplung, Füllen der hydraulischen Kupplung (9) für Vorwärtslauf zwecks Antriebs (des End-Antriebsrades durch die Räder gruppe (11, 5, 6, 8) für die hydraulische Vorwärts kupplung und durch Antreiben des starr mit idem Zahnrad (4) der Rädergruppe für Direktantrieb ver bundenen Zahnrades (5), wobei das, mit dem ge nannten Zahnrad (4) kämmende Triebrad (2)

   schnel ler gedreht wird als die Kraftmaschinenwelle (1), so dass die Kupplung (3) ausgeschaltet und dann gesperrt wird. 6. Antriebsanordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Kraft maschinen, die durch eine individuelle automatische selbstsynchronisierende Kupplung und Rädergruppen mit einem gemeinsamen Endantriebrad verbunden sind,

   wodurch die eine oder die andere der Kraft- maschinen einzeln durch ihre individuelle Kupplung oder beide Kraftmaschinen zusammen antreiben können und die Möglichkeit besteht, durch Aus rücken der betreffenden Kupplung oder Kupplungen auf Manövrieren umzuschalten. 7.

   Antriebsanordnung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass eine ider Kraftmaschinen das gemeinsame Endantxiebsrad durch eine auto matische selbstsynchronisierende Kupplung antreibt, die zwischen dem Endantriebsrad und dem Räder zug eingesetzt ist, die auch für den Umkehr-Manöv- rierantrieb verwendet wird, so dass ein mit dem End- antriebsrad kämmendes Triebrad (6)

   fest mit der einen Hälfte .der Kupplung (15) verbunden und auf einer Welle (14) frei drehbar ist, durch die der Vorwärtsdirektantrieb oder oder Vorwärts-Manöv- rierantrieb von der anderen Kraftmaschine übertra gen wird, während die andere Hälfte der Kupplung fest mit der genannten Welle verbunden ist, wo durch beim Arbeiten ,

   des Direktantriebes durch die Kupplung das ganze Manövriergetriebe ausgeschaltet werden kann.