Schiffsantrieb mit Wendegetriebe Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb mit Wendegetriebe, der - eingesetzt zwischen einem Pro peller und einer Antriebmaschine bzw. Motor mit nur einer Drehrichtung - dahin wirken soll, die Propeller drehrichtung umzukehren, falls erforderlich.
Fährt ein Schiff mit seiner normalen Reisege schwindigkeit und wird die Leistungszufuhr beträcht lich vermindert, so fährt der Propeller fort, sich zu drehen, und zwar zufolge der Einwirkung des über den Propeller strömenden Wassers bzw. der Trägheit des Schiffes. Soll nun die vom Schiff nach Abstellen der Maschine bzw. des Motors zurückgelegte Strecke durch Antrieb des Propellers in der entgegengesetzten Richtung verringert werden, so muss eine beträcht liche Leistung an den Propeller abgegeben werden, nur um diesen gegen die Einwirkung des Wassers zum Stillstand zu bringen, bevor die Maschine bzw. der Motor ihn in der umgekehrten Richtung treiben kann.
Wird zum Antrieb des Schiffspropellers eine nur im einen Drehsinn arbeitende Maschine bzw. Motor benützt, und wird die Propeller-Drehrichtung ge wechselt, so muss ein beträchtlicher Betrag von Ener gie in der Maschine oder in der Transmission zwi schen der Maschine und dem Propeller abgeleitet werden, bis der Propeller zum Stillstand kommt und dann sich in der andern Richtung drehen kann.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Schaffung eines verbesserten Schiffsantriebes, der, wenn das Schiff in Fahrt ist, den Propeller-Drehsinn wirkungs voll ändern und die notwendige Energie während des anfänglichen Abstoppens des Propellers absorbieren bzw. übertragen kann.
Der erfindungsgemässe Schiffsantrieb ist gekenn zeichnet durch folgende Teile: eine mit dem Sonnen rad eines Umlaufgetriebes verbundene Eingangswelle, eine erste Haltebremse zum Verhindern der Drehung des Innenzahnradkranzes des Umlaufgetriebes, eine zweite Haltebremse zum Verhindern der Drehung des Planetenradträgers des Umlaufgetriebes, eine Hohl welle, gekuppelt mit einem treibenden Zahnrad, das seinerseits mit einem getriebenen, mit einer Ausgangs welle gekuppelten Zahnrad gekuppelt ist, eine erste hydraulische Kupplung mit einem, mit dem Innen zahnkranz gekuppelten Treibglied, und einem getrie benen, mit der Hohlwelle gekuppelten Glied, um die Hohlwelle in einer ersten Richtung zu drehen,
eine zweite hydraulische Kupplung mit einem mit dem Planetenradträger gekuppelten Treibglied und einem mit der Hohlwelle gekuppelten angetriebenen Glied, um diese Welle in der andern Richtung zu rotieren, und Mittel, um jede der beiden hydraulischen Kupp lungen im Betrieb einzeln zu füllen und zu entleeren, wodurch die Ausgangs- von der Eingangswelle durch diejenige hydraulische Kupplung gebremst werden kann, die normalerweise das Drehen der Ausgangs welle in der umgekehrten Richtung zu derjenigen, in der sie läuft, bewirkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. 1 in schematischer Seitenansicht denjenigen Teil eines Schiffsantriebes, der eine von der Schiffs maschine bzw. dem Motor getriebene Welle mit einer Propellerwelle kuppelt; und Fig.2 einen Schnitt nach der Linie 11-II der Fig. 1.
Die Propellerwelle 1 ist gegenüber der Maschi nenwelle 3 versetzt und trägt ein grosses Zahnrad S, das mit einem relativ kleinen Treibritzel 7 im Ein griff ist. Letzteres ist auf einer Hohlwelle 9 gelagert, die einerends, ein getriebenes Glied 11A einer für die Vorwärtsfahrt bestimmten hydraulischen Kupplung 11, und andernends ein getriebenes Glied 13A einer für die Rückwärtsfahrt bestimmten hydraulischen Kupp lung 13 trägt.
Eine Welle 15 durchsetzt die Hohlwelle 9 und trägt einerends ein Treibglied 13B der hydrau lischen Kupplung 13 und anderends den Planeten träger<I>17PC</I> eines Umlaufgetriebes 17. Letzteres weist ein auf der Maschinenwelle 3 gelagertes Sonnenrad 17S auf, das mit der Welle 15 koaxial ist, nebst einem reit den Wellen 3 und 15 koaxialen Innenzahnkranz 17A, und Planetenrädern 17P, die auf vom Träger <I>17PC</I> getragenen Achsen 19 montiert sind.
Das Son nenrad 17S, das Planetenrad 17P und der Zahnkranz 17A kämmen miteinander in der für ein Umlaufge triebe üblichen Art und Weise, wie aus Fig. 2 her vorgeht. Der Innenzahnkranz 17A ist an der Innen seite eines Gehäuses 21 montiert, das einen Teil einer Hohlwelle 23 bildet, die koaxial zur Welle 15 ist und am einen Ende das Treibglied 11B der Kupplung 11. trägt.
Das andere Ende der Welle 15 trägt eine Brems platte 25, die zusammen mit einer festen Bremsplatte 27 und einem Reibungsbelag 29 eine Haltebremse 31 für Vorwärtsfahrt bildet. Das Aussenende der Hohlwelle 23 weist eine Bremsscheibe 33 auf, die zu sammen mit einer festen Bremsplatte 35 und einem Reibungsbelag 37 eine Haltebremse 39 für Rück wärtsfahrt bildet.
Auf der Aussenseite des getriebe nen Gliedes 11A der Kupplung 11 ist ein Friktions- belag 41 aufgebracht, bestimmt zur Zusammenarbeit mit einer axialbeweglichen, vom Treibglied 11B ge tragenen Kupplungsscheibe 43, um so eine Friktions- kupplung 45 zu bilden, die - wenn eingerückt - das Treibglied 11B mit dem getriebenen Glied 11A kup pelt zwecks schlupfloser Kraftübertragung in der Vorwärts -Richtung,
und folglich ohne Verluste bei Vorwärtsfahrt für lange Zeitperioden.
Die beiden hydraulischen Kupplungen 13, 11 weisen Mittel auf zum Auffüllen mit dem das Dreh moment übertragenden Öl und Entleeren des Öls während des Betriebes der Transmissionseinrichtung, nebst Mitteln zum Betätigen der Vorwärts -Halte- bremse 31, der Rückwärts -Haltebremse 39 und der Friktionskupplung 45.
Bei normaler Fahrt ist die Friktionskupplung 45 eingerückt, die Vorwärts -Haltebremse 31 im und die Rückwärts -Haltebremse 39 ausser Betrieb, und wenigstens die Kupplung 13 ist ölleer.
Der Antrieb von der Maschine geht von der Welle 3 aus und läuft über das Sonnenrad 17S, das Planetenrad 17P (der Träger<I>17PC</I> ist ortsfest), den Zahnkranz 17A, die Hohlwelle 23, das Treibglied 11B, die Kupplungs scheibe 43, das getriebene Glied 11A, die Hohlwelle 9, das Ritzel 7 und das Zahnrad 5 zur Propellerwelle 1.
Passenderweise wird die Vorwärts -Kupplung 11 gefüllt gehalten, um das Umschalten des Propellers zu erleichtern, falls ein solches notwendig wird, und diese Kupplung wird fest umlaufen, d. h. ohne Schlupf.
Befindet sich das Schiff auf Fahrt, und soll die Drehrichtung der Propellerwelle 1 geändert werden, so wird die Reibungskupplung 45 freigegeben, aber die Umdrehungen der Maschine anfänglich aufrecht erhalten, während die Rüclcwärts -Kupplung 13 mit Öl gefüllt wird. Die fortgesetzte Drehung des getrie benen Gliedes 13A dieser Kupplung unterwirft das Treibglied 13B und damit die Welle 15 einem Dreh moment, dessen Sinn dem von der Vorwärts Bremse 31 verlangten entspricht.
Die Maschinendrehzahl wird dann auf Leerlauf abgebaut. Da die relative Drehung zwischen den Tei len der Rückwärts -Kupplung 13 derjenigen der Leistungsübertragung entspricht, wird ein beträcht liches Drehmoment in Bremsrichtung auf die Propel lerwelle ausgeübt. Die vom Propeller abgenommene Kraft wird teilweise in der Kupplung 13 und teilweise im Antrieb der Schiffsmaschine aufgebraucht.
Da die Relativdrehung zwischen den Teilen der Vorwärts - Kupplung 11 der Relativdrehung beim überrennen entspricht, ist das zwischen den beiden auftretende Drehmoment relativ klein. Somit wirkt die Maschine bei immer noch angelegter Vorwärts -Bremse 31 dahin, den Propeller zu bremsen. Aus der Vor wärts -Kupplung wird dann das Öl abgezogen.
Die Rückwärts -Kupplung kann den Propeller nicht so fort stoppen, aber wenn die Propellerdrehzahl ge nügend gefallen ist, wird die Rückwärts -Halte- bremse 39 angelegt. Dadurch kommen der Innen zahnkranz 17A und das Kupplungstreibglied 11B, zum Stillstand, welcher Vorgang nur eine unbeträcht liche Energiemenge zu absorbieren braucht, während die Rückwärts -Kupplung ihre Funktion als hydro dynamische Bremse fortsetzt.
Die Vorwärts -Haltebremse 31 wird jetzt frei gesetzt, und die Schiffsmaschine wieder auf die ge wünschte Drehzahl gebracht. Dadurch gelangt der Propeller aus dem Stillstand auf seine entsprechende Umkehrgeschwindigkeit. Während dieser Rückwärts- aktion ist die Kupplung 11 leer, die Friktionskupp- lung 45 wird ausgerückt, die Vorwärts -Haltebremse 31 freigesetzt, die Kupplung 13 gefüllt, und die Rückwärts -Haltebremse 39 in Tätigkeit versetzt.
Wie ersichtlich werden die Friktionskupplung 45 und die Vorwärts -Haltebremse während der Um schaltung nur als Haltevorrichtungen benützt, und unter der Annahme eines Schlupfes null wird darin keine Wärme erzeugt. Dies bedeutet, dass verhältnis mässig einfache, kompakte und billige Vorrichtungen verwendet werden können. Die Rückwärts -Halte- bremse 39 muss einige kinetische Energie zerstreuen, deren Höhe aber im Vergleich mit der totalen, beim Stillsetzen des Propellers und der Transmissionsein- richtung zerstreuten Energie klein ist.
Ein weiterer Vorteil des gezeigten und beschrie benen Schiffsantriebes beruht in deren leichten An wendbarkeit bei zwei installierten -Schiffsmaschinen, von denen die eine oder andere, oder auch beide mit der Propellerwelle 1 kuppelbar sein sollen. Bei einer solchen Anordnung würden gleiche wie in Fig. 1 ober halb des Zahnrades 5 gezeigten Teile auch auf der entgegengesetzten Seite des Zahnrades angebracht, wobei die zweite Maschinenwelle von der zweiten Maschine ausgeht.
Durch Ausrücken ihrer Vor wärts -Friktionskupplung 45 und Entleeren der bei den hydraulischen Kupplungen 11, 13 kann die eine oder andere der beiden Maschinen vom Zahnrad 5 getrennt werden. Zwischen den stationären Treib- gliedern und den rotierenden getriebenen Gliedern dieser Kupplungen wird zufolge des Einschlusses von Luft ein Widerstand vorhanden sein, der aber unbe deutend sein wird.
Zum Wiederanfahren der leerlaufenden Maschine wird die erforderliche Vorwärts -Haltebremse in Tätigkeit gesetzt und die Maschine auf Touren ge bracht. Dann wird Öl an die Vorwärts -Kupplung abgegeben, und Kraft von der Maschine auf die Pro pellerwelle übertragen. Die Drehzahlen der beiden Maschinen brauchen offensichtlich nicht synchroni siert zu werden, um irgendein Getriebe einzurücken.
Wie aus obiger Darstellung hervorgeht, erlaubt der neuartige, oben beschriebene Schiffsantrieb ein einfaches Umschalten, ermöglicht den Betrieb mit mehreren Maschinen; und doch brauchen seine Brems- und Kupplungsglieder nur eine verhältnis- mässig niedrige Wärmekapazität aufzuweisen.