Schiffsantriebsanlage mit mehreren Antriebsmaschinen Die Erfindung betrifft eine Schiffsantriebsanlage mit mehreren über ein Sammelgetriebe auf die Propeller welle arbeitenden Antriebsmaschinen, von denen wenig stens einige über ein Planetenradwechselgetriebe mit Drehzahluntersetzung mit dem Sammelgetriebe abschalt bar verbunden sind, insbesondere für die Übertragung sehr grossen Leistungen.
Es ist eine derartige Antriebsanlage bekannt, bei der das Planetenrad-Wechselgetriebe aus behreren Planeten radsätzen besteht, die verschiedene Untersetzungsverhält- nisse aufweisen und deren Planetenradträger fest mitein ander verbunden sind. Das beim Abschalten einer oder mehrerer Antriebsmaschinen erforderliche grössere Dreh zahluntersetzungsverhältnis wird bei diesem Getriebe da durch eingestellt, dass das äussere Zentralrad der jeweils gewünschten Untersetzung mit Brembacken festgebremst wird, wogegen die Aussenräder der übrigen Planetenrad sätze locker sind und frei umlaufen.
Hierbei ist also für jedes Untersetzungsverhältnis ein besonderer Planeten radsatz erforderlich, was einen erheblichen Aufwand be deutet. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass die Verwen dung mechanischer Reibungsbremsen bei diesem Getrie be zwar eine leerlauflose Gangschaltung ermöglicht, dass jedoch die bei grossen Übertragungsleistungen auftreten den Drehmomente damit nicht mehr beherrscht werden können. Diese Leistungen können bei neueren kombi nierten Antriebsanlagen mehr als 10 000 PS pro An triebsmaschine betragen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Planetenradwechselgetriebe für Mehrmotoren- Antriebsanlagen unter Verwendung formschlüssiger Schaltelemente so auszubilden, dass die derzeit grössten installierten Antriebsleistungen sicher und ohne zwischen zeitlichen Leerlauf übertragen und die einzelnen An triebsmaschinen beliebig zu- und abgeschaltet werden können.
Es ist nun zwar bei Umlaufrädergetrieben bekannt, Reibungsbremsen zur Blockierung einzelner Getriebe- glieder durch formschlüssige Kupplungen zu ersetzen. Werden diese Kupplungen als Freilaufkupplungen aus gebildet, dann erfolgt die Umschaltung ebenfalls leer lauflos und selbstätig, wenn die Antriebswelle umge steuert oder die Energiedurchgangsrichtung umgekehrt wird. Diese Möglichkeiten sind aber bei Schiffsantriebs- anlagen überhaupt nicht durchführbar.
Die Schiffsantriebsanlage gemäss vorliegender Erfin dung ist nun gekennzeichnet durch ein Planetengetriebe, bei dem eines der Zentralräder direkt, das andere über ein Vorgelege antreibbar ist und in dem bei Abschaltung mindestens einer der übrigen Antriebsmaschinen das zu sätzlich über ein Vorgelage antreibbare Zentralrad mit tels formschlüssiger Kupplung blockierbar ist, wobei für die Einschaltung des Zusatzantriebes eine weitere Kupp lung angeordnet ist.
Der Zusatzantrieb des äusseren Zentralrades über ein Vorgelege ist ebenfalls an sich bekannt für eine kon tinuierliche Veränderung des Übersetzungsverhältnisses, wobei über das Vorgelege eine hydrostatische Pumpe an getrieben wird, deren Druckmittel einem das äussere Zentralrad antreibenden Ölmotor zugeführt wird. Diese Getriebe mit hydrostatischem Zusatzantrieb sind jedoch nur für die Übertragung geringer Leistungen geeignet.
Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele für Schiffsantriebsanlagen nach der Erfindung erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Fig. 1 eine Gesamtanlage im Grundriss, Fig. 2 die Kraftübertragungsanlage mit einem Plane tenradwechselgetriebe, bei dem das äussere Zentralrad zusätzlich antriebbar ist, Fig. 3 ein Planetenrad-Wechselgetriebe,
bei dem das innere Zentralrad zusätzlich antriebbar ist und Fig. 4 eine Variante zur Ausführung nach Fig. 3, bei der die beiden Zentralräder miteinander verblockt wer den können.
In der Antriebsanlage nach Fig. 1 sind die Diesel motoren 1 durch die Wellen 2 mit den Wechselgetrieben 3 und die Gasturbinen 4 über die Wellen 5 mit den Wechselgetrieben 6 gekuppelt. Die Wechselgetriebe 3, 6 sind an das als Parallelgetriebe ausgebildete Sammelge- triebe 7 angeblockt, an dessen Abtriebswelle die Propel lerwelle 8 angekuppelt ist.
Die verschiedenen Anlagen- aggregate (Dieselmotoren, Gasturbinen, Getriebe) sind dabei in verschiedenen hermetisch voneinander abge schlossenen Räumen untergebracht, was durch die Trenn wände 9, 10, 11, 12 angedeutet ist. Bei der gezeigten Antriebsanlage arbeiten also alle Antriebsmaschinen über ein Wechselgetriebe auf das Sammelgetriebe bzw. auf die Propellerwelle. Es können demzufolge beliebige Ma schinen für die Marschfahrt abgeschaltet werden.
Falls z.B. ein Diesemotor von vornherein für die Marschfahrt bestimmt ist, dann könnte man bei diesem Motor auf ein zusätzliches Wechselgetriebe verzichten.
In Fig. 2 bezeichnet 13 die Eingangswelle des Wech selgetriebes, auf der das innere Zentralrad 14 und das Ritzel 15 aufgekeilt sind. Das innere Zentralrad 14 kämmt mit den Planetenrädern 16, die vom Planeten radträger 17 getragen werden und ihrerseits mit dem innenverzahnten äusseren Zentralrad 18 im Eingriff stehen. Das Ritzel 15 ist im Eingriff mit dem Vorgele- gerad 19, dessen Nabe 20 mit dem Primärteil der Strö mungskupplung verbunden ist.
Deren Senkundärteil ist auf der durch die Nabe 20 hindurchgeführten Vorgelegewelle 22 befestigt, auf der das mit dem äusseren Zahnkranz 18' des äusseren Zen tralrades 18 kämmende Ritzel 23 und am anderen Ende die eine Hälfte der formschlüssigen Freilaufkupplung 24 angebracht ist. Die andere Hälfte dieser Kupplung 24 stützt sich an der schraffiert angedeuteten Gehäusewand 25 ab.
Mit dem Planetenradträger 17 ist die Ausgangswelle 26 fest verbunden, die durch die das Ritzel 27 des Sam- melgetriebes 7 tragende Hohlwelle 28 hindurchgeführt und an derem freien Ende der Primärteil der Freilauf kupplung 29 angebracht ist. Der Sekundärteil dieser Kupplung ist an der Hohlwelle 28 befestigt. Ritzel 27 steht im Eingriff mit dem Zahnrad 30 des Sammelge- triebes, das auf der mit der Propellerwelle gekuppelten Abtriebswelle 31 aufgekeilt ist.
Zu den Freilaufkupplun- gen 24 und 29 sei noch bemerkt, dass diese lediglich schematisch als einfache Klauenzahnkupplungen darge stellt sind. Bei der praktischen Ausführung wird man freilich dafür Sorge tragen, dass nach der Entkupplung die beiden Hälften nicht mehr aufeinander gleiten.
Mit der in Fig. 2 gezeigten Getriebeanordnung, die für alle Antriebsmaschinen bis auf die Untersetzungs- verhältnisse gleich sind, lassen sich zwei Gänge ohne zwischenzeitliche Leerlaufstellung schalten. Wenn nur eine von zwei Antriebsmaschinen bzw. -maschinengrup- pen arbeitet, ist bei der im Betrieb befindlichen Ma schine bzw. Maschinengruppe die Strömungskupplung 21 entleert und somit die Freilaufkupplung 24 geschlossen.
Die in die Eingangswelle 13 eingeführte Leistung wird über das innere Zentralrad 14 und die Planetenräder 16 auf den Planetenradträger 17 und von hier über die Welle 26, Kupplung 29, Hohlwelle 28, Ritzel 27, Zahn rad 30 auf die Abtriebswelle 31 übetragen.
Vermöge der allen Antriebsmaschinen zugeordneten Freilaufkupplungen 29 ist es nun ohne weiteres möglich, die andere Maschine bzw. Maschinengruppe anzulassen. Gleichzeitig werden alle Strömungskupplungen 21 ge füllt und dadurch die Wellen 22 in Drehung versetzt. Dabei wird die Freilaufkupplung 24 selbsttätig entkup- pelt, und das Ritzel 23 treibt das äussere Zentralrad 18 an, so dass die Planetenräder 16 und damit der Planeten radträger 17 mit grösserer Drehzahl umlaufen. Diese höhere Drehzahl entspricht der zum Fahren auf der Propellerkurve erforderlichen grösseren Propellerdreh zahl bei grösserer Leistung.
Beim Abschalten einer An triebsmaschine oder -maschinengruppe spielt sich dieser Vorgang in umgekehrter Richtung ab. Beim Abstellen der Maschine kommt die ihr zugeordnete Freilaufkupp- lung 29 ausser Eingriff, während derjenige der weiter arbeitenden Maschine eingekuppelt bleibt. Gleichzeitig wird die Stömungskupplung dieser Maschine entleert. Infolge des von den Planetenrädern 16 auf das äussere Zentralrad 18 ausgeübten Rückdrehmomentes -wird die Freilaufkupplung 24 eingekuppelt, so dass das äussere Zentralrad 18 wieder zum Stillstand kommt.
Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die hydrodynamische Kupplung, die bekanntlich Übertra gungsverluste aufweist, nur in Betriebszeiten der Schnell fahrt arbeitet, wogegen in den weit längeren Zeiten der Marschfahrt diese Verluste nicht eintreten.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Varianten, bei denen nicht das äussere, sondern das innere Zentralrad 14' bzw. 14" im Schnellgang zusätzlich angetrieben wird. Auf der Ein gangswelle 33 ist das mit dem Zahnkranz 18' kämmende Ritzel 34 und das mit dem Vorgelegerad 35 im Eingriff befindliche Ritzel 36 befestigt. An der verlängerten Nabe 37 des Rades 35 ist wiederum das Primärrad der Strö mungskupplung 38 angeflanscht, dessen Sekundärrad nach Fig. 3 auf der Welle 39 und nach Fig. 4 auf der Welle 40 befestigt ist.
An einem Ende der Welle 39 in Fig. 3 ist der Primär teil der Freilaufkupplung 41 angebracht, deren Sekun därteil an der durch Schraffur angedeuteten Gehäuse wand 42 befestigt ist. Am anderen Ende der durch die Nabe 37 des Rades 36 und durch die Nabe des äusseren Zentralrades 18 hindurchgeführten Welle 39 ist das in nere Zentralrad 14' aufgekeilt. Bei dieser Ausführung wird also bei Marschfahrt das innere Sonnenrad 14' über die Freilaufkupplung 41 von der Gehäusewand 42 fest gehalten.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 hingegen ist auf der das innere Zentralrad 14" treibenden Welle 40 der Pri märteil der Freilaufkupplung 43 angebracht, deren Se kundärteil am äusseren Zentralrad 18" angeflanscht ist. Bei Marschfahrt ist die Strömungskupplung 38 wiederum entleert, so dass bei dieser Ausführung das innere und das äussere Zentralrad 14", 18" durch die Freilaufkupp- lung 43 miteinander verblockt sind.
Beim Zuschalten einer weiteren Antriebsmaschine bei Schnellfahrt wird die Strömungskupplung 38 gefüllt, und infolge der grösseren Drehzahl der Welle 40 gegenüber dem äusseren Zentral rad 18" kommen die beiden Hälften des Freilaufes 43 ausser Eingriff.
Aus vorstehenden Darlegungen dürfte ohne weiteres zu erkennen sein, dass statt eines Vorgelegeradsatzes auch deren mehrere angeordnet sein können, die in bei nor malen Wechselgetrieben üblicher Weise mit den ihnen zugeordneten Wellen wahlweise durch mechanische oder hydraulische Schaltmittel gekuppelt werden.