DE1916702A1 - Schiffswendegetriebe - Google Patents
SchiffswendegetriebeInfo
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Description
betreffend
Schiff swendefee triebe.
Schiff swendefee triebe.
Die Erfindung betrifft ein Schiffswendegetriebe, das
zwischen eine oder mehrere, mit unveränderbarem Drehsinn laufende
Antriebsmaschinen und eine öder mehrere; jeweils eine
Schiffsschraube tragenden Abtriebswelien geschältet ist, das
jeweils mindestens eine Zwischenwelie für Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt
und .je eine jeder Zwischenwelle zugeordnete im
Stillstand schaltbare formsehiüssige Kupplung aufweist und zum
Umschalten auf Stillstand abgebrenist wird.
Ee ist bereits ein derartiges Getriebe bekannt, bei dem
eine Bremse auf der Abtriebswelle und eine Haltebremse auf der
Antriebswelle vorgesehen sind. Zum Umsteuern wird das Getriebe
mittels der Bremse auf der Abtriebswelle zunächst auf Stillstand abgebremst. Die Antriebswelle wird während des Ausrückens
bzw. Einrückens der Kupplungen durch eine Haltebremse am Drehen gehindert. Es sind also zum Umsteuern dieses bekannten Getriebes
zwei unabhängig voneinander zu betätigende Bremsen erforderlich (brit. Patentschrift 854 000).
Bei einem anderen bekannten Schiffswendegetriebe sind
die Kupplungen als Heibungskupplungen ausgebildet. Äixf der
Antriebsseite und der Abtrieböseite mindestens einer Zwisc'hiähwelle
jeder für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt vorgesehenen'- ~T
Zwischenwellengruppe ist je eine Bremse vorgesehen-^ mit' denen
die Antriebsseite und die Abtriebsseite,- die während des Umschaltens
kurzzeitig voneinander getrennt sind, unabhängig ";
voneinander gebremst werden (DAS 1 116 106").
Der Erfindung liegt die Aufgäbe zügrunde, ein Sehiffs^
wendegetriebe der eingangs genannten Art zu sehäffen^ bei dem
nur eine Bremse erforderlich ist. · ■'
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen,
daß die Kupplungen zeitlich Überläppend ein- bzw.' ausrückbar
sind, so daß zu keinem Zeitpunkt des Schalivöfgän'ges
alle Kupplungen gleichzeitig vollständig ausgerückt sin'd'.
Zum Abbremsen des Getriebes für den UmschälivÖrgang ist
also nur eine einzige Bremse erforderlich:, ate an beliebiger
Stelle des Getriebes, z.B. an der Antriebswelle, der Ib'triebswelle
oder einer Zwischenwelle angeordnet seih* icäiin;
Nach Drosselung der Antriebsmaschine wird das Wendegetriebe
mit der Bremse ätif Stillstand abgebremst. Da die Antriebs-
und "die Abtriebsseite des Getriebes auch währeriä des
Umsteuervorganges stets mechanisch verbunden bleiben, hindert
die eine Bremse sowohl die Antriebsmaschine an einer Leerlaufdrehung als auch die Schraubenwelle an einer Drehung infolge
des vom Wasser auf die Schraube übertragenen Drehmomentes. . ,
=» 3 —
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kupplungen über einen jeder Antriebswelle
zugeordneten Drehzahlgeber geschaltet werden, der die Betätigungsvorrichtung der Kupplungen nur bei Stillstand aller
Getriebeteile auslöst. Dadurch ist ein zu frühes Schalten der
hälften noch relativ zueinander bewegten Kupplungs/ verhindert, was
zu Kupplungsschaden führen würde.
Vorteilhafterweise wird nach der Umschaltung der Kupplungen das Antriebsmoment der Antriebsmaschine bei festgehaltener
Bremse so weit erhöht, bis es mindestens gleich dem wirkenden Schraubendrehmoment ist. Dadurch wird verhindert,
•daß das Getriebe von dem noch in ursprünglicher Fahrtrichtung
fahrenden Schiff über die Schraube entgegengesetzt der neu gewählten Antriebsdrehrichtung angetrieben wird. Hat die Antriebsmaschine
dieses Drehmoment erreicht, so wird die Bremse gelöst, worauf die Schraubenwelle im umgekehrten Drehsinn rotiert.
Um eine große Bremsleistung aufbringen zu können, umfaßt die Bremse gemäß einer weiteren Ausgespaltung 'der Erfindung
mehrere Bremsflächenpaare. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist je eines dieser Bremsflächenpaare je einer
Zwischenwelle zugeordnet.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
näher erläutert.
Figur 1 zeigt im Grundriß und Figur 2 im Querschnitt
einen zweistufigen umsteuerbaren Schiffsantrieb mit einer Antriebsmaschine, einer Schraubenwelle und je einer Zwischenwelle
für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt. Mit strichpunktierten
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Linien ist eine Variante gezeigt, "bei der der Kraftfluß für
Vorwärts- und Rückwärtsgang auf je zwei Zwischenwellen verteilt ist.
Figur 3 zeigt im Grundriß und Figur 4 im Querschnitt eine
Ausführung für zwei Antriebsmaschinen, die eine mit größerer
und die andere mit kleinerer Leistung«. Mit strichpunktierten fe Linien ist eine Variante angegeben, bei der derjfcraftfluß der
größeren.Antriebsmaschine für Vorwärtsgang auf zwei Zwischenwellen verteilt ist.
Figur 5 zeigt eine andere Ausführung für zwei Antriebsmaschinen mit Je einer Zwischenwelle für Vorwärtsgang und
einer gemeinsamen Zwischenwelle für Rückwärtsgang. Mit strichpunktierten Linien ist eine Variante angegeben, bei der der
Kraftfluß für Vorwärtsgang je Antriebsmaschine auf zwei Zwischenwellen
verteilt ist.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführung für zwei Antriebsmaschinen, je Antriebsmaschine eine Zwischenwelle für Vor-™
wärtsgang und eine Zwischenwelle für Rückwärtsgang.
Mit strichpunktierten Linien ist eine Variante gezeigt, bei der der Kraftfluß je Antriebsmaschine für Vorwärts- und
Rückwärtsgang auf zwei Zwischenwellen verteilt ist«
Figur 7 zeigt eine Ausführung mit einer Antriebsmaschine und zwei gegenläufigen Abtriebswellen mit je einer Zwischenwelle
für Vorwärtsgang und je einer Zwischenwelle für Rückwärtsgang.
Figur 8 zeigt eine Ausführung mit swei gegenläufigen,
konzentrisch zueinander angeordneten Abtriebswellens einer
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Antriebsmaschine und mit je einer Zwischenwelle für Vorwärts-
und Rückwärtsgang.
Pig. 9 zeigt eine Ausführung mit ebenfalls zwei gegenläufigen, konzentrisch zueinander angeordneten Abtriebswellen, jedoch mit
zwei gegenläufigen Antriebsmaschinen, mit je zwei Antriebsritzeln
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- sr -
und je zwei Kupplungen und je einer ZwI sehe nwe lie für Vorwärts-
und Rückwärtsgang. Mit strichpunktierten Linien ist eine Variante gezeigt, bei der der Kraftfluss für Torwarts- und Rückwärtsgang
auf zwei Zwischenwellen verteilt 1st.
Pig. 10 bis 15 zeigen eine Ausführung der Kupplung nach
Fig. 1 in verschiedenen Stellungen:
Fig. 10 die Kupplung in ausgerücktem Zustand, Fig. 11 die Kupplung in halb eingerücktem Zustand,
Fig. 12 und 13 beziehungsweise EIg. 14 und 15 die beiden möglichen Stellungen der Kupplung.in ganz eingerücktem
Zustand.
Gemäss Fig. 1 und 2 ist die Antriebsmaschine 1 über die
Antriebswelle 2 mit dem Ritzel 3 verbunden, das mit dem Zahnrad im Eingriff steht, welches seinerseits Zahnrad 5 treibt. Zahnrad
4 ist über die Zahnkupplung 6 für Vorwärtsging mit der Zwischenwelle
7 kuppelbar und entsprechend Ist Zahnrad 5 über die Zahnkupplung
8 für Rückwärtsgang mit der Zwisehenwelle 9 kuppelbar.
Die Zwiachenwellen7, 9 tragen Ritzel 10, 11, die im Eingriff mit dem auf der Antriebswelle- 13 befestigten Had 12 stehen.
. I at Kupplung 6 eingerückt" und Kupplung 8 ausgerückt, so
dreht sich die Abtriebswelle 13 vorwärts; ist Kupplung 6 ausgerückt
und Kupplung 8 eingerückt, so dreht sich die Abtriebswelle 13 rückwärts. Die beiden Ritzel 10, 11 sind an ihrer Stirnseite
je mit einer Bremse 14, 15 versehens bei deren gemeinsamer Betätigung
das gesamte Antriebssystem bis auf vollkommenen-Stillstand
abgebremst wird. Gemäss Fig. IO bis 15 weisen die Kupplungen
6 und 8 je eine KupplungsßaJbe 30 mit drei Zahnkränzen
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31, 32 und 33 auf, "bei denen jeder zweite Zahn weggelassen ist,
sowie eine Kupplungshülse 34 mit zwei Zahnkränzen 35 und 36, bei denen ebenfalls jeder zweite Zahn weggelassen ist und die
um eine ursprüngliche Zahnteilung gegeneinander verschoben sind. Die Kupplungsnabe 30 ist fest mit der Zwischenwelle 7 bzw. 9
verbunden, während die Kupplungshülse 34 über eine zweite Kupplungsnabe
37 mit Zahnrad 4 bzw. 5 verbunden ist.
Das Einrücken der Kupplungen 6 und 8 erfolgt bei vollkommenem Stillstand des Getriebes, also auch des Zahnrades 4 und
der Zwischenwelle 7 bzw. des Zahnrades 5 und der Zwischenwelle 9, durch axiales Versehieben der Kupplungshülse 34 in der einen
Richtung oder, wenn in diesem Fall .Zahn auf Zahn steht, automatisch
gesteuert in der anderen Richtung, in der dann ein Einrücken sicher möglich ist. Dabei rückt zuerst einer der beiden
Zahnkränze 35 oder 36 der Hülse 34 axial soweit in den Zahnkranz
32 der Habe 30 ein, bis der andere Zahnkranz 36 bzw. 35 der Hülse
34 auf Zahnkranz 33 bzw. 31 stößt (Fig. 11). Beim Anfahren
des treibenden Zahnrades 4 in Richtung des Pfeiles A in Fig. 11 wird die volle axiale Verschiebung erreicht (Fig. 12 und 13);
d.h. die Zähne des zweiten Zahnkranzes 36 oder 35 der Hülse 34 sind dann ebenfalls in Eingriff und machen die Kupplung spielfrei.
Die Betätigung der Kupplungen ist nur möglich, wenn das
Getriebe vollständig stillsteht. Deshalb ist die Betätigungsvorrichtung für die Kupplungen mit einem am Antriebsritzel 3 befestigten
Drehzahlgeber 16 (Fig. 1) gekoppelt, der die Betätigungsvorrichtung solange blockiert, bis die Drehzahl den Wert
Null erreicht hat.
Die Kupplung 6 kann nur ausgerückt werden,"wenn die zweite
Kupplung 8 eingerückt ist oder umgekehrt. Damit wird vermieden, daß die mechanische Verbindung zwischen den Bremsen 14, I5 und
der Antriebswelle 2 unterbrochen wird und die Antriebsmaschine
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1 bei stillstehender Abtriebswelle 13 rotieren kann, was ein
Eindrücken der Kupplungen 6, 8 unmöglich machen würde. Die Bremsen
14, 15 sind so ausgelegt, dass sie zusammen das nötige Bremsmoment erzeugen, um das Antriebssystem gegen.das Schraube
ndrehmoment, bewirkt durch die vom Wasser angetriebene Schraube,
und das Leerlaufmoment der Antriebsmaschine innerhalb eines vorgegebenen
Zeitraums abbremsen können.
Der Betätigungsmechanismus der Bremsen 14, 15 ist so mit dem
Umsteuersystem verbunden, dass ein Lösen der Bremsen 14, 15 erst möglich ist, wenn die Antriebsmaschine 1 ein Drehmoment erzeugt,
das gleich oder grosser dem wirkenden Schraubendrehmoment ist. Dadurch wird vermieden, dass die Schraube nach erfolgter Umsteu- .
erung der Kupplung 6, 8 nochmals vom Wasser angetrieben in der ursprünglichen Drehrichtung rotiert und zuerst von der Antriebsmaschine
1 gebremst werden muss, bevor sie in der umgesteuerten Richtung drehen kann.
Die Bremsen 14, 15, 14', 15' sind als Teilbelagscheiben-·
auch bremsen ausgebildet, wie sie im Prinzip/vom Kraftfahrzeug her
bekannt sind. Um die zu Wärme umgewandelte, beim Bremsen vernichtete Energie schnell und wirksam abführen zu können, werden
gekühlte Bremsscheiben eingesetzt.
Für grössere übertragene Leistungen ist es vorteilhaft, den Kraftfluss für den Vorwärtsgang zu teilen, indem eine zweite
Zwischenwellengruppe für Vorwärtsgang, bestehend aus Zahnrad,41,
Kupplung 61 , Zwischenwelle 7', Ritzel 1O1 , Bremse .14', symmetrisch
zur ersten Vorwärtsgang-Zwischenwellengruppe bezüglich
der Antriebswelle 2 angeordnet wird.
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Dasselbe ist auch möglich für den Rückwärtsgang, indem
eine zweite Zvischenwellengruppe für Rückwärtsgang, bestehend
aus Zahnrad 51, Kupplung 81, Zvri.schenwelle 91ι Ritzel 11",
Bremse 15' symmetrisch zur ersten Rückwärtsgang-Zwischenwellengruppe
bezüglich der Antriebswelle 2 angeordnet wird.
In Pig. 3 und 4 ist eine Anordnung für zwei Antriebsmaschinen
verschiedener Leistung und mit entgegengesetztem Drehsinn dargestellt,
wobei die Antriebsmaschine 1 grosse Leistung und die Antriebsmaschine
17 kleine Leistung hat. Die Anordnung für die Antriebsmaschine 1 entspricht derjenigen von Pig. 1. Die Antriebsmaschine
17 kleiner Leistung ist Über eine Antriebswelle 18 mit einem Ritzel 19 verbunden, das im Eingriff steht mit dem Zahnrad
der Zwischenwellengruppe für Rückwärtsgang. Die Antriebswellen 2, 18 sind mit den entsprechenden Ritzeln 3, 19 durch Ueberholkupplungen
20 verbunden, die gestatten, wahlweise die einzelnen Antriebsmaschinen allein durch Beschleunigen oder Verzögern zu-
oder abzuschalten.
Die kleinere Antriebsmaschine 17 wird für Marschfahrt, die grosse Antriebsmaschine 1 für den hohen Geschwindigkeitsbereich
eingesetzt. Wiederum ist es vorteilhaft, den Kraftfluss für Vorwärtsgang
der grösseren Antriebsmaschine 1 aufzuteilen, indem wie in Pig. 1 eine zweite komplette Zwischenwellengruppe für
Vorwärtsgang symmetrisch zur Antriebswelle 2 angeordnet wird.
In Pig. 5 arbeiten zwei Antriebsmaschinen 1 mit etwa gleicher Leistung und gleichem Drehsinn über je eine, oder in
strichpunktierter Variante über je zwei komplette ^wischenwellengruppen
für Vorwärtsgang'auf die Abtriebswelle 13.
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_ β» —
Die beiden Zahnräder 4 der ^wischenwellengruppen für Vorvjärtsgang
greifen in ein einzelnes Zahnrad 5 der gemeinsamen Zwischenwellengruppe
für Rückwärtsgang ein. Die Antriebswellen 2 sind je über eine Überholkupplung 20 mit ihren Ritzeln 3 verbunden,
damit die Antriebsmaschinen 1 nach Belieben zu- oder abgeschaltet werden können. . .
In Fig. 6 arbeiten zwei Antriebsmaschinen 1 mit"gleichem
Drehsinn über je eine komplette Zwischenwellengruppe für Vorwärtsgang und eine komplette Zwischenwellpngruppe für Rückwärtsgang
auf die Abtriebswelle 13. tfberholkupplungen 20 verbinden je
die Antriebswellen 2 mit den Ritzeln 3, damit die einzelnen Antriebsmaschinen 1 nach Belieben zu— oder abgeschaltet werden können.
Wie in den vorhergehenden Fällen besteht die. Möglichkeit, den Kraftfluss für Vorwärtsgang und Rückwärtsgang aufzuteilen,
indem je eine zweite komplette Zwisckenwellengruppe für Vorwärtsgang bzw. für Rückwärtsgang symmetrisch zu je einer Antriebswelle
2 angeordnet wird.
In Fig. 7 arbeitet eine Antriebsmaschine 1 auf zwei gegenläufige Abtriebswellen 13. Das Ritzel 3 steht im Eingriff mit
den beiden Zahnrädern 4, 5 der Zyischenwellengruppen für Vorwärtsgang
bzw. Rückwärtsgang, deren Ritzel 10, 11, je mit Rad 12 auf den Abtriebswellen 13 im Eingriff stehen. Zahnrad 4 bzw.
treibt Zahnrad 5" bzw. 4"der Zwiachenwellengruppen für Rückwärtsgang
bzw. Vorwärtsging an, die wiederum über die Ritzel 11, 10 je mit Rad 12 der Abtriebswellen 13 im Eingriff stehen. Sind
die beiden Kupplungen 6 einge-rückt und die Kupplungen 8 ausgerückt, so drehen die beiden.-Abtriebswellen in Richtung vorwärts;
sind die beiden Kupplungen 6 ausgerückt und 8 eingerückt, so drehen
die beiden Abtriebawellen in Richtung rückwärts.
COPt BAD ORIGINAL
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G-emäss Pig. 8 treibt eine Antriebsmaschine 1 zwei gegenläufige
konzentrisch zueinander angeordnete Abtriebswellen 13 an.
Die Antriebsmaschine 1 ist über eine Antriebswelle 2 mit dem Ritzel 3 verbunden, mit dem noch der Drehzahlgeber 16 gekuppelt ist.
Ritzel 3 steht im Eingriff mit Rad 4, das seinerseits mit Rad 5 kämmt. Für Vorwärtsgang treibt Rad 4 bzw. 5 über die Zwischenwellen
7 und die Zahnkupplungen ' die Ritzel 10 an,, die im Singriff
mit den Rädern 12 auf der inneren bzw. der äusseren Abtriebswelle 13 stehen, wie es in Fig 8 dargestellt ist. Die Zahnkupplungen
8 sind dabei ausgerüc'-t. Für Rückwärtsgang treibt Rad 4
bzw. 5 über die Zv/ischenwe" len 9 und Zahnkupplungen 8 die Ritzel
11 an, die im Eingriff nr t den Rädern 12 auf der äusseren bzw. inneren
Abtriebswelle 13 rtehen. Die Z-'.hnkup plunge η β sind dabei ausgerückt.
Alle vier "iitzel 10, 11 sind mit Bremsen 14, 15 verbunden,
die den Stillstand ^es Antriebssystems und damit das Schalten der
Zahnkupplunvjp.n j, 8 ermöglichen.
Fig. 9 treiben zwei Antriebsmaschinen 1 von gleicher Leidtun;1; und entgegengesetztem Drehsinn zwei gegenläufige konzentrisch
zueinander angeordnete Abtriebswellen 13 an.
Für Vorwärtsgang treibt je eine Antriebsmaschine 1 über je
eine Antriebswelle 2 und über je eine Zahnkupplung 6 je ein Ritzel
3, das mit je einem Rad 4 im Eingriff steht. Die Räder 4 sind über
je eine Zwischenwelle 7 mit je einem Ritzel 10 verbunden, die je
in Rad 12 auf der inneren bzw. äusseren Abtriebswelle 13 eingreifen. Die beiden Zahnkupplungen 8 sind dabei ausgerückt.
Pur Rückwärtsgang treibt jede Antriebsmaschine 1 über
eine Antriebswelle 2 und über eine Zahnkupplung 8 je ein Ritzel 21,
das mit je einem Rad 4 im Eingriff steht. Die Räder 4 treiben nun
0098Λ3/0974 .°R1GiNAL inspected copy
rl S167 02
auf gleiche V/eise wie bei Vorwärtsgang, aber in umgekehrter Drehrichtung die beiden Abtriebswellen 13 an. Die Zahnkupplungen
6 sind dabei ausgerückt.
Das vollständige Abbremsen des Antriebssystems geschieht
durch die Bremsen 14, die mit den Ritzeln 10 verbunden sind. Jede Antriebswelle 2 weist einen -Dr · α zahlgebe r 16 auf.- -
Pur grosse übertragene Leistungen ist es vorteilhaft, den
Kraftfluss für Vorwärtsgang von Ritzel '-3L bis. Rad 12 aufzuteilen,
indem symmetrisch zu Ritzel 3 je eine zusätzliche Zwischenwellengruppe,
bestehend aus Rad 41 , Zwischenwelle'..-?1 , Ritzel 10' , Bremse
14' angeordnet wird. ■- s
Das gleiche Prinzip kann für den Rückwärtsgang angewendet
werden, indem je symmetrisch zu Ritzel 21 eine zusätzliche Zwischenwellengruppe,
bestehend aus Rad 5', Zwischenwelle 9', Ritzel 11',
Bremse 15' vorgesehen wird. "·'--
Ansprüche:
COPY ORIGINAL INSPECTED
009843/0974
Claims (6)
- Patentan SprücheSchiffswendegetriebe, das zwischen eine oder mehrere, mit unveränderbarem Drehsinn laufende Antriebsmaschinen und eine oder mehrere, jeweils eine Schiffsschraube, tragenden Abtriebswellen geschaltet ist, das jeweils mindestens eine Zwischenwelle für Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt und je eine jeder Zwischenwelle zugeordnete, im Stillstand schaltbare formschlüssige Kupplung aufweist und zum Umschalten auf Stillstand abgebremst wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungen (6, 8, 6', 81) zeitlich überlappend ein- bzw. ausrückbar sind, so daß zu keinem Zeitpunkt des Schaltvorganges alle Kupplungen gleichzeitig vollständig ausgerückt sind.
- 2. Schiffswendegetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungen (6, 8, 6', 8') über einen jeder Antriebswelle (2; 18) zugeordneten Drehzahlgeber (16) geschaltet werden, der die Betätigungsvorrichtungder Kupplungen nur bei Stillstand aller Getriebeteile aus löst.
- 3. Schiffswendegetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Bremse (H, 15» 14' , 15') erst gelöst werden kann, wenn nach erfolgter Umschaltung der Kupplungen (6, 8, 6',' 8') das Antriebsmoment der Antriebs maschinen (2, 18) mindestens gleich dem wirkenden Schrau.bendrehmoment ist.copy009843/0374-χ*
- 4. Schiffswendegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungen (6, 8, 6', 8') mittels einer hydraulischen Hilfskraftvorrichtung betätigbar sind.
- 5. Schiffswendegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kupplungen (β, 8, 6', 8') mittels einer pneumatischen Hilfsvorrichtung betätigbar sind.
- 6. Schiffswendegetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Bremse mehrere Bremsflächenpaare (H, 15* H', 1-51 ) Jimfaßt.7· Schiffswendegetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zwischenwelle (7» 9» 7" >'■ 9") je ein Breissflächenpaar (14 bzw. 15) zugeordnet ist.BAD ORIGINAL 009843/0974isLeerseite
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