DE1988112U

DE1988112U - Schiffsantriebsvorrichtung.

Info

Publication number: DE1988112U
Application number: DEM54149U
Authority: DE
Original assignee: Maybach Mercedes Benz Motorenbau GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1966-02-12
Filing date: 1966-02-12
Publication date: 1968-06-20

Description

μ 54 iW65f o_bm RÄ.255 T39*~3.5.68

Maybach Mercedes-Benz

Motorenbau GmbH
799 Friedrichshafen

Schiffantriebsvorrichtung

Die Leistungsaufnahme.VOn₁.Schiffsgrpjoellern steigt stark mit

AntrlebsvorricnTiungSn w

der Drehzahl an. In A*Mw*#J»oe*4*s··*-größerer Leistung für Schiffe» die ihrer Einsatzart nach verschiedene Geschwindig* keiten laufen sollen, wird die Gesamtantriebsleistung auf tnehrere Äntriebsmaschinen aufgeteilt. Durch Zu* oder Abschalten einzelner Äntriebsmaschinen bzw. Antriebsmaschinengruppen wird dabei die der gewünschten, Fahrgeschwindigkeit entsprechende Propellerleistung aufgebracht, wobei die Antriebsmaschinen im Bereich ihrer wirtschaftlichen Nennleistung betrieben werden.

Antriebsvorrichtungen Neuerdings werden in solchen .tmtmGmimm&aGem Schnellauf ende und hochaufgeladene Dieselmotoren dank: ihres geringen Leistungsgewichtes und ihres günstigen Brennstoffverbrauchs verwendet. In Schiffen, die längere Zeit wirtschaftlich mit normaler Marschgeschwindigkeit, kurzzeitig aber mit sehr hoher Geschwindigkeit betrieben werden sollen, werden Dieselmotoren für die Marschfahrt und zusätzlich Gasturbinen mit ihrem besonders günstigen Leistungsgewicht und kleinem Raumbedarf zur Leistungsdeckung fürdie hohen Gesehwindigkeiten eingesetzt.

Die Drehzahl-Leistungscharakteristik von Dieselmotoren, besonders aber der bei Aufladung durch den Abgasturbolader eng begrenzte Drehzahlbereich, bedingt mehrere schaltbare ünter-. Setzungsstufen zwischen Dieselmotoren und Propellerwelle.

Die Neuerung bezieht sich auf eine solche SchiffsantrlebsvoErloht mit mehreren Schnellaufenden, vorzugsweise hochaufgeladenen, nicht uras teuerbaren Dieselmotoren und gegebenenfalls mit einer oder mehreren Gasturbinen als Antriebsmaschinen, die über Sammelgetriebe eine oder mehrere Propellerwellen antreiben.

Hin weis:Diese Unterlage (Bewhreibuno und Schufzansör.) lsi die zuletzt eingereichte; sie weicht von der Worffassung der ursprünglich eingereichten ünreriaaer, aft. Z-.$ "sjntifcn? .3e<j?ufung der >oweichung 'st nicht geprüft. Die ursprünglich cingcoiyiifi Urttsr;":;«·". η.·''ι ■-;-,- «>- ■·■ .-■ -¹ '· ■ . ;.---',. Se Xönncn ';srk>r/0^:t ohnö Nachweis eines rechiliel.-n U^:. ---. *■ c ;■ "i..-:--..--..-- ■■ : · · '-.-·' .■/. ■'·; --' ■': ■■ !•..«-κ.η ο· *.,■'c-i-ri'.,~Asn oder Fiino

negative zu G_V.;-;:.;...::. Va^t- .;,.'■■ . .- . . - ■ --r- <...-,. C-sr-rovCiiarjiijJtöref^ia

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Die .Neuerung besteht darin, daS zwischen Jedem Dieselmotor und dein entsprechenden Sammelgetriebe eine Getriebeeinheit angeordnet ist, die einen .hydrodynamischen Drehmomentwandler« eine überbrückungskupplung für den Wandler, eine Wendevorrichtung und gegebenenfalls feste Untersetzungsstufen enthält.

Die stufenlose Übersetzung des hydrodynamischen Drehmomentwandlers gestattet eine gute Anpassung der Leistung der mit Nenndrehzahl laufenden Dieselmotoren an die Propellerkurve. Durch Teilfüllen des Wandlers können kleinste Propellerdrehzahlen für Schleichfahrt und zum Manövrieren erzielt werden. Die durch den Wandler erzielbaren überschuBraoraente können zum schnellen Beschleunigen des Schiffes ausgenützt werden. Auch bei höchsten Geschwindigkeiten mit zugeschalteten Gasturbinen können die Dieselmotoren mit Nenndrehzahl bei höheren Abtriebsdrehzahlen des Wandlers \ψ > 1) zur Leistungsdeckung weiter eingesetzt bleiben und die Gasturbinen mit ihrem höheren Brennstoffverbrauch müssen nur die tiberleistung aufbringen, so daß sich auch bei höchsten Geschwindigkeiten noch ein wirtschaftlich tragbarer Betrieb ergibt.

Pur wirtschaftlichen Betrieb bei normaler Marschfahrt, für die die Leistung der eingebauten Dieselmotoren ausgelegt ist, können die Wandlerverluste durch Oberbrücken der Wandler rait der Überbrückungskuppiung ausgeschaltetwerden. Außerdem können die einzelnen Dieselmotoren einfach durch Füllen und Entleeren des Wandlers zu- oder abgeschaltet werden. Die in die Getriebeeinheit gemäß der Erfindung einbezogene Wendevorrichtung für Schnellstopp, Rückwärtsfahren und Manövrieren kann sehr leicht dimensioniert werden, da nur das Moment Jeweils eines Dieselmotors übertragen werden muß.

Ein ganz besonderer Vorteil der zu einer Getriebeeinheit zusammengefaßten Getriebeelemente besteht darin, daß diese Getriebeeinheit in den verschiedensten Schiffsantrieben mit schnellaufenden Dieselmotoren universell verwendet werden kann. Von

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Vorrichtungen
mit nur einem Dieselmotor und einem Propeller bis zu

Vorrichtungen . _, , __. „. · . · . . . . it mehreren Dieselmotoren und zusätzlichen Antriebs« maschinen« wie z.B. Gasturbinen, und mehreren Propellern kann diese Getriebeeinheit in gleicher Ausführung gegebenenfalls mit einer nachgeschalteten festen Untersetzung zur Anpassung an die verschiedenen Propellerausführungen eingebaut werden. Somit ergibt sich für die Getriebeeinheit eine vorteilhafte Fertigung mit großen Stückzahlen» eine günstige Ersatzteilhaltung und eine weltgehende Austauschraögllchkeit mit ihren großen Vorteilen bei Marine-Fahrzeugen.

Eine Getriebeeinheit geringen Gewichts, kleinen Raumbedarfs, guter Übersichtlichkeit und günstiger Einbaumöglichkeit wirei nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung durch folgenden Aufbau erzielt:

a) Auf der Antriebswelle 1st das Pumpenrad des Wandlers, eine Hälfte der als Reibscheibenkupplung ausgebildeten Überbrückungskupplung und eine Hälfte einer weiteren Reibungskupplung für eine Synchronisiervorrichtung der Wendegetriebekupplungen, vorzugsweise Klauenkupplungen, angeordnet;

b) eine die Antriebswelle unifassende Hohlwelle trä,gjt das Wandlerturbinenrad, die zweite Hälfte der ReibBeheiben-' kupplung zur Überbrückung des Wa&dlegg und dazwischen ein Zahnrad, das mit einem der Wendeeingangsräder kämmt;

c) parallel zur Antriebswelle sind zwei Wellen des Wendeteils angeordnet, die die gleich großen Wendeeingangsräder als Festräder und zwei mit einem Ausgangsrad kämmende gleich große Losräder tragen, die mit Klauenkupplungen mit ihren Wellen kuppelbar sind;

d) auf einer der beiden Wendeeingangswellen ist ein Zahnrad der Synchronisiervorrichtung angeordnet, das mit einem weiteren Zahnrad, fest verbunden mit der zweiten Hälfte der Reibungskupplung für die Synchronisiervorrichtung, kämrat.

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Das symmetrische Wendegetriebe dieses bevorzugten Aufbaus der Getriebeeinheit ergibt für beide Abtriebsdrehrichtungen dasselbe Übersetzungsverhältnis und gleiche Belastungsverhältnisse der Getriebeglieder. Dadurch wird der universelle Anwendungsbereich der Getriebeeinheit mit den schon gezeigten Vorteilen noch vergrößert, da sie auch ginne Änderung bei Zweiwellenschiffen rait gegenläufigen Propellern und mit eigenen Antriebsmaschinen für Jeden Propeller verwendet werden können. Dabei werden für eine Fahrtrichtung des Schiffes die Wendegetriebe in den Getriebe* einheiten für den einen Propeller mit zur Antriebsdrehrichtung gleichen Abtriebsdrehrichtung, für dem anderen Propeller mit zur Antriebsdrehrichtung entgegengesetzten Abtriebsdrehrichtung geschaltet.

In den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung sind zwei

vorrichtungen Beispiele von Schiffsantrlebt» mil Schnellauf enden Diesel* motoren mit der «a^uerlungsgemäSen Getriebeeinheit zwischen Dieselmotoren und Sammelgetriebe und ein bevorzugtes AusfUhrungsbeispiel einer solchen Getriebeeinheit gezeigt»

vorrichtung Flg. 1 zeigt schematisch eine Schiffaantrieb mit einem Propeller» der von vier Dieselmotoren über ein Sammelgetriebe angetrieben wird«

vorrichtung Fig. 2 zeigt schematisch eine Schiffsantrieba mit zwei gegenläufigen Propellern, von denen äeaer von zwei Dieselmotoren und einer Gasturbine über je ein eigenes Sammelgetriebe angetrle- heu wird.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Getriebeeinheit zwischen den Dieselmotoren und Sammelgetriebe der Flg. 1 und 2 und

Fig. 4 zeigt das Räderscheraa der Getriebeeinheit nach Fig. >.

vorrichtung:

Die Schiff santriebaihJjigo nacfk Fig. 1 enthält vier Schnellauf ende Dieselmotoren 11« die über ein Sammelgetriebe 12 die Propellerwelle 1> mit Propeller 14 antreiben. Zwischen jedem Dieselmotor 11 und dem Sammelgetriebe 12 sind ^e eine gleiche Getriebe-

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einheit 15 angeordnet. Jede Getriebeeinheit I5 enthält einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, eine Überbrückungskupplung für den Wandler, eine Wendevorrichtung und gegebenenfalls feste Untersetzungsstufen zum Angleichen der hohen Motordrehzahlen an die Propellerdrehzahlen.

In der Zweiwellenanl^ge nach Fig. 2 wird jede Propellerwelle 16 bzw. 17 ait zugehörigen Propellern 18 bzw. 19 von zwei Dieselmotoren 20 bzw. 21 und Je einer Gasturbine 22 bzw. 23 über

Je ein Sammelgetriebe 24 bzw. 25 angetrieben. Wie bei der Anvorrichtung

triebsani'aQB nacn Fig. 1 sind auch hier zwischen Jedem Dieselmotor 20 bzw, 21 und den, entsprechenden Sammelgetriebe» 24 bzw. 25 Getriebeeinheiten 26 gleicher Ausführung wie die Getriebeeinheiten 15 in der Anlage nach Fig. t angeordnet. Zwischen den Gasturbinen 22 bzw. 23 und den zugehörigen Sammelgetrieben 24 bzw« 25 sind Untersetzungsgetriebe 27 bzw. 28 zur Anpassung der hohen Gasturbinendrehaahlen an die Propellerwellendrehzahl geschaltet. Diese Untersetzungsgetriebe enthalten außerdem Jeweils eine Schaltkupplung beliebiger Art zum Zu- oder Abschalten der Gasturbinen an das Sammelgetriebe.

Die Elemente der in Fig. 3 im Schnitt dargestellten Getriebeeinheit 15 bzw* 26 sind in einem Getriebegehäuse 29 zusammengefaßt, das auch die I^gerstellen für die Elemente enthält. Eine Antriebswelle 50 ist mit einem Wellenflansch 31 mit der Antriebsmotorwelle verbunden. Auf der Antriebswelle 20 fest angeordnet ist das Pumpenrad 32 eines hydrodynamischen Drehraoraentwandlers und eine Hälfte einer Reibscheibenkupplung 34 zum Überbrücken des Wandlers, bestehend aus eine« Reibscheibenträger 35 mit Reibscheiben 36. Eine Hohlwelle 37 umschließt die Antriebswelle j50 und trägt das Turbinenrad 38, die zweite Halfte der Reibseheibenkupplung 34, bestehend aus einem Reibscheibenträger 39 ßiit Reibscheiben 40, und dazwischen ein Zahnrad 41. Parallel zur Antriebswelle 30 sind zwei Wendegetriebewellen 42 und 43 angeordnet, die zwei gleich große miteinander icätoende ZahnrSder 44

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und 45 tragen. Bas Zahnrad 44 auf der Wendegetriebewelle 42 steht in Eingriff mit dem Zahnrad 41 auf der Hohlwelle 37. Koaxial zu den beiden Wendegetriebewellen 42 und 43 sind zwei gleich große, nicht miteinander kämmende Zahnräder 46 und 47, die beide mit einem weiteren Zahnrad 48 auf der Getriebeabtriebswelle -49 kämmen, angeordnet. Die Zahnräder 46 und 4? sind durch Klauenkupplungen 50 und 51 wechselweise mit den Wendegetriebe« wellen 42 und 43 kuppelbar* Heben der Reibscheibenkupplung 34 sitzt eine HEIfte 52 einer weiteren Reibkupplung 53 auf der Antriebswelle 30. Die zweite Hälfte 54 dieser Reibkupplung 53 1st mit einem Zahnrad 55 fest verbunden« das mit einem weiteren fest auf der Wendegetriebewelle 43 sitzenden Zahnrad 56 kämmt. Zum Einrücken der Reibscheibenkupplung 34 oder Reibkupplung 53 dient eine Druckscheibe 57 auf einem doppeltwirkenden längsbeweglichen Zylinder 58, der von einem Kolben 59 auf der Antriebswelle 30 in zwei Bruckräume 60 und 61 geteilt wird. Zum Einrücken der Reibscheibenkupplung 34 wird dem Druckraum 60 Druckmittel zugeführt, zum Einrücken der Reibkupplung 53 wird dem Druckraum 61 Druckmittel zugeführt. Die Zahnräder 44 und 45, die gegenläufigen Wendegetriebewellen 42 und 43» die Zahnräder 46, 47 und 48 und die Klauenkupplungen 50 und 51 bilden zusammen das Wendegetriebe, die Reibkupplung 53 und die Zahnräder 55 und 56 eine Synchronisiervorrichtung zum Schalten der Klauenkupplungen 50 und 51 beim Umschalten des Wendegetriebes auf die andere Fahrt»- richtung während der Fahrt.

■■■■■■■■ .. ist ■■ Je nachdem, welche Klauenkupplung 50 oder 51 eingerückt^ wird

die Leistung von der Antriebswelle 30 Über den Wandler 33 bzw* ,■■■■/ Reibscheibenkupplung 34, Zahnräder 41/44, Wendegetriebewelle 42, Klauenkupplung 50, Zahnräder 46/48 auf die Abtriebswelle 49 bei gleicher Drehrichtung von Antriebs- und Abtriebswelle oder von der Antriebswelle 30 Über Wandler 33 bzw· Reibscheibenkupplung 34, Zahnräder 41/44/45, Wendegetriebewelle 43, Klauenkupplung 51, Zahnräder 47/48 auf die Abtriebsweile 49 bei entgegengesetzter Drehrichtung von Antriebs- und Abtriebswelle übertragen.

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ν τ -■

Zum Umschalten des Wendegetriebes während der Fahrt von einer Fahrtrichtung (Drehrichtung der Abtriebswelle 49 in Richtung . des ausgezogenen Pfeiles) in die andere Fahrtrichtung (Drehriohtung der Abtriebswelle 49 in Richtung des gestrichelten Pfeiles) wird bei entleertem Wandler 33# geöffneter Reibscheibenkupplung 34 und nach Ausrücken der vorher eingerückten Klauenkupplung 50 die Reibkupplung 53 eingerückt. Das nun alt der Antriebswelle gekuppelte Zahnrad 55 und mit diesem kämmende Zahnrad 56 treiben die Wendegetriebewellen 42 und 43 nun in umgekehrter Richtung an, bis die andere Klauenkupplung 51 eingerückt werden kann. Danach wird der Wandler 33 gefüllt, dessen Turbinenrad 33 von der Abtriebswelle Setzt in zum Pumpenrad 32 entgegengesetzter Richtung angetrieben wird· Dabei wird das Turbinenrad 38» Hohl* welle 37# Zahnräder 44/45» Wendegetriebewellen 42 und 43 und die nun eingerückte Klauenkupplung 51, die Zahnräder 4? und 48 und die Abtriebswelle 49 abgebremst und in der entgegengesetzten Brehrichtung wieder beschleunigt.

Falls das durch die Zahnrlder 41 /44 bzw.45 und 46 bzw.47 / 48 gebildete Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle 30 und Abtriebswelle 49in besonderen Fällen nicht ausreicht, kann ein abtriebseitlges Gehäuseteil 62 vom Gehäuse 29 abgenommen werden und dafür ein weiteres» feste Zahnräderuntersetzungsstufen ent· haltendes Gehäuseteil angebracht werden*

Außerdem 1st es möglich, die Getriebeeinheit ohne Gehäuseteil-.: 62, Zahnrad 48 und Abtriebswelle 49 direkt an dafür geeignete Sammelgetriebe anzuflanschen und die Zahnräder 46 und 47 mit einem da·* für vorgesehenen flad des Sammelgetriebes in Eingriff zu bringen.

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Claims

'Schuf %- ansprach

1. Schiff santriebSMiage-mit mehreren Schnellauf enden« vorzugsweise hochaufgeladenen, nicht umsteuerbaren Dieselmotoren und gegebenenfalls mit einer oder mehreren Gasturbinen als An* triebsraaschinen, die Über Sammelgetriebe die Propellerwellen antreiben« dadurch gekennzeichnet, daS zwischen Jedem Dieselmotor und dem entsprechenden Sammelgetriebe eine Getriebeeinheit angeordnet 1st, die einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, eine ÜberbrUckungakupplung für den Wandler, eine Wendevorrichtung und gegebenenfalls feste Untersetzungsstufen enthält.

Antriebsvorrichtung

2. 'ßntffltfr»i»iwfli»iisn nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden Aufbau der Getriebeeinheit zwischen Dieselmotor und Sananelgetriebes - ' '

a) Auf der Antriebswelle (jK>) ist das Pumpenrad (32) des Wandlers (33)* eine Hälfte der als Reibscheibenkupplung

(34) ausgebildeten überbrückungskupplung und eine Hälfte einer weiteren Reibungskupplung (53) für eine Synchronisiervorrichtung der Wendegetriebekupplungen (50, 51)» vorzugsweise Klauenkupplungen, angeordnet;

b) eine die Antriebswelle (30) umfassende Hohlwelle (37)

trägt das Wandlerturbinenrad (38), die zweite Hälfte der Reibseheibenkupplung W) 2-ur ilberia?"u^tajng des Wandlers und dazwischen ein Zahnrad (41), das mit einem der Wendeeingangsräder kämastj

c) parallel zur Antriebswelle (30) sind zwei Wellen (42, 43) des Wendeteils angeordnet, die die gleich großen Wendeeingangsräder (44, 45) als FestrSder und zwei mit einem Ausgangsrad (48) kämmende gleich große Losräder (46, 47) tragen, die mit Jaaaienfcupplungen (SQ* 51) mit ihren Wellen (42, 43) kuppelbar sind;

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d) auf einer der beiden Wendeeingansswellen (42, 4j5) 1st ein Zahnrad (56) der Synchronisiervorrichtung angeordnet, das mit einem weiteren Zahnrad (55), fest verbunden mit der"zweiten Hälfte der Reibungskupplung (53) für die Synchronisiervorrichtung^ kämmt.

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