DE2247964A1 - Schiffsantriebsanlage - Google Patents

Description

PATH

nie. B. HOLZEB 89 AUGSBtJÖG

■»η«, «au

Z. 55

Augsburg, den 25. September 1972

Zahnräderfabrik Renk Aktiengesellschaft, 89OO Augsburg,

Gögginger Straße 71-83

Schiffsantriebsanlage

Die Erfindung betrifft eine Schiffsantriebsanlage mit mindestens einer Dieselmaschine, einer dieser vorzugsweise über eine drehelastische Kupplung nachgeschalteten hydrodynamischen Kupplung veränderlicher Füllung, einer schaltbaren mechanischen Kupplung zur überbrückung der hydrodynamischen Kupplung, ggfs. einem zwischen dieser und

ORIGINAL !MSPECTEO 409816/0043

der Schraubenwelle angeordneten Getriebe und einer Manövriereinrichtung zur Leistungseinstellung der Dieselmaschine, zur Füllungeeinstellung der Flüssigkeitsetrömungskupplung und zur Schaltung der überbrückungskupplung.

Derartige Schiffeantriebsanlagen sind bereits in zahlreichen Ausfllhrungsformen bekannt· Eine Ausführungsform einer solchen Schiffsantriebsanlage ist beispielsweise in der DT-OS 1 78I 111 beschrieben.

Im Schiffbau wird in Verbindung mit Dieselantrieben mehr und mehr die Forderung erhoben, im Falle des Eintritts von Maschinenschäden die Maschine augenblicklich von der Schiffsschraube trennen zu können, weil insbesondere bei den heutzutage häufig verwendeten mittelschnellen, hoch aufgeladenen Dieselmaechinen im Falle des Eintritts eines Maschinenschadens der Weiterlauf der Maschine unter der Wirkung des Schleppmoments der Schiffsschraube sehr schnell zu verheerenden Zerstörungen an der Maschine und am Getriebe führen kann.

In jüngerer Zeit werden in zunehmendem Maße schaltbare Zahnkupplungen als Uberbrückungskupplungen für

409816/0043

hydrodynamische Kupplungen verwendet« Wegen der Zahnflankenreibung können Zahnkupplungen bekanntermaßen nur bei geringer oder ganz ohne Drehmomentbelastung geschaltet werden. Infolgedessen kann es bei Verwendung einer schaltbaren Zahnkupplung als überbrückungskupplung für die hydrodynamische Kupplung bei Schiffsantriebsanlagen der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart passieren, daß nach Abgabe eines einen Maschinenschaden ankündigenden Signals das unmittelbar nach Eintritt des Maschinenschadens wirksam werdende, auf den Zahnflanken d@r überbrückungskupplung lastende Schleppmoment der Schiffsschraube ein augenblickliches Ausrücken der überbrückungskupplung unmöglich macht und die erwähnten Zerstörungen bereits eintreten, bevor das Schleppmoment auf einen die Kupplungsausrückung zulassenden geringeren Wert abgefallen ist«

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Schiffsantriebsanlagen der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart eine selbsttätige Trennung der Antriebsmaschine von der Schiffsschraube herbeizuführen, falls bei plötzlichem starkem Drehzahlabfall oder Stillstand der Antriebsmaschine das Schleppmoment der Schiffsschraube einen

409816/0043

bestimmten Wert überschreitet, welch letzterer im allgemeinen dem Leerlaufbremsmoment der Antriebsmaschine entsprechen dürfte, das bei normaler Fahrtwegnahme sur Verzögerung des Schiffes mittels der geschleppten Schiffsschraube ausgenutzt werden soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die überbrückungskupplung mit einer mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung versehen ist bzw, zusammenwirkt, die bei eingerückter Überbrückungskupplung deren DrehmomentUbertragungsvermögen entgegen dem Antriebsdrehsinn auf mindestens das Leerlaufbremsmoment der Antriebsmaschine begrenzt.

Die Erfindung ist vorzugsweise auf Schiffsantriebsanlagen anwendbar, bei welchen als überbrückungskupplung für die hydrodynamische Kupplung eine Zahnkupplung Anwendung findet. Sie ist jedoch auch auf Schiffsantriebsanlagen anwendbar, bei welchen als überbrückungskupplung für die Flüssigkeitsströmungskupplung andere Kupplungsarten verwendet werden,

Qegenüber bekannten Schiffsantriebeanlagen der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart bringt die Erfindung den

409816/0043

technischen Fortschritt, daß für den Pail, daß bei Eintritt eines Maschinenschadens aus irgendwelchen Gründen ein sofortiges Ausrücken der die hydrodynamische Kupplung überbrückenden Kupplung nicht möglich ist, diese Kupplung selbsttätig unwirksam wird, sobald das Schleppmoment der die Antriebsmaschine überholenden Schiffsschraube den erwähnten Grenzwert überschreitet. Da bei eingerückter überbrückungskupplung die hydrodynamische Kupplung stets entleert ist, tritt nach Unwirksamwerden der überbrückungskupplung sofort eine völlige Trennung der Antriebsmaschine von der Schiffsschraube ein, so daß die schadhafte Antriebsmaschine nur noch unter ihrem Eigenmoment ausläuft und rasch zum Stillstand kommt, so daß größere und gefährliche Schäden vermieden werden können« Der Umstand, daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung bei eingerückter überbrückungskupplung und rückwärtsdrehender Antriebsmaschine den erwähnten Grenzwert überschreitende Drehmomente nicht übertragen werden können, stellt insoweit keinen Nachteil dar, als längere Rückwärtsfahrtperioden bei eingerückter überbrückungskupplung praktisch nicht vorkommen und bei Manöverfahrt ohnehin nur mit der hydrodynamischen Kupplung gefahren wird· Hierbei ist wegen Teillast der Maschine kaum mit einem Schaden der erwähnten Art zu rechnen«

409816/0 043

Nach einer bevoriugten Aueführung»form der erfindungsgemäßen Schiffeantriebeanlage findet ale überbrückungskupplung für die hydrodynamische Kupplung eine mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbare Zahnkupplung Anwendung« Diese Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmuffe der Zahnkupplung über eine Steilgewindeverbindung mit Axialanschlag mit der einen Kupplungshälfte der hydrodynamischen Kupplung gekuppelt und über eine gerade Kupplungsverzahnung mit der anderen Hälfte der hydrodynamischen Kupplung kuppelbar ist, wobei die Steilgewindeverbindung bei übertragung des Treibmoments im Vorwärtsdrehsinn die Schaltmuffe in Einrückstellung drängt, und daß in dem Schaltkraftübertragungsweg zwischen der Manövriereinrichtung und der Schaltmuffe ein Federglied bzw. ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, welches bei auf Einrückung der überbrückungskupplung eingestellter Manövriereinrichtung gestattet, daß sich die Schaltmuffe bei Überschreitung eines bestimmten Schleppmomentes unter der Wirkung der Steilgewindeverbindung entgegen der Wirkung des Federgliedes bzw, des durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventil festgelegten Schaltflüssigkeitsdruckes axial im Sinne der Ausrückung der überbrückungskupplung verschiebt.

40 9816/0043

Diese Ausführung»form der Erfindung bietet den Vorteil, daß der Drehmomentbegreneer nicht in der überbrückungskupplung selbst, sondern in dem mechanischen bzw» hydraulischen Schaltkraftübertragungsweg zwischen der Manövriereinrichtung und der überbrückungskupplung angeordnet sein kann, so daß sich hinsichtlich der überbrückungskupplung selbst keine konstruktive Komplikation ergibt« Da die Schaltkraftübertragung von der Manövriereinrichtung zur Schaltmuffe der überbrückungskupplung ohnehin üblicherweise mechanisch oder hydraulisch erfolgt, kann also infolge der erfindungsgemäßen Umsetzung des Schraubensohleppmoments in eine die Schaltmuffe in Ausrückstellung drängende Axialkraft der Drehmomentbegrenzer die Form einer einfachen Feder oder eines einfachen Druckbegrenzungsventils haben·

Diese Bauweise macht es möglich, die überbrückungskupplung in an sich bekannter Art innerhalb des Gehäuses der hydrodynamischen Kupplung unterzubringen·

Nach einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Schiffsantriebsanlage, bei welcher als überbrückungskupplung der hydrodynamischen Kupplung eine hydraulisch schaltbare Zahnkupplung vorgesehen ist, ist die Schaltmuffe der Zahnkupplung als Zylinder bzw.

409816/0043

£ 22Λ7964

Kolben einer doppeltwirkenden Zylinder-Kolbenanordnung ausgebildet, deren Kolben bzw· Zylinder auf einer zugehörigen Kupplungswelle gebildet ist, die mit in die Zylinderräume mündenden Zu- und Abführungekanälen für die durch die Manövriereinrichtung gesteuerte Druckflüssigkeit versehen ist«

Durch eine derartige Anordnung ergibt sich eine besonders gedrungene, platzsparende und gewichtsmäftig leichte Konstruktion·

Gemäß einer Weiterbildung dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schiffsantriebsanlage münden in die beiden Zylinderräume der zwischen der Schaltmuffe der OberbrUckungs-Zahnkupplung und der zugehörigen Kupplungewelle gebildeten Zylinder-Kolbonanordnung Stichkanäle ein, die mit einer zu einer Anzeige-, Signaloder Servoeinrichtung führenden Meldeleitung verbunden sind, und der Kolben dieser Zylinder-Kolbenanordnung ist mit am Umfang verteilten Axialnuten versehen, die axial derart bemessen und angeordnet sind, daß der, der eingerückten Stellung der Schaltmuffe der überbrückungskupplung zugeordnete Stichkanal nur bei Einrück-Endeteilung der Schaltmuffe mit der Meldeleitung verbunden ist, und daß der, der ausgerückten

409816/0043

3 22.4796A

Stellung der Schaltmuffe zugeordnete Stichkanal mindestens in der eingerückten Endstellung der Schaltmuffe mit
der Meldeleitung verbunden ist»

Eine derartige Anordnung ermöglicht es, dem Maschinenpersonal eine Daueranzeige zu geben, daß sich die überbrückungskupplung in voll eingerückter bzw. voll ausgerückter Endstellung befindet bzw» dem Maschinenpersonal über eine gegebenenfalls an die Meldeleitung angeschlossene Servoeinrichtung ein.Signal zu geben, wenn die Schaltmuffe im Begriffe ist, sich aus der voll eingerückten
bzw« voll ausgerückten Endstellung heraus in die ausgerückte Stellung zu bewegen·

In noch weiterer Ausbildung der soeben dargelegten Ausführungsform der Erfindung kann in der, der eingerückten Stellung der Schaltmuffe der Überbrückungskupplung zugeordneten Druckleitung ein von einer an die Meldeleitung angeschlossenen Servoeinrichtung betätigtes Druckablaßventil angeordnet sein, welches sich bei Druckabfall in 4er Meldeleitung öffnet.

Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß bei

409816/0043

Verschiebung der Schaltmuffe der überbrückungskupplung aus der eingerückten Endstellung heraus aufgrund einer Überschreitung des Schleppmoment-Grenzwertes augenblicklich der die Schaltmuffe in eingerückter Stellung haltende Flüssigkeitsdruck abgebaut wird, so daß sich die Schaltmuffe sehr schnell in die ausgerückte Stellung verschieben kann*

Das in der genannten Druckleitung angeordnete Druckablaßventil kann in Weiterbildung der Erfindung auch von Hand, vorzugsweise von der Manövriereinrichtung aus, oder/und Über eine Servoeinrichtung durch ein Signal eines an der Antriebsmaschine angeordneten Temperaturwächters offenbar sein.

Durch eine derartige Anordnung ist es dem Maschinenpersonal möglich, unmittelbar nach visueller Feststellung eines Maschinenschadens die Ausrückung der überbrückungskupplung auszulösen, ohne erst deren selbsttätige Ausrückung infolge Überschreitung des Schleppmoment-Grenzwertes abzuwarten. Die Betätigung des Druckablaßventiles durch das Signal eines an der Antriebsmaschine angeordneten Temperaturwächters ermöglicht es, das selbsttätige Ausrücken

- 10 -

409816/0043

der überbrückungskupplung bereits bei Auftreten einer anormalen Betriebsbedingung an der Antriebsmaschine auszulösen.

Die Stirnflächen zumindestens eines Zahnkranzes der geraden Kupplungsverzahnung der Überbrückungs-Zahnkupplung können in an sich bekannter Weise mit Abweisschrägen versehen sein, die ein Einrücken der überbrückungskupplung verhindern, so lange die der Schiffsschraube zugeordnete Kupplungshälfte der hydrodynamischen Kupplung die der Dieselmaschine zugeordnete Kupplungshälfte der hydrodynamischen Kupplung überholt.

Diese Stirnkantenabschrägung bringt die seit langem bekannten und vielfach angewandten Synchronisationsvorteile, hat aber den Nachteil , daß bei hydraulischer Schaltung der Schaltmuffe der uberbrückungszahnkupplung in den ♦ Druckflüssigkeitsleitungen bei überholender, der Schraubenwelle zugeordneter Kupplungshälfte der hydrodynamischen Kupplung jeweils der Kupplungezahnteilung und dem Drehzahlunterschied entsprechende rhythmische Druckstöße in den Druckflüssigkeiteleitungen auftreten, die um so schädlicher sind, je größer das Verhältnis der in den Zylinderräumen der die Schaltung der Schaltmuffe der uberbrückungszahnkupplung

- 11 4 0 98 16/OQA3

bewirkenden Zylinder-Kolbenanordnung befindlichen DruckflUssigkeitsmenge zu dem Querschnitt und der Länge der zur Manövriereinrichtung führenden Druckleitungen ist·

In Weiterbildung der Erfindung sind infolgedessen an den der Einrückung der überbrückungskupplung zugeordneten Zylinderraum der genannten Zylinder"Kolbenanordnung ein oder mehrere elastische Speicher angeschlossen, die in der Lage sind, diejenige Flüssigkeitsmenge aufzunehmen, die durch die axiale Hin- und Herverschiebung der Schaltmuffe beim Ubereinanderratschen der abgeschrägten Stirnflächen der geraden Kupplungsverzahnung der Schaltmuffe bzw, deren Gegenverzahnung vor deren Einrücken durch den Kolben verdrängt wird.

Der oder die elastischen Speicher haben vorzugsweise die Form von einerseits in den betreffenden Zylinderraum der Zylinder-Kolbenanordnung einmündenden und andererseits mit einem nicht unter Druck stehenden Raum der Kupplungsanordnung verbundenen Bohrungen, in welchen federbelastete Kölbchen begrenzt verschiebbar sind·

Zwei bevorzugte Ausfuhrungsformen der erfindungsgemäßen Schiffsantriebsanlage werden nunmehr anhand der

- 12 409816/0043

anliegenden Zeichnungen in ihren Einzelheiten beispielsweise beschrieben« In den Zeichnungen stellen dar:

Fig, I einen schematischen Teil-Axial

schnitt durch eine hydrodynamische Kupplung nebst zugehöriger Überbrückungs-Zahnkupplung einer Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Schiffsantriebsanlage,

Fig. 2 einen schematischen Axialschnitt

durch eine hydrodynamische Kupplung nebst zugehöriger überbrüokungs-Zahnkupplung einer weiteren Ausführungsform einer Schiffsantriebsanlage nach der Erfindung, und

Fig· 3 einen Ausschnitt des in Fig· 2

gezeigten Axialschnittes in größerem Maßstab·

-•13 -

409816/00

2 2 A 7 9 6 A

Die treibende Welle 1 der in Pig, 1 dargestellten Kupplungsanordnung ist über eine nicht dargestellte drehnachgiebige Kupplung mit der Kurbelwelle einer ebenfalle nicht dargestellten Dieselmaschine verbunden« An der treibenden Wolle 1 sind ein Zwillingspumpenrad 2 einer hydrodynamischen Kupplung und ein mit einem Außensteilgewinde 3 versehener Wellenstutzen 4 befestigt· Am Gehäuse der hydrodynamischen Kupplung sind die beiden Turbinenräder 6 der hydrodynamischen Kupplung und eine Hohlwelle 7 befestigt, welch letztere mit der getriebenen Welle 8 fest gekuppelt ist, auf welcher wiederum das nicht dargestellte Ritzel eines ebenfalls nicht dargestellten Schiffsgetriebes befestigt ist, Über welch letzteres der Antrieb der wiederum nicht dargestellten Schraubenwelle erfolgt« Die treibende Welle 1 ist einerseits in einem Qrundlager 9 und andererseits in einem an der getriebenen Welle 8 befestigten Hohlwellenstutsen 10 gelagert. An einem der Turbinenräder 6 der hydrodynamischen Kupplung ist ein Hohlwellenstutzen 11 befestigt, der in einem Grundlager gelagert ist, in dessen Lagerstuhl ein Zuführungskanal für die Betriebsflüssigkeit der Flüseigkeiteetrömungekupplung mündet, die von dort in üblicher Weise über einen Ringkanal und Axialkanäle in die Arbeitβkammern der

409816/0043

hydrodynamischen Kupplung gelangt, Die Mittel zur Veränderung der Füllung der hydrodynamischen Kupplung sind in der Zeichnung nicht angegeben und gehören nicht zur Erfindung. Die getriebene Welle 8 ist in einem Grundlager 13 gelagert.

Die Hohlwelle 7 weist einen gerade verzahnten Innenzahnkranz 14 auf. Innerhalb der Hohlwelle 7 ist eine Schaltmuffe 15 axial verschiebbar, die einerseits mit einem Innenateilgewinde 16 in dauerndem Eingriff mit dem Außensteilgewinde 3 der treibenden Welle 1 steht und andererseits einen gerade verzahnten Außenzahnkranz 17 aufweist, der durch axiale Verschiebung der Schaltmuffe in den Innenzahnkranz 1*1 der Hohlwelle 7 einrückbar ist. In eine Schaltnut 18 der Schaltmuffe 15 greift ein durch einen Längsschlitz 19 der Hohlwelle 7 hindurchragender Schaltzapfen 20 einer axial verschiebbaren, die Hohlwelle und deren Längsschlitz 19 umgreifenden SchalthUlse 21, in deren Schaltnut 22 eine Schaltgabel 23 eingreift, welch letztere über einen Winkelhebel 2k und ein zu einer nicht dargestellten Manövriereinrichtung führendes Schaltgestänge axial verschiebbar ist. Die an ihrem einen Ende durch die Steilgewindeverbindung 3, 16 geführte Schaltmuffe 15

- 15 -

409816/0043

stützt sich in dem in Fig. 1 dargestellten ausgerückten Zustand mittels eines Innenbundes auf einem entsprechenden Außenbund der treibenden Welle 1 ab, kann sich während ihrer Axialverschiebung im Einrücksinn mit einer an ihrem anderen Ende angeordneten Innenlippe auf einem, an einem Außenbund des Hohlwellenstutzens 10 befestigten Qleitring abstützen und wird in eingerücktem Zustand durch den gegenseitigen Eingriff der gerade verzahnten Zahnkränze Ib, geführt. Befindet sich die Schaltmuffe 15 in eingerückter Stellung, so verbindet sie über die ständig im Eingriff befindliche Steilgewindeverbindung 3, 16 einerseits und über die ineinander eingerückten gerade verzahnten Zahnkränze 1Ί, 17 andererseits die treibende Welle 1 unmittelbar mit der Hohlwelle 7 und damit unmittelbar mit der« getriebenen Welle 8, so daß die hydrodynamische Kupplung 2, 5, 6 überbrückt ist.

Die nicht dargestellte Manövriereinrichtung dient in üblicher Weise zur Leistungseinstellung der Dieselmaschine, zur Püllungseinsteilung der hydrodynamischen Kupplung 2, 5» 6 und zur Schaltung der überbrückungskupplung 3, 16, 15» 17, I¹* · Die Schalt kraftübertragung von der Manövriereinrichtung zum Schaltgestänge 25 kann

- 16 409816/0043

entweder mechanisch oder hydraulisch erfolgen. Erfolgt die Schaltkraftitbertragung mechanisch, so ist zwischen die Manövriereinrichtung und das Schaltgestänge 25 ein Federpaket geschaltet, welches versucht, die Schaltmuffe der überbrückungskupplung 3, 16, 15_t 17, i¹» in die eingerückte Stellung zu drängen« Der Federweg des Federpaketes und der Schaltweg des Schaltgestänges sind so aufeinander abgestimmt, daß bei eingerückter Schaltmuffe 15 und bei auf überbrückung der hydrodynamischen Kupplung 2, 5» 6 eingestellter Manövriereinrichtung der Federweg des Federpaketes überwunden werden muß, wenn die Schaltmuffe 15 gewaltsam entgegen der Einstellung der Manövriereinrichtung aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung verschoben wird.

Der Schraubensinn des Steilgewindes 3, 16 ist so gewählt, daß bei Vorwärtsdrehung der Dieselmaschine die treibende Welle 1 über das Steilgewinde 3, 16 die Schaltmuffe 15 in die eingerückte Stellung zu drücken versucht* Befindet sich die Manövriereinrichtung in einer Einstellung, bei welcher sich die Schaltmuffe 15 in der in Fig» I gezeigten ausgerückten Stellung befindet und die hydrodynamische Kupplung 2, 5» 6 gefüllt ist, so ist das

- 17 -

409816/0 0 A3

im SohaltkraftUbertragungsweg des Schaltgestänges 25 befindliche Federpaket unwirksam, d»h. das Schaltgestänge wirkt als starres Gestänge und das Treibmoment der Diesel" maschine kann die Schaltmuffe 15 nicht über das Steilgewinde 3, 16 in die eingerückte Stellung drücken, so daft die Kraftübertragung ausschließlich über die hydrodynamische Kupplung 2, 5, 6 erfolgt. Dies gilt für Manöverfahrt»

Wird die ManfJvriereinrichtung auf Marschfahrt eingestellt« so verschiebt das Schaltgestänge 25 die Schaltmuffe 15 in die eingerückte Stellung, so lange noch die Flüesigkeitsströmungskupplung 2, 5, 6 gefüllt ist, so daß bezüglich der Einrückung der gerade verzahnten Zahnkränze 14, 17 noch der Synchronisiereffekt der hydrodynamischen Kupplung ausgenutzt wird, sofern sich das Schiff im oberen Fahrtbereich befindet und die leerlaufende Dieselmaschine von der Schiffsschraube geschleppt wird. Danach wird die hydrodynamische Kupplung entleert und das Treibmoment der vorwärtsdrehenden Dieselmaschine hält die Schaltmuffe 15 infolge der Axialschubwirkung des Steilgewindes 3» 16 in eingerückter Stellung.

Wird die Drehzahl der Dieselmaschine herabgesetzt oder wird dieselbe abgestoppt, so hat die getriebene Welle infolge des über das Getriebe übertragenen Schleppmoments

- 18 409816/0043

der Schiffsschraube das Bestreben, die treibende Welle 1 zu überholen. Die Federkraft des dem Schaltgestänge 25 vorgeschalteten Federpakets ist so groß gewählt, daß der durch dieses Federpaket einer Axialverschiebung der Schaltmuffe 15 im Ausrücksinne entgegenwirkende Axialschub der Schaltgabel 23 so groß ist, daß die Schaltmuffe 15 am Steilgewinde 3, 16 ein ganz bestimmtes Drehmoment zu übertragen vermag. Die Größe dieses Drehmoments ist vermittels des dem Schaltgestänge 25 vorgeschalteten Federpakets zweckmäßig so eingestellt, daß sie etwas größer ist als das Leerlaufbremsmoment der Dieselmaschine, so daß also bei auf Marschfahrt eingestellter Manövriereinrichtung und Herabsetzung der Drehzahl der Dieselmaschine bzw» Stillsetzung derselben das Leerlaufbremsmoment der Dieselmaschine für die Verzögerung des Schiffes über die Schiffsschraube ausgenutzt werden kann.

Tritt bei auf Marschfahrt eingestellter Manövriereinrichtung, d.h, bei entleerter hydrodynamischer Kupplung 2, 5, 6, eingerückter überbrückungskupplung 3, 16, 15, 17» I¹* und auf "volle Fahrt voraus" eingestellter Dieselmaschine an letzterer ein plötzlicher Schaden auf, der zu augenblicklichem starkem Drehzahlabfall bzw» zu

- 19 - "

409816/ÜCK3

augenblicklichem Stillstand der Dieselmaschine führt, so hat auch die getriebene Welle 8 infolge des von der Schraubenwelle ausgeübten Schleppmomentes augenblicklich das Bestreben, die treibende Welle 1 zu überholen, wobei das Schleppmoment den erwähnten Drehmoment-Qrentwert überschreitet. Das an der Steilgewindeverbindung 3, 16 wirksame Schleppmoment wird von dieser in einen Axialschub der Schaltmuffe 15 im Ausrücksinne der gerade verzahnten Zahnkränze 17, 1Ί umgesetzt, der im Schaltgestänge zu einem Axialschub führt, welcher stärker ist als die Federkraft des zwischen dieses Schaltgestänge und die Manövriereinrichtung geschalteten Pederpakets. Da die hydrodynamische Kupplung 2, 5# 6 entleert ist, kann sich bei Überwindung dieser Federkraft die Schaltrauffe ungehindert im Ausrücksinne verschieben und die Kupplung zwischen der treibenden Welle 1 und der getriebenen Welle wird augenblicklich unterbrochen, so daß die den Schaden erleidende Dieselmaschine sich selbst überlassen bleibt und infolgedessen größere Schäden an der Dieselmaschine bzw. an der Kupplungsanordnung oder am Getriebe vermieden werden« Mit dem zwischen das Schaltgestänge 25 und die Manövriereinrichtung geschalteten Federpaket kann eine Einrichtung verbunden sein, welche das Schaltgestänge im Sinne einer Ausrückung der Oberbrückungskupp-

- 20 -

409816/0043

lung 3» 16, 15, 17, I¹* betätigt, so daß einerseits ein übereinanderratsehen der Zahnkranzstirnflächen d@r überbrückungskupplung und andererseits ein Wiedereinrüoken der überbrückungskupplung bei allmählich kleiner werdendem Schraubenschleppmoment verhindert wird, Di@ den Schaden erleidende Dieselmaschine kann also unbelastet von den umlaufenden Massen der Kuppluagsanordnung, dee Getriebes, des Wellenstranges und der Schiffeschraube sowie unbelastet von der Masse des noch in Fahrt dahingleitenden Schiffes entsprechend den jeweils aufgetretenen Schadensumständen für sich auslaufen, obwohl die Manövriereinrichtung noch auf Marschfahrt eingestellt ist» Wird die Manövriereinrichtung auf ^wStop^t? gestellt, so wird die das zwischen das Schaltgestänge 25 und die Manövriereinrichtung geschaltete Federpaket in durehgefederteai Zustand haltende Einrichtung unwirksam und die Anlag© befindet sich wieder in normalem Betriebssustand, so daß nach Behebung des Maschinenschadens wieder der normale Betrieb der Anlage aufgenommen werden kann.

Anstelle eines Federpakets zwischen dem Sehalt» gestänge 25 und der Manöyriereiarichtung kann selbstverständlich auch jede andere Art von Schubbegrenzer swisehengesehaItet sein» So kann beispielsweise durch Zwischenschaltung einer Nocken-, Kurvenscheiben«- oder

- 21 -

409816/0043

Kniehebelverbindung die lineare Federcharakteriatik des Pederpakets in eine für den vorliegenden Fall günstigere, einen Knick aufweisende Charakteristik umgesetzt werden· Zwischen das Schaltgestänge 25 und die Manövriereinrichtung kann eine hydraulische SchaltkraftUbertragung geschaltet sein, in welcher sich ein Druckbegrenzungsventil befindet, welches uffnet, sobald die Schaltmuffe 15 einen im Ausrücksinne wirkenden Axialschub erfährt, welcher einem Schraubenechleppmoment entspricht, das größer als der eingestellte Drehmoment-Grenzwert ist.

Unter Bezugnahme auf die Fig· 2 und 3 wird nun eine weitere Ausführungsform einer Schiffsantriebsanlage nach der Erfindung beschrieben, wobei mit der in Fig· I dar* gestellten Kupplungsanordnung identische Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Die über eine nicht dargestellte drehnachgiebige Kupplung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Dieaelmaschine gekuppelte, als Hohlwelle ausgeführte und in einem Qrundlager 26 gelagerte treibende Welle 1 ist fest mit dem einen Pumpenrad 2 einer hydrodynamischen Kupplung verbunden, deren anderes Pumpenrad 2 mit dem genannten einen Pumpenrad in üblicher Weise durch das Gehäuse 5 der hydrodynamischen Kupplung fest verbunden

- 22 -

40 9816/0043

22 4 7

ist« An dem anaewen Pumpenrad 2 ist ein in einem Qrundlager gelagerter Hohl^ellenstutzen 28 befestigt, in welchem die ihn durchsetzende getriebene Meile 8 gelagert ist. An einem Plansch der getriebenen W®lle 8 ist ein Ewillings-Turbinenrad 6 der hydrodynamischen Kupplung befestigt« Die Zu- und Abfuhr der Betriebsflüssigkeit für· die hydrodynamische Kupplung ©rfolgt in üblicher Weise über AxiaX- und Ringkanäle· Diese Zu- und Abfuhr der Betriebsflüssigkeit der hydrodynamischen Kupplung erfolgt unter der Steuerung einer nicht dargestellten Manövriereinrichtung in an sich bekannter Weise und gehurt nicht zur Erfindung« Ein Fortsatz 8ε der getriebenen Welle 8 durchsetzt den Hohlraum der treibenden Welle i und ist in diesem durch ein Zwischenlager 29 abgestützt· An der treibenden Welle 1 ist ein Ring 30 mit einem gerade verzahnten Innenzahnkranz 14 befestigt, welcher in seinen Einzelheiten aus Fig. 3 ersichtlich ist» Ebenfalls aus Fig« 3 sind Einzelheiten eines Muffenteils 32 ersichtlich, das am Zwillinge-Turbinenrad 6 und damit an der getriebenen Welle 8 befestigt ist. Das Muffenteil 32 ist mit einem Innensteilgewinde 16 versehen, in welches das Außeneteilgewinde 3 einer Schaltmuffe eingreift, die außerdem mit einem gerade verzahnten Außenzahnkranz 17 versehen ist, der in den gerade verzahnten Innenzahnkranz 14 des Ringes 30 einrückbar ist·

- 23 -

409816/0043

Die Schaltmuffe 15 ist in der oberen Hälfte der Pig. in einer Stellung dargestellt, in welcher ihr Außenzahnkranz 17 in den Innenzahnkranz I¹J des Ringes 30 eingerückt ist, während sie in der unteren Hälfte der Fig. 3 in einer Stellung dargestellt ist, in welcher ihr Außenzahnkranz aus dem Innenzahnkranz lH des Ringes 30 ausgerückt ist·

Die Schaltmuffe 15 ist aufgrund der in ständigem gegenseitigem Eingriff befindlichen Steilgewindeverbindung 3, 16 mit dem Muffenteil 32 und damit mit der getriebenen Welle 8 stets begrenzt axial-schraubend verschiebbar verbunden und bei in den Innenzahnkranz 14 eingerücktem Außenzahnkranz 17 drehfest mit der treibenden Welle 1 verbunden. Der axiale Verschiebungsweg der Schaltmuffe wird einerseits durch einen mit der Stirnfläche des Außen-Steilgewindes 3 zusammenwirkenden Innenbund 32a des Muffenteils 32 und andererseits durch einen mit einem Außenbund 8b des Ansatzes 8a der treibenden Welle 8 zusammenwirkenden Innenbund 15a der Schaltmuffe 15 begrenzt, welch letzterer den Kolben einer Zylinder-Kolbenanordnung darstellt» Die Schaltmuffe 15 wird axial einerseits durch den ständigen Eingriff der Steilgewindeverbindung 3, 16 und andererseits durch die ständige gegenseitige Anlage zwischen ihrer Innenwandung und dem Außenbund 8b des

- 2Ü 409816/0043

Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 und weiterhin durch die ständige Anlage der Innenfläche ihres Innenbundes 15a an diesem Ansatz 8a der getriebenen Welle 8 und schließlich in eingerückter Stellung durch den gegenseitigen Eingriff der Zahnkränze I¹J und 17 geführt»

Der Zylinder der erwähnten Zylinder-Kolbenanordnung ist als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet und wird einerseits durch den Außenbund 8b des Ansatzes 8a, weiter durch die Zylinderfläche des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8, außerdem durch die zylindrische Innenfläche der Schaltmuffe 15 und schließlich durch einen Außenbund 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 begrenzt. Die beiden Zylinderräume dieses doppeltwirkenden Zylinders sind mit A und B bezeichnet und sind voneinander durch den im Zuge der nachstehenden Darlegungen als Kolben bezeichneten Innenbund 15a der Schaltmuffe 15 getrennt« Die zylindrische Innenfläche der Schaltmuffe 15 liegt dichtend an den zylindrischen Außenflächen der Außenbünde 8b und 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 an und die zylindrische Innenfläche des Kolbens 15a der Schaltmuffe liegt dichtend auf der zylindrischen Außenfläche des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 auf. Ein

- 25 -

409816/0043

nachstehend ale EinrUckkanal bezeichneter, innerhalb der getriebenen Welle 8 verlaufender DruckflUssigkeitskanal 33 mündet unmittelbar neben dem Außenbund 8b des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 in den Zylinderraum A und ein nachstehend als Ausrückkanal bezeichneter, ebenfalls die getriebene Welle 8 durchsetzender DruckflUssigkeitskanal 3¹* mündet unmittelbar neben dem Außenbund 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 in den Zylinderraum B. Ein nachstehend als Meldekanal bezeichneter weiterer Kanal 35 durchsetzt ebenfalls die getriebene Welle 8 und verzweigt sich in zwei Stichkanäle 35b und 35c, die beide mit Bezug auf den Ansatz 8a der getriebenen Welle 8 radial verlaufen und deren einer auf der Außenfläche des Außenbundes 8b mündet, während der andere Stichkanal 35c auf der Außenfläche des Außenbundes 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 mündet. Wie aus Pig, 2 ersichtlich ist, sind die drei Druckflüssigkeitsleitungen 33, 3^ und 35 an geeigneter Stelle der getriebenen Welle 8 radial nach außen geführt und über in der Zeichnung nicht dargestellte Ringnuten in einen ortsfesten Abnahmering 36 übergeführt, von wo sie über ortsfest verlegte Leitungen mit einem in der Manövriereinrichtung angeordneten Steuerschieber bzw, mit einer zweckmäßig am Manöverstand angeordneten Anzeige- oder Signaleinrichtung bzw. einer Servoeinrichtung verbunden sind, über den Steuerschieber der Manövrier*

- 26 409816/00 A3

einrichtung kann Druckflüssigkeit wahlweise dem Einrückkanal 33 oder dem Ausrückkarsai 3** augeführt bzw, aus diesen Kanälen abgelassen werden» Gelangt Druckflüssigkeit in den Einrückkanal 33 und kann Druckflüssigkeit über den Ausrückkanal 3¹* austreten, so gelangt die Über den Einrückkanal 33 zugeführte Druckflüssigkeit in den Zylinderraum A und versucht den Kolben 15a in Richtung des Zylinderraumes B zu verschieben, so daß sich die mit dem Kolben 15a ein gemeinsames Teil bildende Schaltmuffe 15 aus der in der unteren Hälfte der Fig, 3 dargestellten Stellung, in welcher ihr gerade verzahnter Zahnkranz 17 aus dem gerade verzahnten Zahnkranz 14 des Ringes 30 ausgerückt ist, in die in der oberen Hälfte der Fig, 3 dargestellte Stellung zu verschieben sucht. Sowie die beiden Zahnkränze 14 und 17 in anschnäbelnden Eingriff gekommen sind, bewirkt die Steilgewindeverbindung 3, bei im Antriebsdrehsinn Überholender treibender Welle 1 in üblicher Weise eine axiale Verschiebung der Schaltmuffe und somit die völlige gegenseitige Einrückung der gerade verzahnten Zahnkränze 1*4, 17· Soll die üb erb rückungs zahnkupplung ausgerückt werden, so wird die Antriebsdieselmaschine gedrosselt, worauf die unter dem Schiffsschrauben-Schleppraoment stehende getriebene Welle 8 in Üblicher Weise über die Steilgewindeverbindung 3, 16 die Verschiebung der Schaltmuffe 15 in die ausgerückte Stellung bewirkt· Gleichzeitig gelangt Druckflüssigkeit in den Ausrückkanal 34 und

- 27 -

409816/0043

kann Flüssigkeit über den EinrUokkanal 33 austreten, so daß die Druckflüssigkeit in den Zylinderraum B eintritt und den sich in Richtung des Zylinderraumes A verschiebenden Kolben 15a und mit ihm die Schaltmuffe 15 in der in der unteren Hälfte in Fig. 3 dargestellten ausgerückten Stellung hält.

Die getriebene Welle 8 ist über ein nicht dargestelltes Oetriebe mit der Schraubenwelle verbunden· Der Schraubensinn der Steilgewindeverbindung 3» 16 ist so gewählt, daß bei ineinander eingerückten Zahnkränzen 11 und 17 die vorwärtslaufende Dieselmaschine die treibende Welle 1 und damit die Schaltmuffe 15 in einem Drehsinn antreibt, in welchem die Reaktionskraft der Steilgewindeverbindung 3» versucht, die Schaltmuffe 15 in eingerücktem Zustand zu halten, in welchem die Zahnkupplung Ii, 17, 15, 3» 16 die Flüssigkeitsströmungskupplung 2, 5, 6 überbrückt. Wird die Drehzahl der Dieselmaschine herabgesetzt, so versucht die getriebene Welle 8 infolge des über das Getriebe in sie eingeleiteten Schleppmoments der Schiffsschraube die treibende Welle 1 zu überholen und über die Steilgewindeverbindung 16, 3 die Schaltmuffe 15 aus der in dtr oberen Hälfte der Fig. 3 dargestellten eingerückten Stellung in die in der unteren Hälfte in Fig· 3 dargestellte ausgerückte Stellung zu ziehen* Im Einrückkanal 33 bzw. in der an ihn

- 28 409816/0043

angeschlossenen Leitung oder an geeigneter Stelle in der Manövriereinrichtung ist ein Druckbegrenzungsventil angeordnet, durch welches der bei eingerückter Schaltmuffe 15 im Zylinderraum A herrschende Flüssigkeitsdruck auf einen bestimmten Wert begrenzt wird, welcher einem bestimmten Axialschub entspricht, der wiederum der Axialkomponente gleich ist, die ein an der Steilgewindeverbindung 3» 16 wirksames, über die getriebene Welle 8 eingeleitetes Schleppmoment der Schiffsschraube erzeugt. Dieses Schleppmoment bzw« der diesem Schleppmoment entsprechende, im Zylinderraura A bei eingerückter Schaltmuffe 15 herrschende Flüssigkeitsdruck ist wiederum zweckmäßig so eingestellt, dad er etwas größer ist als das Leerlaufbremsmoment der Dieselmaschine, so daß bei Fahrtwegnahme dieses Leerlaufbremsmoment zur Abbremsung des Schiffes ausgenutzt werden kann.

Tritt an der Dieselmaschine bei eingerückter Schaltmuffe 15t d.h. bei auf Marschfahrt,.eingestellter Manövriereinriohtung ein Schaden ein, der zu plötzlichem sehr starkem Drehzahlabfall bzw, zum Stillstand der Dieselmaschine führt, so übersteigt das Schraubenschleppmoment das Leerlaufbremsmoment der Dieselmaschine, d,h. der im Zylinderraum A herrschende Druck übersteigt den Druck, auf welchen das genannte Druckbegrenzungsventil eingestellt ist, und

- 29 409816/0043

das Druckbegrenzungsventil öffnet, βο daß sich nunmehr unter der Wirkung des an der Steilgewindeverbindung 16, angreifenden Sohraubenschleppmoments die Schaltmuffe 15 unter Aussohub der im Zylinderraum A befindlichen Druckflüssigkeit Über den EinrUokkanal 33 aus der in der oberen Hälfte der Fig. 3 dargestellten eingerückten Stellung in die in der unteren Hälfte in Fig. 3 dargestellte ausgerückte Stellung verschiebt, wodurch augenblicklich die treibende Welle 1 von der getriebenen Welle 8, d.h. die Dieselmaschine von der Schraubenwelle getrennt wird. Diese Axialverschiebung der Schaltmuffe 15 erfolgt leicht, weil bei auf Narsohfahrt eingestellter Manövriereinrichtung, d.h. bei auf Einrückstellung der Schaltmuffe 15 eingestellter Manövriereinrichtung die hydrodynamische Kupplung 2, 5, entleert ist«

An der zylindrischen Innenfläche der Schaltmuffe 15 ist im Zylinderraum A eine Anzahl von Axialnuten 37 am Umfang verteilt und so angebracht und längenmäßig bo bemessen, daß dieselben bei eingerückter Stellung der Schaltmuffe 15 gerade den Zylinderraum A mit dem Stichkanal 35b und dadurch mit dem Meldekanal 35 verbinden. Verschiebt sich die Schaltmuffe 15 aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung, so werden alsbald die Axialnuten 37 durch die zylindrische Außenfläche

- 30 40981 6/0043

des Außenbundes 8b des Ansatzes 8a des* getriebenen Welle θ abgedeckt und anschließend die Mündung des Stichkanals 35b an der zylindrischen Außenfläche dieses Außenbundes 8b durch die zylindrische Innenfläche der Schaltmuffe 15 abgedeckt, so daß keine Verbindung mehr «wischen dem Zylinderraum A und dem Meldekanal 35 besteht. Außerdem ist an der zylindrischen Innenfläche der Schaltmuffe 15 eine Ringnut 38 so angeordnet und breitenmäßig so bemessen, daß sie, wie aus der unteren Hälfte der Fig« 3 ersichtlich ist, bei in ausgerückter Stellung befindlicher Schaltmuffe 15 den Stichkanal 35c des Außenbundes 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 und damit auch den Meldekanal 35 mit dem Zylinderraum B verbindet, während sie, wie aus der oberen Hälfte der Fig« 3 ersichtlich ist, bei in eingerückter Stellung befindlicher Schaltmuffe völlig außerhalb des Zylinderraumes B jenseits des Außenbundes 8c liegt, so daß die Mündung des Stichkanals 35c in der zylindrischen Außenfläche des Außenbundes 8c duroh die neben der Ringnut 38 verbleibende zylindrische Innenfläche der Schaltmuffe 15 abgedeckt wird. Der Zylinderraum B hat also bei in ausgerückter Stellung befindlicher Schaltmuffe 15 und während eines großen Teiles des Verschiebungsweges der Schaltmuffe 15 aus der ausgerückten Stellung in die eingerückte Stellung Verbindung mit dem Melde-

- 31 -

409816/0043

kanal 35 und diese Verbindung wird erst kurz bevor die Schaltmuffe 15 ihre eingerückte Endstellung erreicht hat, unterbrochen. Infolge dieser besonderen Gestaltung und Breite der Ringnut 38 wirkt der Außenbund 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 mit der zylindrischen Innenfläche der Schaltmuffe 15 in an sich bekannter Weise als Dämpfer zusammen, der schnelle Axialbewegungen der Schaltmuffe bei Annäherung an ihre Endstellungen dämpft»

Da der Außenbund 8b des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 im Hinblick auf die gegenseitige Zentrierung der Teile 8a, 15 und 32 vorzugsweise mit Kolbenringen versehen ist, die sich in einer Ringnut verfangen würden, kann anstelle der Axialnuten 37 nur dann eine Ringnut in der Schaltmuffe 15 vorgesehen sein, wenn dafür gesorgt werden kann, daft die Kolbenringe entfallen.

In Abwandlung der soeben beschriebenen Konstruktion kann, falls keine schnellen Kolbenbewegungen gedämpft werden müssen, die Ringnut 38 wesentlich schmäler ausgeführt sein, etwa so schmal wie die Axialnuten 37 lang sind, oder es können statt einer Ringnut ebensolche Axialnuten vorgesehen sein, in welchem Fall dann der Außenbund 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 ebenfalls mit Kolbenringen versehen sein kann·

- 32 -

409816/004 3

Wie oben erwähnt wurde, ist an den Meldekanal 35 entweder eine Anzeigeeinrichtung oder eine Signaleinrichtung oder/und eine Servoeinrichtung angeschlossen« Eine solche Einrichtung ist in Fig· 3 bei 39 angedeutet» Es sei zunächst der Fall angenommen, daß der Meldekanal 35 zu einer Anzeigeeinrichtung führe, die beispielsweise am Manöverstand eine Sichtanzeige liefert* Befindet sich die Schaltmuffe 15 in eingerückter Stellung, so liefert der die Schaltmuffe in dieser Stellung haltende, im Zylinderraum A herrschende Flüssigkeitsdruck über die Axialnuten 37, den Stichkanal 35b und den Meldekanal 35 eine Sichtanzeige über die von der Schaltmuffe eingenommene Endstellung in der eingerückten Lage, Bewegt sich die Schaltmuffe 15 auch nur geringfügig aus der eingerückten Endstellung heraus, so verschwindet diese Sichtanzeige augenblicklich, da dann die Axialnuten durch die zylindrische Außenfläche des Außenbundes 8b des Ansatzes Oa der getriebenen Welle 8 abgedeckt werden· Erreicht bei der Verschiebung der Schaltmuffe 15 aus der eingerückten Endstellung in die ausgerückte Stellung die Ringnut 38 den Zylinderraum B, so kann der darin herrschende Flüssigkeitsdruck über die Ringnut 38 nicht nur in den Stichkanal 35c eintreten, sondern über diese Ringnut außerdem auch über den Außenbund 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 hinweg aus dem Zylinderraum B austreten, so daß der in diesem Zylinderraum herrschende Flüssigkeitsdruck zwar zur Ver-

- 33 409816/0043

Schiebung der Schaltmuffe 15 aus der eingerUokten Stellung in die ausgerückte Stellung ausreicht, nicht aber groß genug ist, um über den Stichkanal 35c und den Neidekanal an der Anzeigeeinrichtung eine Sichtanzeige zu liefern. Dies tritt erst ein, kurz bevor die Schaltmuffe 15 ihre ausgerückte Endstellung erreicht hat, da dann, wie aus der unteren Hälfte in Fig. 3 ersichtlich ist, die noch neben der Ringnut 38 verbleibende zylindrische Innenfläche der Schaltmuffe 15 dichtend mit der zylindrischen Außenfläche des Außenbundes 8c in überdeckung kommt und folglich nunmehr der ganze im Zylinderraum B herrschende Flüssigkeitsdruck an Stichkanal 35c und somit auch an Meldekanal 35 ansteht. Die Sichtanzeigeeinrichtung gibt also jeweils eine Sichtanzeige darüber, daß die Schaltnuffe entweder ihre eingerückte Endstellung oder ihre ausgerückte Endstellung einnimmt, während dies® Sichtanzeige verschwindet, so lange sich die Schaltmuffe zwischen der einen oder der anderen Endstellung befindet. Ist an den Meldekanal 35 eine Signaleinrichtung angeschlossen, so kann diese so geschaltet sein, daß keine Signalabgabe erfolgt, solange die Schaltmuffe 15 «ine Zwischenstellung einnimmt, während in dem Augenblick, in welchem die Schaltmuffe eine ihrer beiden Endstellungen erreicht hat, die Signalgabe aufhurt. Tritt also infolge eines Schadens an der Dieselmaschine

- 3* 409816/0043

die zuvor beschrieben® selbsttätige Ausrückung der Schaltmuffe 15 ein, so wird auch dies® dem Maschinenpersonal entweder durch Sichtanzeige oder durch akuetisehe Signalgabe gemeldet.

Vorzugsweise ist in den Einrückkanal 33 bzw, in die an diesen sich anschließende Leitung zweckmäßig in der Nähe der Manövriereinrichtung ein von Hand betätigbares Druckablaftventil eingebaut« Ein solches Druckablaßventil ermöglicht es dem Maschinenpersonal, bei Kenntnisnahm© eines ©inen erheblichen Drehzahlabfall bzw« den Stillstand der Dieselmaschine herbeiführenden Maschinenschadens augenblicklich den im Zylinderraum A herrschenden Druck abzubauen und damit eine sofortige Ausrückung der Sehaltmuffe 15 im Sinne einer augenblicklichen Trennung der Antriebsmaschine von der Schraubenwelle herbeizuführen, bevor noch das Schleppmoment der Schiffsschraube ein selbsttätiges Ausrücken der Schaltmuffe 15 in dem oben beschriebenen Sinne herbeiführt·

Es sei nun der Fall betrachtet, daß der Meldekanal bzw· die an ihn anschließende Leitung an eine Servoeinrichtung angeschlossen sei und daß diese Servoeinrichtung auf das in der Leitung des Einrückkanals 33 befindliche Druckablaßventil einwirke. Weiterhin sei angenommen, daß ein, einen erheblichen Drehzahlabfall bzw. den Stillstand

- 35 409816/0043

2 ü 4 7 9 36

der Dieselmaschine herbeiführender Maschinenschaden aus irgendwelchen Qründen vom Maschinenpersonal unbeachtet bleibe· Setzt nun die oben beschriebene selbsttätige AusrUckung der Schaltmuffe 15 unter der Wirkung des Schleppmoments der Schiffsschraube ein, so erfolgt, da zu Beginn der Ausrückbewegung die Axialnuten 37 durch die zylindrische Außenfläche des Außenbundes 8b des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 abgedeckt werden, ein kurzfristiger Druckabbau im Meldekanal 35» welcher sich auch der Servoeinrichtung mitteilt. Die Servoeinrichtung bewirkt ihrerseits eine sofortige öffnung des in die Leitung des EinrUok kanals 33 eingebauten Druckablaßventils, so daß nunmehr die AusrUckung der Schaltmuffe 15 in allerkürzester Zeit erfolgt und die Antriebsmaschine augenblicklich von der Schiffsschraube getrennt wird. Dabei kann gleichzeitig eine Signalgabe im Maschinenraum erfolgen·

Die Servoeinrichtung kann in Weiterbildung einer solchen Anordnung beispielsweise auch unter dem Einfluß eines oder mehrerer in der Dieeelmaschine eingebauter Temperaturwächter stehen, so daß die Servoeinrichtung bereits betätigt wird, wenn an der Dieselmaschine anormale Betriebezustände auftreten.

- 36 409816/0043

Wie in Fig· 3 außerdem ersichtlich, kann im Meldekanal 35 eine mit einer Drosselstelle versehene Druckflüseigkeits-Austrittsöffnung 40 angeordnet sein. Diese Drosselöffnung 40 hat den Zweck, im Meldekanal 35 einen möglichst raschen Druckabfall herbeizuführen, falls die Druekflüssigkeitszufuhr aus einem der Zylinderräume A oder B zum Meldekanal aufhört. Sie bewirkt also eine Erhöhung der' Ansprechempfindlichkeit der Anordnung.

Mindestens eine der einander zugewandten Stirnflächen der gerade verzahnten Zahnkränze 14 und 17 kann in an sich bekannter Weise mit Abweisschrägen versehen sein, die ein Einrücken dieser Zahnkränze verhindern, so lange die getriebene Welle 8 die treibende Welle 1 überholt« Steht der Zylinderraum A unter Flüssigkeitsdruck und ratschen bei überholender getriebener Welle 8 die Stirnflächen der beiden ineinander einzurückenden Zahnkränze und 17 übereinander weg, so gerät dadurch die Schaltmuffe in Axialschwingung, deren Frequenz durch die Teilung der Zahnkränze und durch die relative Drehzahl der beiden Zahnkränze bestimmt ist, Diese Schwingungen übertragen sich durch den Kolben 15a auf die im Zylinderraum A befindliche Druckflüssigkeit und über diese in sämtliche in diesen Zylinderraum hineinführende Druckflüssigkeitskanäle

- 37 409816/0043

a?

und DruckflUssigkeitsleitungen sowie in die daran angeschlossenen Geräte, Es bedarf keiner Erwähnung, daß derartige Schwingungen in hohem Maße unerwünscht sind und unter Umständen zu Zerstörungen führen können. Um diese Schwingungen im Zylinderraum A aufnehmen zu können, sind infolgedessen in dem Außenbund 8b Axialbohrungen 41 angeordnet, über welche dieser Zylinderraum A mit in einem auf dem Ansatz 8a der getriebenen Welle 8 befestigten Ringkörper 42 angeordneten kleinen Zylinderräumen 43 verbunden ist, welch letztere über Offnungen 44 mit einem drucklosen Raum 45 verbunden sind, und in welchen Kölbchen 46 begrenzt verschiebbar sind, deren Kolbenfläche über die Bohrung 41 von der im Zylinderraum A befindlichen Druckflüssigkeit beaufschlagt ist und die durch entsprechend bemessene Druckfedern 47 belastet sind. Gerät also die Schaltmuffe 15 infolge übereinanderratschens der einander zugewandten abgeschrägten Stirnflächen der gerade verzahnten Zahnkränze 14 und 17 bei überholender getriebener Welle 8 in Axialschwingungen, so werden diese sich auf die im Zylinderraum A befindliche Druckflüssigkeit übertragenden Schwingungen von den Kölbchen 46 aufgenommen, die in entsprechende Schwingungen geraten· Dadurch werden die DruckflUssigkeitsschwingungen auf den Zylinderraum A lokalisiert und daran gehindert,

- 38 409816/00A3

in die mit diesem Zylinöerr-aum in Verbindung stehenden Kanäle und Druckflüssigkeitsleifcungen sowie zu den daran angeschlossenen Geräten mi gelangen.

- 39 -

409816/00 4 3

Claims (9)

2 2 A 7 9 6 UO Patentansprüche

1. Schiffeantriebsanlage mit mindestens einer Dieselmaschine, einer dieser vorzugsweise über eine drehelastische Kupplung nachgeschalteten hydrodynamischen Kupplung veränderlicher Füllung, einer schaltbaren mechanischen Kupplung zur überbrückung der hydrodynamischen Kupplung, ggfs. einem zwischen dieser und der Schraubenwelle angeordneten Getriebe und einer Manövriereinrichtung zur Leistungseinstellung der Dieselmaschine, zur Füllungseinstellung der hydrodynamischen Kupplung und zur Schaltung der überbrückungekupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die überbrückungskupplung (z. B* 3, 16, 15, 17* 1*0 mit einer mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung versehen ist bzw, zusammenwirkt, die bei eingerückter überbrückungskupplung deren Drehmomentübertragungsvermögen entgegen dem Antriebsdrehsinn der Dieselmaschine auf mindestens das Leerlaufbremsmoment der Dieselmaschine begrenzt«

2. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1 mit einer mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbaren Zahnkupplung als überbrückungskupplung, dadurch gekenn-

- 140 409816/0043

zeichnet, daß die Sehaltmuffe (15) der Zahnkupplung (3, 16, 15, 17, 14) über eine Steilgewindeverbindung (3, 16) mit Axialanschlag (z.B. 15a, 32a) mit der einen Kupplungshälfte (2 bzw. 6) der hydrodynamischen Kupplung (2, 5, 6) gekuppelt und über eine gerade Kupplungsverzahnung (14, 17) mit der anderen Hälfte (6 bzw« 2) der hydrodynamischen Kupplung kuppelbar ist, wobei die Steilgewindeverbindung bei übertragung des Treibmoments der Dieselmaschine die Schaltmuffe in die eingerückte Stellung drängt, und daß in dem Schaltkraftübertragungsweg (25 bzw. 33) zwischen der Manövriereinrichtung und der Schaltmuffe ein Federglied bzw« ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, welches bei auf Einrückung der überbrückungskupplung eingestellter Manövriereinrichtung gestattet, daß sich die Schaltmuffe bei Überschreitung eines bestimmten Schleppmomentes unter der Wirkung der Steilgewindeverbindung entgegen der Wirkung des Federgliedes bzw« des durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventils festgelegten Schaltflüssigkeitsdruckes axial im Sinne der Ausrückung der überbrückungskupplung verschiebt«

3, Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die.Überbrückungskupplung (3, 16, 15, 17, 14) innerhalb des Gehäuses (5) der hydrodynamischen

- 41 409816/0043

Kupplung (2, 5» 6) untergebracht ist·

4« Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 2 oder 3 mit hydraulisch schaltbarer Zahnkupplung als überbrückungskupplung der hydrodynamischen Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß deren Schaltmuffe (15) als Zylinder bzw. als Kolben (z.B. 15a, 15) einer doppeltwirkenden Zylinder-Kolbenanordnung (8a, 8b, 8c, 15, 15a) ausgebildet ist, deren Kolben bzw. Zylinder (8a, 8b, 8c, 15) auf einer zugehörigen Kupplungswelle (8a) gebildet ist, die mit in die Zylinderräume (A, B) mündenden Zu·· und Abführungskanälen (33, 34) für die durch die Manövriereinrichtung gesteuerte Druckflüssigkeit versehen ist (Fig· 2, 3, 4),

5. Schiffsantriebeanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden Zylinderräume (A, B) der Zylinder-Kolbenanordnung (8a, 8b, 8c, 15, 15a) vorzugsweise radiale Stichkanäle (35b, 35c) einmünden, die mit einer zu einer Anzeige-, Signal- oder Servoeinrichtung führenden Meldeleitung (35) verbunden sind, und daß der Kolben (15a, 15) mit am Umfang verteilten Axialnuten oder mit Ringnuten (37, 3B) versehen ist, die axial derart bemessen und angeordnet sind, daß der, der eingerückten Stellung der Schaltmuffe (15) der überbrückungskupplung (3, 16, 15» 14, 17) zugeordnete Stieh-

- 42 409816/0043

2 2 4 7

kanal (35b) nur bei linrück-Eiidstellung d@r Schaltmuffe mit der Meldel@itung verbunden ist, und daß der, der ausgerückten Stellung der SehaltmufFe zugeordnete Stichkanal (35c) mindestens in der Ausrüok-Endstellung der Sohaltmuffe mit der MeldejLeitung verbunden ist,

6. Schiffeantriebsanlage nach Anspruch 5 mit einer an die Meldeleitung angeschlossenen Servoeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in d®r„ der eingerückten Stellung der Schaltmuffe (15) zugeordneten Druckflüssigkeitsleitung (33) ein von der Servoeinrichtung betätigtes Druckablaßventil angeordnet ist, welches sich unter der Einwirkung der Servoeinrichtung bei Druckabfall in der Meldeleitung (35) öffnet.

7· Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckablaßventil von Hand, vorzugsweise von der Manövriereinrichtung aus, oder/und über eine Servoeinrichtung durch ein Signal eines an der Antriebsmaschine angeordneten Temperaturwächters offenbar ist,

8. Schiffsantriebeanlage nach einem der Ansprüche bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen zu-

4098 16/0043

mindestens eines Zahnkranzes (Hl bzw« 17) der geraden Kupplungeverzahnung (11, 17) der Überbrüokunge-Zahnkupplung (3» 16, 15» 1^» 17) mit Abweisschrägen versehen sind, die ein Einrücken der Überbrückungskupplung verhindern, so lange die der Schiffsschraube zugeordnete Kupplungshälfte (6) der hydrodynamischen Kupplung (2, 5» 6) die der Dieselmasohine zugeordnete Kupplungshälfte (2) überholt.

9. Schiffeantriebeanlage nach Anspruch 8 und einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß an den der Einrückung der überbrückungskupplung (3» 16, 15» 1Ί, 17) zugeordneten Zylinderraum (A) der genannten Kupplungsanordnung ein oder mehrere elastische Speicher (Ml ,,, Ί7) angeschlossen sind, die in der Lage sind, diejenige PlUssigkeitsmenge aufzunehmen, die durch die axiale rhythmische Hin- und Herverschiebung der Schaltmuffe (15) beim Ubereinanderratschen der abgeschrägten Stirnflächen der geraden Kupplungsverzahnung (17) der Schaltmuffe bzw. deren Qegenverzahnung (Ik) vor deren Einrücken durch den Kolben (15a) der Zylinder-Kolbenanordnung (8a, 8b, 8c, 15, 15a) verdrängt wird (Pig. 3).

10, Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 9, dadurch

409816/0043

gekennzeichnet, daß der oder die elastischen Speicher die Form von in den betreffenden Zylinderraum (A) der Zylinder-Kolbenanordnung (8a, 8b, 8c, 15, 15a) einmündenden und mit einem nicht unter Druck stehenden Raum (k$) der Kupplungsanordnung verbundenen Bohrungen (43) haben, in welchen federbelastete (47) Kölbchen (46) begrenzt verschiebbar sind.

409816/0043

Leerseite