DE2247964C3 - Schiffsantriebsanlage mit hydrodynamischer Kupplung und formschlüssiger Überbrückungskupplung - Google Patents

Description

gnetische Schlupfkupplung bei Überschreitung eines vorbestimmten Belastungswertes plötzlich stromlos macht und damit plötzlich öffnet. Gemäß einer anderen wahlweisen Ausführungsform dieser bekannten Anordnung ist eine hydrodynamische Schlupfkupplung vorgesehen, bei welcher mittels eines Öldruckmeßgerätes eine ähnliche Wirkung erzielbar ist. Durch eine solche Anordnung wird erreicht, daß bei Eisfahrt im Falle eines Auftreffens eines Schraubenflügels auf eine Eisscholle bestimmter Größe und Härte bzw. auf den Rand einer geschlossenen Eisdecke die Wellenleitung plötzlich unterbrochen wird.

Da bei dieser Anordnung die Überlastsicherung in der Schlupfkupplung verkörpert ist und nur bei eingeschalteter Schlupfkupplung wirksam ist bzw. bei durch die Reibungskupplung überbrückter Schlupfkupplung nicht wirksam sein kann, eignet sie sich nicht als einer formschlüssigen Überbrückungskupplung im Sinne der vorliegenden Erfindung vor- bzw. nachgeschaltetes Einweg-Sicherheitskupplungselement. Auch findet bei der bekannten Anordnung im Falle der Eisberührung im Kraftübertragungsweg keine Drehmomentumkehr statt, wie dies im Falle eines Maschinenschadens bei die Antriebswelle infolge des Schleppmoments überholender Schraubenwelle der Fall ist. Die oben beschriebene Aufgabe ist also mit der bekannten Anordnung nicht lösbar.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schiffsantriebsanlage findet als Überbrückungskupplung für die hydrodynamische Kupplung eine mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbare Zahnkupplung Anwendung. Diese Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schaitmuffe der Zahnkupplung über eine zum Einweg-Sicherheitskupplungselement gehörige Steilgewindeverbindung mit Axialanschlag mit der einen Kupplungshälfte der hydrodynamischen Kupplung und über die Zahnkupplung mit gerader Verzahnung 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, einen weiteren Teil des Einweg-Sicherheitskupplungselements bildendes Federglied bzw. ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. welches bei auf Einrückung der Überbrükkungskupplung eingestellter Manövriereinrichtung gestattet, daß sich die Schaltmuffe bei Überschreitung des Grenzdrehmomentes 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.

Diese Äusführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, daß der Drehmomentbegrenzer 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 Schaitmuffe der Überbrückungskupplung ohnehin üblicherweise mechanisch oder hydraulisch erfolgt, kann also infolge der erfindungsgemäßen Umsetzung des Schraubenschleppmoments 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 Überbrükkungskupplung in an sich bekannter Art innerhalb des Gehäuses der hydrodynamischen Kupplung unterzubringen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schiffsantriebsanlage, bei weleher als Überbrückungskupplung der hydrodynamischen Kupplung eine hydraulisch schaltbare Zahnkupplung vorgesehen ist, ist die Schaltmuffe der Zahnkupplung als beweglicher Zylinder mit fest mit dem Zylinder verbundenem Kolben einer doppeltwirkenden Zylinder-Kolbenanordnung ausgebildet, deren Kolben einen Ansatz der getriebenen Welle umschließt, der mit in die Zylinderräume mündenden Zu- und Abführungskanälen für die durch die Manövriereinrichtung gesteuerte Druckflüssigkeit versehen ist.

ao In Abwandlung dessen kann in kinematischer Umkehrung einer solchen Anordnung die Schaltmuffe auch als Kolben einer doppeltwirkenden Zylinder-Kolbenanordnung ausgebildet sein, deren Zylinder auf einer zugehörigen Kupplungswelle gebildet ist, die mit in die Zylinderräume mündenden Zu- und Abführungskanäien für die durch die Manövriereinrichtung gesteuerte Druckflüssigkeit versehen ist.

Durch derartige Anordnungen ergibt sich eine besonders gedrungene, platzsparende und gewichtsmäßig leichte Konstruktion.

Gemäß einer Weiterbildung dieser bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schiffsantriebsanlage münden in die beiden Zylinderräume der zwischen der Schaltmuffe der Überbrückungs-Zahnkupplung und der zugehörigen Kupplungswelle gebildeten Zylinder-Kolbenanordnung radiale Stichkanäle ein. die mit einem zu einer Anzeige-, Signal- oder Servoeinrichtung führenden Meldekanal verbunden sind, und die Schaltmuffe ist mit am Umfang verteilten Axialnuten oder mit Ringnuten versehen, die axial derart bemessen und angeordnet sind, daß der, der eingerückten Stellung der Schaltmuffe der Überbrückungskupplung zugeordnete Stichkanal nur bei Einrück-Endstellung der Schaltmuffe mit dem Meldekanal verbunden ist, und daß der, der ausgerückten Stellung der Schaltmuffe zugeordnete Stichkanal mindestens in der eingerückten Endstellung der Schaltmuffe mit dem Meldekanal verbunden ist.

Eine derartige Anordnung ermöglicht es, dem Ma-

schinenpersonal eine Daueranzeige zu geben, daß siel

die Überbrückungskupplung in voll eingerückter bzw

voll ausgerückter Endstellung befindet bzw. dem Ma

schinenpersonal über eine gegebenenfalls an die MeI deleitung angeschlossene Servoeinrichtung ein Signa

zu geben, wenn die Schaltmuffe im Begriff ist, sich au;

der voll eingerückten bzw. voll ausgerückten Endstel lung heraus in die ausgerückte Stellung zu bewegen.

In noch weiterer Ausbildung der soeben dargelegter Ausführungsform der Erfindung kann in dem, der eingerückten Stellung der Schaltmuffe der Überbriickungs-• kupplung zugeordneten Druckflüssigkeitskanal ein von einer an den Meldekanal angeschlossenen Servoeinrichtung betätigtes Druckablaßventil angeordnei sein, welches sich bei Druckabfall in dem Meldekanal öffnet.

Durch diese Anordnung wird sichergestellt, daß bei Verschiebung der Schaltmuffe der Überbrückungskupplung aus der eingerückten Endstellung heraus aul

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Grund einer Überschreitung des SehlcppmometU- an Hand der Zeichnungen in ihren Einzelheiten beiGrenzwertes augenblicklich der die Schallmuffe in ein- spielsweise beschrieben. In den Zeichnungen stellt dar gerückter Stellung haltende Flüssigkeitsdruck abgebaut F i g. 1 einen schematischen Teil-Axialschnitt durch

wird, so daß sich die Schiilimuffe sehr schnell in die eine hydrodynamische Kupplung nebst zugehöriger ausgerückte Stellung verschieben kann. 5 Übcrbrückungs-Zahnkupplung einer Ausführungsform

Das in der genannten Druckleitung angeordnete einer erl'indungsgemäßen Schiffsantriebsanlage,
Druckablaßvcnül kann in Weiterbildung der Erfindung F i g. 2 einen schematischen Axialschnitt durch eine

auch von Hand, vorzugsweise von der Manövrierein- hydrodynamische Kupplung nebst zugehöriger Überrichtung aus, oder/und über eine Servoeinrichtung brückungs-Zahnkupplung einer weiteten Ausführungsdurch ein Signal eines an der Antriebsmaschine an- io form einer Schiffsantriebsanlage nach der Erfindung, geordneten Temperaturwächters offenbar sein. und

Durch eine derartige Anordnung ist es dem Maschi- F i g. 3 einen Ausschnitt des in F i g. 2 gezeigten

nenpersonal möglich, unmittelbar nach visueller Fest- Axialschnittes in größerem Maßstab,
stellung eines Maschinenschadens die Ausrückung der Die treibende Welle 1 der in F i g. 1 dargestellten

Überbrückungskupplung auszulösen, ohne erst deren 15 Kupplungsanordnung ist über eine nicht dargestellte selbsttätige Ausrückung infolge Überschreitung des drehnachgiebige Kupplung mit der Kurbelwelle einer Schleppmoment-Grenzwei'tes abzuwarten. Die Betäti- ebenfalls nicht dargestellten Dieselmaschine verbungung des Druckablaßventils durch das Signal eines an den. An der treibenden Welle 1 sind ein Zwillingspumder Antriebsmaschine angeordneten Temperaturwäch- penrad 2 einer hydrodynamischen Kupplung und ein ters ermöglicht es, das selbsttätige Ausrücken der »o mit einem Außensteilgewinde 3 versehener Wellenstut-Überbrückungskupplung bereits bei Auftreten einer zen 4 befestigt. Am Gehäuse 5 der hydrodynamischen anormalen Bclriebsbedingjng an der Antriebsmaschine Kupplung sind die beiden Turbinenräder 6 der hydroauszulöscn. dynamischen Kupplung und eine Hohlwelle 7 befestigt.

Die Stirnflächen zumindestens eines Zahnkranzes welch letztere mit der getriebenen Welle 8 fest gekupder geraden Kupplungsverzahnung der Überbrük- »5 pelt ist. auf welcher wiederum das nicht dargestellte kungs-Zahnkupplung können in an sich bekannter Wei- Ritzel eines ebenfalls nicht dargestellten Schiffsgetriese mit Abweisschrägen versehen sein, die ein Einrücken bes befestigt ist, über welch letzteres der Antrieb der der Überbrückungskupplung verhindern, solange die wiederum nicht dargestellten Schraubenwelle erfolgt, der Schiffsschraube zugeordnete Kupplungshälfte der Die treibende Welle 1 ist einerseits in einem Grundlahydrodynamischen Kupplung die der Dieselmaschine 30 ger 9 und andererseits in einem an der getriebenen zugeordnete Kupplungshälfte der hydrodynamischen Welle 8 befestigten Hohlwellenstutzen 10 gelagert. An Kupplung überholt. einem der Turbinenräder 6 der hydrodynamischen

Diese Stirnkantcnabschrägung bringt die seit langem Kupplung ist ein Hohlwellenstutzen 11 befestigt, der in bekannten und vielfach angewandten Synchronisa- einem Grundlager 12 gelagert ist, in dessen Lagerstuhl tionsvorteile. hat aber den Nachteil, daß bei hydrauli- 35 ein Zuführungskanal für die Betriebsflüssigkeit der scher Schaltung der Schaltmuffe der Überbrückungs- Flüssigkcitsströmungskupplung mündet, die von dort in zahnkupplung in den Druckflüssigkeitsleitungen bei üblicher Weise über einen Ringkanal und Axialkanäle überholender, der Schraubenwelle zugeordneter Kupp- in die Arbeitskammern der hydrodynamischen Kupplungshälfte der hydrodynamischen Kupplung jeweils lung gelangt. Die Mittel zur Veränderung der Füllung der Kupplungszahnteilung und dem Drehzahlunter- 40 der hydrodynamischen Kupplung sind in der Zeichnung schied entsprechende rhythmische Druckstöße in den nicht angegeben. Die getriebene Welle 8 ist in einem Druckflüssigkeitsleitungen auftreten, die um so schädli- Grundlager 13 gelagert.

eher sind, je größer das Verhältnis der in den Zylinder- Die Hohlwelle 7 weist einen gerade verzahnten In-

räumen der die Schaltung der Schaltmuffe der Über- nenzahnkranz 14 auf. Innerhalb der Hohlwelle 7 ist eine brückungszahnkupplung bewirkenden Zylinder-Kol- 45 Schaltmuffe 15 axial verschiebbar, die einerseits zur Bit benanordnung befindlichen Druckflüssigkeitsmenge zu dung eines Einweg-Sicherheitskupplungselementes 3, dem Querschnitt und der Länge der zur Manövrierein- 16 mit einem Innensteilgewinde 16 in dauerndem Einrichtung führenden Druckleitungen ist. griff mit dem Außensteilgewinde 3 der treibenden WeI-

In Weiterbildung der Erfindung sind infolgedessen an Ie 1 steht und die andererseits zur Bildung einer Überden der Einrückung der Überbrückungskupplung zu- 50 brückungskupplung 14, 17 einen gerade verzahntet geordneten Zylinderraum der genannten Zylinder-Kol- Außenzahnkranz 17 aufweist, der durch axiale Ver benanordnung ein oder mehrere elastische Speicher Schiebung der Schaltmuffe 15 in den Innenzahnkran; angeschlossen, die in der Lage sind, diejenige Flüssig- 14 der Hohlwelle 7 einrückbar ist. In eine Schaltnut IJ keitsmenge aufzunehmen, die durch die axiale Hin- und der Schaltmuffe 15 greift ein durch einen Längsschiit; Herverschiebung der Schaltmuffe beim Übereinander- 55 19 der Hohlwelle 7 hindurchragender Schaltzapfen 2( ratschen der abgeschrägten Stirnflächen der geraden einer axial verschiebbaren, die Hohlwelle 7 und derei Kupplungsverzahnung der Schaltmuffe bzw. deren Ge- Längsschlitz 19 umgreifenden Schalthülse 21, in derei genverzahnung vor deren Einrücken durch den Kolben Schaltnut 22 eine Schakgabel 23 eingreift, welch letzte verdrängt wird. re über einen Winkelhebel 24 und ein zu einer nich

Der oder die elastischen Speicher haben vorzugswei- 60 dargestellten Manövriereinrichtung führendes Schalt se die Form von einerseits in den betreffenden Zylin- gestänge 25 axial verschiebbar ist. Die an ihrem einei derraum der Zylinder-Kolbenanordnung einmünden- Ende durch die zum Einweg-Sicherheitskupplungsele den und andererseits mit einem nicht unter Druck ste- ment gehörige Steilgewindeverbindung 3, 16 geführt henden Raum der Kuppiungsanordnung verbundenen Schakmuffe 15 stützt sich in dem in F i g. 1 dargestell Bohrungen, in welchen federbelastete Kölbchen be- 65 ten ausgerückten Zustand mittels eines Innenbunde grenzt verschiebbar sind. auf einem entsprechenden Außenbund der treibende

Zwei bevorzugte Ausführungstormen der erfin- Welle 1 ab. kann sich während ihrer Axialverschiebun dungsgemäßen Schiffsantriebsanlage werden nunmehr im Einrücksinn mit einer an ihrem anderen Ende ar

geordneten Innenlippe auf einem, an einem Außenbund des Hohlwellenstutzens 10 befestigten Gleitring abstützen und wird in eingerücktem Zustand durch den gegenseitigen Eingriff der die Überbrückungskupplung bildenden gerade verzahnten Zahnkränze 14, 17 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 14, 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 umgangen ist.

Die nicht dargestellte Manövriereinrichtung dient in üblicher Weise zur Leisiungseinstellung der Dieselmaschine, zur Füllungseinstellung der hydrodynamischen Kupplung 2, 5,6 und zur Schaltung der Überbrückungskupplung 17, 14. Die Schaltkraftübertragung von der Manövriereinrichtung zum Schaltgestänge 25 kann entweder mechanisch oder hydraulisch erfolgen. Erfolgt die Schaltkraftübertragung mechanisch, so ist zwischen die Manövriereinrichtung und das Schaltgestänge 25 ein zum Einweg-Sicherheitskupplungselement gehöriges Federpaket geschaltet, welches versucht, die Schaltmuffe 15 an der Überbrückungskupplung 17, 14 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 Dieseimasehine die treibende Welle 1 über das Steilgewinde 3, 16 des Einweg-Sicherheitskupplungselementes die Schaltmuffe 15 in die eingerückte Stellung zu drücken versucht-Befindet sich die Manövriereinrichtung in einer Einstellung, bei welcher sich die Schaltmufre 15 in der in F i g. 1 gezeigten ausgerückten Stellung befindet und die hydrodynamische Kupplung 2, 5, 6 gefüllt ist, so ist das im Schaltkraftübertragungsweg des Schaltgestänges 25 befindliche Federpaket unwirksam, d. h. das Schaltgestänge 25 wirkt als starres Gestänge und das Treibmorr.ent der Dieselmaschine kann die Schaltmuffe 15 nicht über das Steiigewinde 3, 16 in die eingerückte Stellung drücken, so daß die Kraftübertragung ausschließlich über die hydrodynamische Kupplung 2, 5, 6 erfolgt. Dies gilt für Manöverfahrt.

Wird die Manövriereinrichtung auf Marschfahrt eingestellt, so verschiebt das Schaltgestänge 25 die Schaltmuffe 15 in die eingerückte Stellung, solange noch die Flüssigkeitsströmungskupplung 2,5,6 gefüllt ist so daß bezüglich der Einrückung der gerade verzahnten Zahnkränze 14, 17 der Überbrückungskupplung 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 vorwärts drehenden Dieseimasehine hält die Schaltmuffe 15 infolge der Axialschubwirkung des Steilgewindes 3, 16 des Einweg-Sicherheitskupplungselementes in eingerückter Stellung.

Wird die Drehzahl der Dieseimasehine herabgesetzt oder wird dieselbe abgestoppt, so hat die getriebem Welle 8 infolge des über das Gelriebe übcr'ragenet Schleppmoments der Schiffsschraube das Bestreben die treibende Welle 1 zu überholen. Die Federkraft de: dem Schaltgestänge 25 vorgeschalteten Federpaket: des Einweg-Sicherheitskupplungselements ist so grot gewählt, daß der durch dieses Federpaket einer Axial verschiebung der Schaltmuffe 15 im Ausrücksinne ent gegenwirkende Axialschub der Schaltgabcl 23 so grol: ist, daß die Schaltmuffe 15 am Slcilgewinde 3, 16 de> Einweg-Sicherheitskupplungselements ein ganz bestimmtes Drehmoment zu übertragen vermag. Die Größe dieses Drehmoments ist vermittels des dem Schaltgestänge 25 vorgeschalteten Federpakets so eingestellt, daß sie etwas größer ist als das Lecrlaufbremsmoment der Dieseimasehine, so daß also bei aul Marschfahrt eingestellter Manövriereinrichtung und Herabsetzung der Drehzahl der Dieseimasehine bzw. Stillsetzung derselben das Leerlaufbremsmoment der Dieseimasehine 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 17, 14 und auf »volle Fahrt voraus« eingestellter Dieseimasehine an letzterer ein plötzlicher Schaden auf, der zu augenblicklichem starkem Drehzahlabfall bzw. zu augenblicklichem Stillstand der Dieseimasehine 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-Grenzwert überschreitet. Das an der Steilgewindeverbindung 3, 16 des Einweg-Sicherheitskupplungselementes wirksame Schleppmoment wird von dieser in einen Axialschub der Schaltmuffe 15 im Ausrücksinne der gerade verzahnten Zahnkränze 17. 14 der Überbrückungskupplung umgesetzt, der im Schaltgestänge 25 zu einem Axialschub führt, welcher stärker ist als die Federkraft des zwischen dieses Schaltgestänge und die Manövriereinrichtung geschalteten Federpakets des Einweg-Sicherheitskupplungselementes. Da die hydrodynamische Kupplung 2, 5, 6 entleert ist, kann sich bei Überwindung dieser Federkraft die Schaltmuffe 15 ungehindert im Ausrücksinne verschieben und die Kupplung zwischen der treibenden Welle 1 und der getriebenen Welle 8 wird augenblicklich unterbrochen, so daß die den Schaden erleidende Dieseimasehine sich selbst überlassen bleibt und infolgedessen größere Schäden an der Dieseimasehine 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 Überbrückungskupplung 17,14 betätigt, so daß einerseits ein Übereinanderratschen der Zahnkranzstirnllächen der Überbrükkungskupplung und andererseits ein Wiedereinrücken der Überbrückungskupplung bei allmählich kleiner werdendem Schraubenschleppmoment verhindert wird. Die den Schaden erleidende Dieseimasehine kann also unbelastet von den umlaufenden Massen der Kupplungsanordnung, des Getriebes, des Wellenstranges und der Schiffsschraube 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 Manöv-

riereinrichlung auf »Slop« gestellt, so wird die das zwischen das Schaltgestänge 25 und die Manövriereinrichtung geschaltete Federpaket in durchgefedertem Zustand hallende Einrichtung unwirksam und die Anlage befindet sich wieder in normalem Betriebszustand, so daß nach Behebung des Maschinenschadens wieder der normale Betrieb der Anlage aufgenommen werden kann.

An Stelle eines Federpaket zwischen dem Schaltgestänge 25 und der Manövriereinrichtung kann für das Einwcg-Sichcrheitskupplungselemcnt auch jede andere Art von Schubbegrenzer zwischengeschaltet sein. So kann beispielsweise durch Zwischenschaltung einer Nocken-, Kurvenscheiben- oder Kniehebelverbindung die lineare Federcharakteristik des Federpakets in eine für den vorliegenden Fall günstigere, einen Knick aufweisende Charakteristik umgesetzt werden. Zwischen das Schaltgestänge 25 und die Manövricrcinrichiung kann eine hydraulische Schaltkraftübertragung geschaltet sein, in welcher sich ein Druckbegrenzungsventil befindet, welches öffnet, sobald die Schaltmuffe 15 einen im Ausrücksinne wirkenden Axialschub erfährt, welcher einem Schraubenschleppmoment entspricht, das größer als der eingestellte Drehmoment-Grenzwert ist.

Unter Bezugnahme auf die F i g. 2 und 3 wird nun eine weitere Ausführungsform einer Schiffsantriebsanlage nach der Erfindung beschrieben, wobei mit der in F i g. I dargestellten Kupplungsanordnung identische Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Die über eine nicht dargestellte drehnachgiebige Kupplung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Dieselmaschine gekuppelte, als Hohlwelle ausgeführte und in einem Grundlager 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 ist. An dem anderen Pumpenrad 2 ist ein in einem Grundlager 27 gelagerter Hohlwellenstutzen 28 befestigt, in welchem die ihn durchsetzende getriebene Welle 8 gelagert ist. An einem Flansch der getriebenen Welle 8 ist ein Zwillings-Turbinenrad 6 der hydrodynamischen Kupplung befestigt. Die Zu- und Abfuhr der Betriebsflüssigkeit für die hydrodynamische Kupplung erfolgt in üblicher Weise über Axial- und Ringkanäle. Diese Zu- und Abfuhr der Betriebsflüssigkeit der hydrodynamischen Kupplung erfolgt unter der Steuerung einer nicht dargestellten Manövriereinrichtung. Ein Fortsatz 8a der getriebenen Welle 8 durchsetzt den Hohlraum der treibenden Welle 1 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 F i g. 3 ersichtlich ist. Ebenfalls aus F i g. 3 sind Einzelheiten eines Muffenteils 32 ersichtlich, das am Zwillings-Turbinenrad 6 und damit an der getriebenen Welle 8 befestigt ist. Das Muffenteil 32 ist mit einem Innensteilgewinde 16 versehen, in welches das Außensteilgewinde 3 einer Schaltmuffe 15 eingreift, die außerdem mit einem gerade verzahnten Außenzahnkranz 17 versehen ist, der in den gerade verzahnten Innenzahnkranz 14 des Ringes 30 einrückbar ist.

Die Schaltmuffe 15 ist in der oberen Hälfte der F i g. 3 in einer Stellung dargestellt, in welcher ihr Außenzahnkranz 17 in den Innenzahnkranz 14 des Ringes 30 eingerückt ist, während sie in der unteren Hälfte der F i g. 3 in einer Stellung dargestellt ist, in welcher ihr Außenzahnkranz 17 aus dem Innenzahnkranz 14 des Ringes 30 ausgerückt ist.

Die Schaltmuffe 15 ist auf Grund der in ständigem gegenseitigem Eingriff befindlichen hier ein Teil der Einweg-Sicherheitskupplungselementes bildenden

Steilgewindcvcrbindung 3, 16 mit dem Muffenteil 32 und damit mit der getriebenen Welle 8 stets begrenzt

ίο axial-schraubend verschiebbar verbunden und bei in den Innenzahnkranz 14 eingerücktem Außenzahnkranz 17, die die Überbrückungskupplung bilden, drehfest mit der treibenden Welle 1 verbunden. Der axiale Verschiebungsweg der Schaltmuffe wird einerseits durch einen mit der Stirnfläche des Außensteilgewindes 3 zusammenwirkenden Innenbund 32;( des Muffenteils 32 und andererseits durch einen mit einem Außenbund Sb des Ansatzes 8;) der treibenden Welle 8 zusammenwirkenden Innenbund 15a der Schaltmuffe 15 begrenzt,

so welch letzterer den Kolben einer Zylinder-Kolbenanordnung darstellt. Die Schaltmuffe 15 wird axial einerseits durch den ständigen Eingriff der Steilgewindevcrbindung 3, 16 und andererseits durch die ständige gegenseitige Anlage zwischen ihrer Innenwandung und

s5 dem Außenbund 86 des Ansatzes 8;/ 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 14 und 17 geführt.

Der Zylinder der erwähnten Zylinder-Kolbenanordnung ist als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet und wird einerseits durch den Außenbund 8f> des Ansatzes 8;;. 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 u id 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 Schaltmufie 15 liegt dichtend an den zylindrischen Außenflächen der Außenbünde 86 und 8cdes 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 nachstehend als Einrückkanal bezeichneter, innerhalb der getriebenen Welle 8 verlaufender Druckflüssigkeitskanal 33 mündet unmittelbar neben dem Außenbund Sb des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 in den Zylinderraum A, und ein nachstehend als Ausrückkanal bezeichneter, ebenfalls die getriebene Welle 8 durchsetzender Druckflüssigkeitskanal 34 mündet unmittelbar neben dem Außenbund 8c des Ansatzes Si, 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 Sa 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 Außenbunde: 8c des Ansatzes 8a der getriebenen Welle 8 mündet Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, sind die drei Druckflüssigkeitskanäle 33, 34 und 35 an geeigneter Stelle der getriebenen Welle 8 radial nach außen geführt unc

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 Manövriereinrichtung kann Druckflüssigkeit wahlweise dem Einrückkanal 33 oder dem Ausrückkanal 34 zugeführt bzw. aus diesen Kanälen abgelassen werden. Gelangt Druckflüssigkeit in den Einrückkanal 33 und kann Druckflüssigkeit über den Ausrückkanal 34 austreten, so gelangt die über den Einrückkanal 33 zugeführte Druckflüssigkeil in den Zylinderraum A und versucht den Kolben 15;» 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 F i g. 3 dargestellten Stellung, in welcher ihr gerade verzahnter Zahnkranz 17 aus dem gerade verzahnten Zahnkranz ao 14 des Ringes 30 ausgerückt ist, in die in der oberen Hälfte der F i g. 3 dargestellte Stellung zu verschieben sucht. Sowie die beiden Zahnkränze 14 und 17 der Überbrückungskupplung in anschnäbelnden Eingriff gekommen sind, bewirkt die Steilgewindeverbindung 3.

16 des Einweg-Sicherheitskupplungselementes bei im Antriebsdrehsinn überholender treibender Welle 1 in üblicher Weise eine axiale Verschiebung der Schaltmuffe 15 und somit die völlige gegenseitige Einrückung der gerade verzahnten Zahnkränze 14, 17. Soll die Überbrückungszahnkupplung ausgerückt werden, so wird die Antriebsdieselmaschine gedrosselt, worauf die unter dem Schiffsschrauben-Schleppmoment 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 kann Flüssigkeit über den Einrückkanal 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 F i g. 3 dargestellten ausgerückten Stellung hält.

Die getriebene Welle 8 ist über ein nicht dargestelltes Getriebe mit der Schraubenwelle verbunden. Der Schraubensinn der Steilgewindeverbindung 3, 16 des Einweg-Sicherheitskupplungselementes ist so gewählt, daß bei ineinander eingerückten Zahnkränzen 14 und

17 der Überbrückungskupplung die vorwärts laufende Dieselmaschine die treibende Welle 1 und damit die Schaltmuffe 15 in einem Drehsinn antreibt, in welchem die Reaktionskraft der Steilgewindeverbindung 3, 16 versucht, die Schaltmuffe 15 in eingerücktem Zustand zu halten, in welchem die Zahnkupplung 14,17 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 der oberen Hälfte der F i g. 3 dargestellten eingerückten Stellung in die in der unteren Hälfte in F i g. 3 dargestellte ausgerückte Stellung zu ziehen. Im Einrückkanal 33 bzw. in der an ihn angeschlossenen Leitung oder an geeigneter Stelle in der Manövriereinrichtung ist ein zum Einweg-Sicherheitskupplungselement gehöriges 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 des Kupplungselementes wirksames, über die getriebene Welle 8 eingeleitetes Schleppmoment der Schiffsschraube erzeugt. Dieses Schleppmoment bzw. der diesem Schleppmoment entsprechende, im Zylinderrauni A bei eingerückter Schaltmuffe 15 herrschende Flüssigkeitsdruck ist wiederum so eingestellt, daß er eiwas 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 Schaltniuffe 15. d. h. bei auf Marschfahrt eingestellter Manövriereinrichtung, ein Schaden ein. der zu plötzlichem sehr starkem Drehzahlabfall bzw. zum Stillstand der Dicsclmnscl.ine führt, so übersteigt das Schraubenschleppmoinent das Leerlaiifbremsmonient der Dieselmaschine, d. h. der im Zylinderraum A herrschende Druck übersteigt den Druck, auf welchen das genannte Druckbegrenzungsventil des Einweg-Sicherheitskupplungselemenls eingestellt isl, und das Druckbegrenzungsventil öffnet, so daß sich nunmehr unter der Wirkung des an der Steilgewindeverbindung 16, 3 des Kupplungselements angreifenden Schraubenschleppmoments die Schaltmuffe 15 unter Ausschub der im Zylinderraum A befindlichen Druckflüssigkeit über den Einrückkanal 33 aus der in der oberen Hälfte der F i g. 3 dargestellten eingerückten Stellung in die in der unteren Hälfte in Fi g. 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 Marschfahrt eingestellter Manövriereinrichtung, d. h. bei auf Einrückstellung der Schaltmuffc 15 eingestellter Manövriereinrichtung die hydrodynamische Kupplung 2,5.6 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 so bemessen, daß dieselben bei eingerückter Stellung der Schaltmuffe 15 gerade den Zylinderraum A mit dem Stichkanal 35bund 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 des Außenbundes Sb des Ansatzes 8a der getriebenen Welle il abgedeckt und anschließend die Mündung des Stichkanals 356 an der zylindrischen Außenfläche dieses Außenbundes 8b durch die zylindrische Innenfläche der Schaltmuffe 15 abgedeckt, so daß keine Verbindung mehr zwischen 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 F i g. 3 ersichtlich isl, 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 F i g. 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 durch 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 der Verschiebungsweges der Schaltmuffe 15 aus der ausgerückten Stellung in die eingerückte Stellung Verbindung mit dem Meldekanal 35 und diese Verbindung wird erst kurz bevor die Schaltmufre 15 ihre eingerückte Endstcllung erreicht hat. unterbrochen. Infolge dieser besonderen Gestaltung und Breite der Ringnut 38 wirkt der Außenbund 8c des Ansatzes Sn der getriebenen Welle 8 zusammen mit der zylindrischen Innenfläche der Schaltmuffe 15 als Dämpfer, der schnelle Axialbewegungen der Schaltmuffe bei Annäherung un ihre Endstellungen dämpft.

Da der Außenbund 86 des Ansatzes 8;) der getriebenen Welle 8 im Hinblick auf die gegenseitige Zentrierung der Teile 8;i. 15 und 32 mit Kolbenringen versehen ist. die sich in einer Ringnut verfangen wurden, kann an Stelle der Axialnulcn 37 nur dann eine Ringnut in der Schaltmuffe 15 vorgesehen sein, wenn dafür gesorgt werden kann, daß 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 Axialnuien 37 lang sind, oder es können statt einer Ringnut ebensolche Axialnuten vorgesehen sein, in welchem Fall dann der Außenbund 8c des Ansatzes 8;j der getriebenen Welle 8 ebenfalls mit Kolbenringen versehen sein kann.

Wie oben erwähnt wurde, isl an den Meldekanal 35 entweder eine Anzeigeeinrichtung oder eine Signaleinrichtung oder/und eine Servoeinrichtung angeschlossen. Eine solche Einrichtung ist in F i g. 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 356 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 Endslellung heraus, so verschwindet diese Sichtanzeige augenblicklich, da dann die Axialnuten 37 durch die zylindrische Außenfläche des Außenbundes 86 des Ansatzes 8;) 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 8;) der getriebenen Welle 8 hinweg aus dem Zylinderraum B austreten, so daß der in diesem Zylinderrnum herrschende Flüssigkeitsdruck zwar zur Verschiebung der Schaltmuffe 15 aus der eingerückten Stellung in die ausgerückte Stellung ausreicht, nicht aber groß genug ist. um über den Stichkanal 35c und den Meldekanal 35 an der Anzeigeeinrichtung eine Sichtanzeige zu liefern. Dies tritt erst ein, kurz bevor die Schalimuffc 15 ihre ausgerückte Endstellung erreicht hai, da dann, wie aus der unteren Hälfte in F i p. 3 ersichtlich ist. dk 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 am Stichkanal 35c und somit auch am Meldekanal 35 ansteht. Die Sichtanzeigeeinrichtung gibt also jeweils eine Sichtanzeige darüber, daß die Schaltmuffe 15 entweder ihre eingerückte Endstellung oder ihre ausgerückte Endstellung einnimmt, während ίο diese Sichtanzeige verschwindet, solange 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 eine Signalabgabe erfolgt, solange die Schaltmuffe 15 eine Zwischenstellung einnimmt, während in dem Augenblick, in welchem die Schaltmuffe eine ihrer beiden Endstellungen erreicht hat, die Signalabgabe aufhört. Tritt also infolge eines Schadens an der Dieselmaschine die zuvor beschriebene selbsttätige Ausrükao kung der Schaltmuffe 15 ein. so wird auch diese dem Maschinenpersonal entweder durch Sichtanzeige oder durch akustische 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 Druckablaßventil eingebaut. Ein solches Druckablaßventil ermöglicht es dem Maschinenpersonal, bei Kenntnisnahme eines einen erheblichen Drehzahlabfall bzw. den Stillstand der Dieselmaschinc herbeiführenden Maschinenschadens augenblicklich den im Zylinderraum A herrschenden Druck abzubauen und damit eine sofortige Ausrückung der Schaltmuffe 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 35 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 der Dieselmaschine herbeiführender Maschinenschaden aus irgendwelchen Gründen vom Maschinenpersonal unbeachtet bleibe. Setzt nun die oben beschriebene selbsttätige Ausrückung der Schaltmuffe 15 unter der Wirkung des Schleppmoments der Schiffsschraube ein. so erfolgt, da zu Beginn der Ausri'ickbewegung die Axialnuten 37 durch die zylindrische Außenfläche des Außenbundes 86 des Ansatzes 8<·ί 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 Einrückkanals 33 eingebauten Druckablaßventils, so daß nunmehr die Ausrückung der Schaltmuffe 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 Dieselmaschine eingebautet" Temperaturwächter stehen, so daß die Servoeinrichtung bereits betätigt wird, wenn an der Dieselmaschinc anormale Betriebszustände auftreten.

Wie in F i g. 3 außerdem ersichtlich, kann im Melde-

kanal 35 eine mit einer Drosselstelle versehene Druckflüssigkeits-Austrittsöffnung 40 angeordnet sein. Diese Drosselöfinung 40 hat den Zweck, im Meldekanni 35 einen möglichst raschen Druckabfall herbeizuführen, falls die Druckflüssigkeitszufuhr aus einem der Zylinderräumc A oder B zum Meldekanal aufhört. Sie bewirkt also eine Erhöhung der Anspreehempfindlichkcit der Anordnung.

Mindestens eine der einander zugewandten Stirnflächen der gerade verzahnten Zahnkränze 14 und 17 kann mit Abweisschrägen verschen sein, die ein Einrükken dieser Zahnkränze verhindern, solange die getriebene Welle 8 die treibende Welle 1 überholt. Steht der Zylinderraum .4 unter Flüssigkeitsdruck und ratschen bei überholender getriebener Welle 8 die Stirnflächen der beiden ineinander einzurückenden Zahnkränze 14 und 17 übereinander weg, so gerät dadurch die Schaltmuffe 15 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 15;; auf die im Zylinderraum A befindliche Druckflüssigkeil und über diese in sämtliche in diesen Zylinderraum hineinführende Druckflüssigkeitskanäle und Druckflüssigkcitsleitungen sowie in die daran angeschlossenen Gcrate. Es bedarf keiner Erwähnung, daß derartige Schwingungen in hohem Maße unerwünscht sind und unler Umständen zu Zerstörungen führen können. Um diese Schwingungen im Zylinderraum A aufnehmen zu können, sind infolgedessen in dem Außenbund 8£> Axialbohrungen 41 angeordnet, über welche dieser Zylinderraum A mit in einem auf dem Ansatz 8.-1 der getriebenen Welle 8 befestigten Ringkörper 42 angeordneten kleinen Zylinderräumen 43 verbunden ist, welch letztere über Öffnungen 44 mit einem drucklosen Raum 45 verbunden sind, und in welchen Kölbchcn 46 begrenzt verschiebbar sind, deren Kolbenfläche über die Bohrung 41 von der im Zyünderraum A befindlichen Druckflüssigkeit beaufschlugt ist und die durch entsprechend bemessene Druckfedern 47 belastet sind. Gerät also die Schaltmuffe 15 infolge Übcreinanderratschcns 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 Kölbchcn 46 aufgenommen, die in entsprechende Schwingungen geraten. Dadurch werden die Druckflüssigkeitsschwingungen auf den Zylinderraum A lokalisiert und daran gehindert, in die mi! diesem Zylinderraum in Verbindung stehenden Kanäle und Druckflüssijikcitslcitungcn sowie zu den daran angeschlossenen Geräten zu gelangen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Schiffsantriebsanlage mit mindestens einer Dieselmaschine, einer dieser vorzugsweise über iiine drehelastische Kupplung nachgeschalteten hydrodynamischen Kupplung veränderlicher Füllung, einer schaltbaren formschlüssigen Kupplung zur Überbrückung der hydrodynamischen Kupplung, gegebenenfalls einem zwischen dieser und der Schraubenwelle angeordneten Getriebe und einer Manövriereinrichtung zur Leistungseinstellung der Dieselmaschine, zur Fülluhgseinstellung der hydrodynamischen Kupplung und zur Schaltung der Überbrückungskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungskupplung (14, 17) mit einem vor- oder nachgeschalteten Einweg-Sicherheitskupplungselement (3, 16) zusammenwirkt, das so gestaltet ist, daß es bei eingerückter Überbrückungskupplung (14.17) und Drehmomentübertragung im Antriebsdrehsinn der Dieselmaschine die Überbrückungskupplung (14, 17) unbeeinflußt läßt und bei Drehmomentübertragung entgegen dem Antriebsdrehsinn der Dieselmaschine nach Überschreiten eines Grenzdrehmoments im Bereich des Leerlaufbremsmoments der Dieselmaschine durch Entwicklung einer Ausschaltkraft auf die Überbrückungskupplung (14,17) diese löst.

2. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1 mit einer mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch schaltbaren Zahnkupplung als Überbrückungskupplung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmuffe (15) der Zahnkupplung (17, 14) über eine zum Einweg-Sicherheitskupplungselement gehörige Steilgewindeverbindung (3,16) mit Axialanschlag (15a, 32a) mit der einen Kupplungshälfte (2 bzw. 6) der hydrodynamischen Kupplung (2, 5, 6) und über die Zahnkupplung mit gerader Verzahnung (14, 17) mit der anderen Hälfte (6 bzw. 2) der hydrodynamischen Kupplung kuppelbar ist, wobei die Steilgewindeverbindung (3, 16) bei Übertragung des Treibmoments der Dieselmaschine die Schaltmuffe (15) in die eingerückte Stellung drängt, und daß in dem Schaltkraftübertragungsweg (25 bzw. 33) zwischen der Manövriereinrichtung und der Schaltmuffe (15) ein. einen weiteren Teil des Einweg-Sicherheitskupplungselementes bildendes Federglied bzw. ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, welches bei auf Einrükkung der Überbrückungskupplung (17, 14) eingestellter Manövriereinrichtung gestattet, daß sich die Schaltmuffe (15) bei Überschreitung des Grenzdrehmomentes unter der Wirkung der Steilgewindeverbindung (3, 16) entgegen der Wirkung des Federgliedes bz'v. des durch die Einstellung des Druckbegrenzungsventils festgelegten Schaltflüssigkeitsdruckes axial im Sinne der Ausrückung der Überbrückungskupplung (17,14) verschiebt.

3. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungskupplung (17, 14) in an sich bekannter Weise innerhalb des Gehäuses (5) der hydrodynamischen 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 beweglicher Zylinder mit fest mit dem Zylinder verbundenem Kolben (15a) einer doppeltwirkenden Zylinder-Kolbenanordnung (8a, Sb, ^S Sa) ausgebüdei ist, deren Kolben (15a) SSÄ22 (8«) der getriebenen Welle (8) umder mit in die Zylinderraume (A, B) en Zu und Abführungskanälen (33,34) Srdie durch die Manövnereirmchtung gesteuerte Druckflüssigkeit versehen ist (F 1 g. I, 3).

5 Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die beiden Zylinderräume (A, B) der Zylinder-Kolbenanordnung (8a, 86, 8c 15 15a) radiale Stichkanäle (356, 35c) einmünden die mit einem zu einer Anzeige-, Signal- oder Servoeinrichtung führenden Meldekanal (35) verbunden sind, und daß die Schaftmuffe (15) nut am Umfang verteilten Axialnuten oder mit Ringnuten (37 38) versehen ist, die axial derart bemessen und angeordnet sind, daß der, der eingerückten Stellung der Schaltmuffe (15) der Überbrückungskupplung (14 17) zugeordnete Stichkanal (356) nur bei Emrück-Endstellung der Schaltmuffe mit dem Meldekanal verbunden ist, und daß der, der ausgerückten Stellung der Schaltmuffe zugeordnete Stichkanal (35c) mindestens in der Ausrück-Endstellung der Schaltmuffe mit dem Meldekanal verbunden ist.

6 Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 5 mit einer an den Meldekanal angeschlossenen Servoeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in dem der eingerückten Stellung der Schaltmuffe (15) zugeordneten Druckflüssigkeitskanal (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. Schiffsantriebsanlage nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen zumindestens eines Zahnkranzes (14 bzw. 17) der geraden Kupplungsverzahnung (14, 17) der Überbrückungs-Zahnkupplung (14,17) in an sich bekannter Weise mit Abweisschrägen versehen sind, die ein Einrücken der Überbrückungskupplung verhindern, solange die der Schiffsschraube zugeordnete Kupplungshälfte (6) der hydrodynamischen Kupplung (2, 5, 6) die der Dieselmaschine zugeordnete Kupplungshälfte (2) überholt.

9. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den der Einrückung der Überbrückungskupplung (14, 17) zugeordneten Zylinderraum (A) der genannten Kupplungsanordnung ein oder mehrere elastische Speicher (41 bis 47) angeschlossen sind, die in der Lage sind, diejenige Flüssigkeitsmenge aufzunehmen, die durch die axiale rhythmische Hin- und Herverschiebung der Schaltmuffe (15) beim Übereinanderratschen der abgeschrägten Stirnflächen der geraden Kupplungsverzahnung (17) der Schaltmuffe bzw. deren Gegenverzahnung (14) vor deren Einrücken durch den Kolben (15a) der Zylinder-Kolbenanordnung (8a, 8b, 8c, 15,15a) verdrängt wird (F i g. 3).

10. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die elastischen Speicher die Form von in den betreffenden Zylinderraum (A) der Zylinder-Kolbenanordnung (8a, 86,

8c, 15, 15a) einmündenden und mit einem nicht unter Druck stehenden Raum (45) der Kupplungsanordnung verbundenen Bohrungen (43) haben, in welchen federbelastete (47) Kölbchen (46) begrenzt verschiebbar sind.

Die Erfindung betrifft eine Sehiffsaniriebsanlage mit mindestens einer Dieselmaschine, einer dieser vorzugsweise über eine drehelastische Kupplung nachgeschalteten hydrodynamischen Kupplung veränderlicher Füllung, einer schaltbaren formschlüssigen Kupplung zur Überbrückung der hydrodynamischen Kupplung, gegebenenfalls einem zwischen dieser und der Schraubenwelle angeordneten Getriebe und einer Manövriereinrichtung zur Leistungseinstellung der Dieselmaschine, zur Füllungseinstellung der hydrodynamischen Kupplung und zur Schaltung der Überbrückungskupplung.

Derartige Schiffsantriebsanlagen sind bereits in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Eine Ausführungsform einer solchen Schiffsantriebsanlage ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift I 781 141 beschriebe·;. _a5

Im Schiffbau wird in Verbindung mit Dieselantriebcn mehr und mehr die Forderung erhoben, im Falle des Eintritts von Maschinenschäden die Maschire augenblicklich von der Schiffsschraube trennen zu können, weil insbesondere bei den heutzutage häufig verwendeten mittelschnellen, hoch aufgeladenen Dieselmaschinen 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 fünren kann.

In jüngerer Zeit werden in zunehmendem Maße schaltbare Zahnkupplungen als Überbrückungskupplungen für hydrodynamische Kupplungen verwendet. Wegen der Zahnflankenreibung können Zahnkupplungen wie auch andere formschlüssige Kupplungen bekantermaßen nur bei geringer oder ganz ohne Drehmomentbelastung geschaltet werden. Infolgedessen kann es bei Verwendung einer schaltbaren Zahnkupplung als Überbrückungskupplung für die hydrodynamisehe 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 der 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 für die Anlage gefährlichen Wert überschreitet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Überbrückungskupplung mit einem vor- oder nachgeschalteten Einweg-Sicherheitskupplungselement zusammenwirkt, das so gestaltet ist, daß es bei eingerückter Überbrückungskupplung und Drehmomentübertragung im Antriebsdrehsinn der Däeselmaschine die Überbrückungskupplung unbeeinflußt läßt und bei Drehmomentübertragung entgegen dem Antriebsdrehsinn der Dieselmaschine nach Überschreiten eines Grenzdrehmoments im Bereich des Leerlaufbremsmoments der Dieselmaschine durch Entwicklung einer Ausschaltkraft auf die Überbrückungskupplung diese löst.

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

Gegenüber bekannten Schiffsantriebsanlagen der eingangs dargelegten allgemeinen Bauart bringt die Erfindung den technischen Fortschritt, daß für den Fall, 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 und somit größere und gefährliche Schäden vermieden werden können. Der Umstand, daß mit der erfindungsgemäßen Anordnung bei eingerückter Überbrückungskupplung und rückwärts drehender 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.

In der DT-OS 21 06 403 ist ein Schraubenwellenantrieb für Schiffe in Eisfahrt beschrieben, der zwischen der Schraube und einem Getriebe eine Anordnung zur Wellenkupplung aufweist, welche eine plötzliche Wellenunterbrechung bei Eisfahrt ermöglicht, trotz sehr großer Antriebsleistung eine möglichst schwingungsfreie Drehmomentübertragung gewährleistet und bei langen An- und Abreisen in eisfreiem Gewässer geringstmögliche Leistungsverluste aufweist. Diese Anordnung zur Wellenkupplung ist wahlweise auf schlupffreie Drehmomentübertragung oder auf Schlupfbetrieb mit Überlastsicherung einstellbar, wobei die Überlastsicherung die Wellenleitung bei Überschreitung einer vorbestimmbaren maximalen Stoßbelastung unterbricht. Nach einer wahlweisen Ausführungsform dieser bekannten Anordnung ist eine elektromagnetische Schlupfkupplung mit Überlastsicherung und eine Reibungskupplung vorgesehen, die beide voneinander unabhängige Schaltorgane aufweisen, wobei die geschlossene Reibungskupplung die geöffnete Schlupfkupplung überbrückt. Als Überlastsicherung dient ein elektrisches Schaltorgan, welches die elektroma-