DE2652385C3 - Verfahren zum Betrieb einer Schiffsantriebsanlage mit einem Dieselmotor und Schiffsantriebsanlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren /um Betrieb einer Schiffsantriebsanlage mit einem Dieselmotor, bei der zwischen dem Dieselmotor und dem Schiffsgetriebe eine druckmittelbctätigtc Reibungskupplung mit regelbarer Druckmittelzufuhr vorgesehen ist.

In der DE-AS 22 44 919, die eine hydraulisch betätigte Lamellenkupplung für Schiffswendegetriebe betrifft, werden verschiedene Ausführungsformen beschrieben, die sich mit den beim Anfahren der Schiffsantriebsanlage entstehenden Kupplungsproblemc befassen. Dabei wird im wesentlichen vorgeschlagen, das Einschalten der Reibungskupplung durch einen erhöhten Druck des Druckmittels zu beschleunigen oder eine langsame Schaltung vorzunehmen, bei der der Druck des Druckmittels allmählich auf den Betriebsdruck gebracht wird. Bei dieser langsamen Schaltung läuft die Reibungskupplung in der ersten Phase mit einem allmählich abnehmenden Schlupf. Durch diese bekannten Maßnahmen wird also versucht, den beim Anfahren einer Schiffsantriebsanlage auftretenden Abweichungen vom normalen Fahrtbetrieb Rechnung zu tragen.

Derartige Abweichungen vom Normalbetricb gibt es jedoch nicht nur in der Anlaufphasc oder beim Umsteuern eines Schiffswendcgctricbcs, sie können vielmehr auch während des normalen Fahrtbetriebes, z. B. durch den Ausfall eines Zylinders des in der Regel mittelschncll laufenden Dieselmotors auftreten. Sie führen in der Schiffsantriebsanlage wegen der dann erhöhten Wechseldrehmomente zu erhöhton Beanspruchungen, die sich bis in das Schiffsgetriebe fortsetzen können. Enthält die Antriebsanlage eine hochelastische Kupplung, so sind die meist auf Gummibasis aufgebauten hochelastischen Teile erfahrungsgemäß besonders gefährdet.

Eine Reduzierung der erhöhten Wechseldrehmomente und somit auch der Beanspruchungen auf ertragbare Werte läßt sich unter anderem dadurch erreichen, daß eine hydraulische Schlupfkupplung in das Antriebssystem eingebaut wird. Der Nachteil der hydraulischen Schlupfkupplungen liegt in dem hohen Aufwand, der betrieben werden muß, insbesondere dann, wenn eine hydraulische Kupplung in einem Antriebsystem mit relativ niedriger Drehzahl eingesetzt ist.

Auch pneumatisch geschaltete, hochelastische Kupplungen lassen Schlupf zu, der jedoch so bemessen sein muß, daß einerseits die erforderliche Dämpfung zur Reduzierung von Ubcrbcanspruchungcn auf ein erträgliches Maß erreicht wird, andererseits sich infolge des Schlupfes eine frühzeitige Abnutzung der Kupplungsreibbeläge aufgrund zu großer Erwärmung nicht einstellt. Bei diesen hochelastischen, pneumatischen Schaltkupplungen ist die Beibehaltung rines eingestellten Schlupfes über längere Zeil ein Problem insofern, als durch den allmählichen Bclagvcrschleiß und der damit verbundenen Vergrößerung des axialen Schaltwegcs, sowie durch Änderung der elastischen Eigenschaften der Gummielemcnte im Betrieb sich die ursprünglich vorhandenen Rückstellkräftc, welche zur Ausschaltung erforderlich sind, verändern. Ein weiterer Faktor liegt in einer Änderung des Reibwerts unter den verschiedenen Betriebsbedingungen vor. Auch ist es vom Grundsat/ her als eine schlechte Lösung anzusehen, eine Reibungskupplung nur deswegen im Dauerbetrieb mit Schlupf zu fahren, um die /v einem nicht vorher bestimmbaren Zeitpunkt auf·'retention erhöhten Wechscldrehmomentc dämpfen zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die den Anlagen genial! dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren zum Betrieb einer Schiffsantriebsanlage zu schaffen, durch das zu einem beliebigen Zeilpunkt auftretende Abweichungen vom Normalbctrieb ohne Schaden für die Kupplung kompensiert werden können.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß der Druckmitteldruck in Abhängigkeit vom l.aufvcrhaltcn des Dieselmotors gesteuert wird, und zwar derart, daß mit dem Auftreten von erhöhten Wcchscldrehmomcn- [r.n der beim Ruhiglauf des Dieselmotors auf einen höheren Hallcwcrt eingestellte Druckmitteldruck gesenkt und auf einen Wert selbstätig eingeregelt wird, der für die Dauer des Anhaltens der erhöhten Wcchscldrchmomenle einen die Wechscldrehmomenlc dämpfenden Schlupf in der Reibungskupplung bewirkt.

Durch die Erfindung werden die dem Slancl der Technik anhaftenden Nachteile vermieden und es wird eine Antriebsanordnung geschaffen, die ohne eine aufwendige und gegebenenfalls zusätzliche Schlupfkupplung auskommt und dennoch auf plötzlich auftretende Unregelmäßigkeiten im Antriebssystem reagieren kann.

Vorteilhafterweise wird der Schlupf beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten ;uif einen vorgegebenen Wert eingeregelt, wobei durch das Einregeln /um Ausdruck kommt, daß für die Dauer der Unregelmäßigkeiten dieser Wert auch beibehalten wird. Die hierfür

erforderlichen Maßnahmen gehören zum Stand der Technik, wie die Erfassung von Unregelmäßigkeiten durch entsprechende Meßfühler am Dieselmotor oder das Erfassen der Drehzahldifferenz zwischen den Kupplungshälfien zur Ermittlung und Einregclung des Schlupfs. Hierfür sind Maßnahmen einsetzbar, wie sie in der AT-PS 3 31 084 zum Erfassen der Drehzahldifferenz zwischen den Hälften einer Schlupfkupplung vorgeschlagen werden.

Eine Schiffsantriebsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Veifahrcns, bei der eine Einrichtung zum Überwachen des Laufverhaltens des Dieselmotors und an der Reibungskupplung eine einen Schlupf derselben quantitativ erfassende Schlupfmeßvorrichtung vorgesehen ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadureh aus, daß die Einrichtung zum Überwachen des Laufverhaltens und die Schlupfmeßvorrichtung an ein Regelgerät angeschlossen sind, welches ein die Druckmittelzufuhr steuerndes Ventil betätigt.

Eine vorteilhafte Kombination ergibt sich dann, wenn die Reibungskupplung eine an sich bekannte pneumatisch betätigte elastische Doppelkegelreibungskupplung ist. Hierbei übernehmen die elastischen Elemente der Doppelkcgelreibungskupplung die Dämpfung der normalen Wechscldrehmomente, während die erhöhten Wechseldrehmomentc durch die erfindungsgemäße Maßnahme gedämpft werden. Die Abbildung zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Die in der Abbildung dargestellte Schiffsantriebsanlagc besteht aus einem Dieselmotor t, der über eine druckmittelbetätigt Reibungskupplung 2 und eine einfache Wellenkupplung 12 ein Schiffsgetriebe 3 treibt. Über das Schiffsgetriebe 3 wird eine durch eine strichpunktierte Linie angedeutete Propcllerwelle 4 mit einem Propeller 5 angetrieben.

Der Dieselmotor ist mit einer Einrichtung 22 /um Überwachen des Laufvcrhaltens ausgerüstet, die über eine Vcrbiiidungsleitung 23 an ein Regelgcrät 7 angeschlossen ist. Mit 21 ist die Energieversorgung des Regelgerätes 7 bezeichnet. Weiterhin ist über eine weitere Verbindungs.eitung 24 eine Schlupfmeßvorrichtung 6 an das Regelgerät 7 angeschlossen. Zur Schlupfmeßvorrichtung 6 gehören zwei Meßfühler 15 und 16 und deren Anschlüsse 17 und 18. Die Meßfühler 15 und 16 nehmen die Impulse von Impulsgebern 13 und 14 auf. Die Impulsgeber 14 sind auf den Umfang des Primärteiles der druckmittelbetätigten Reibungskupplung 2 verteilte Stifte, während die Impulsgeber 13 an einem mit dem Sekundärteil der Reibungskupplung 2 starr verbundenen Teil, hier an der Wellenkupplung 12 angeordnet sind.

Das Regelgcrät 7 ist über eine Steuerleitung 11 mit dem Stellantrieb 10 eines die Druckmittelzufuhr steuernden Ventils 9 verbunden. Dieses teilt die Druckmittelleitung in einen vor dem Ventil 9 liegenden Leitungsabschnitt 8, der an eine Druckmittelquelle angeschlossen ist und einen Abschp'·".·. 8,i, in dem der durch eine Anzeigevorrichtung 20 an'ieshare erforderliche oder gewünschte Betriebsdruck für die Reibungskupplung 2 herrscht.

Im Normalbetrieb liefert das Ventil 9 einen Betriebsdruck, der so groß ist, daß die Reibungskupplung 2 ohne Schlupf läuft. Dieser normale Betriebsdruck ist hier der höhere Hallewert. Sobald die Einrichtung 22 zum Überwachen des Laufverhaltens eine Unregelmä ßigkeit, z. B. einen Zylindcrausfall meldet, geht über das Steuerventil 7 an die Stellvorrichtung 10 der Befehl, das Ventil 9 zu drosseln. Durch die Drosselung kommt es zu einem entsprechenden Druckabfall im l.eistungsabschnitt 8.7 und zu einem Schlupf in der schaltbaren Reibungskupplung 2. Dieser Schlupf wird von der Schlupfmeßvorrichtung 6 quantitativ erfaßt und dem Rcgelgerät 7 gemeldet. Dieses vergleicht den Schlupf mit einem vorgegebenen Wert und steuert daraufhin das Ventil so ein, daß dieser Wert erreicht und gehalten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer Schiffsantriebsanlage mit dnem Dieselmotor, bei der /wischen dem Dieselmotor und dem Schiffsgetriebe eine druckmittelbetätigte Reibungskupplung mit regelbarer Druckmittelzufuhr vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmitleidruck in Abhängigkeit vom Laufverhallen des Dieselmotors gesteuert wird, und zwar derart, daß mit dem Auftreten von erhöhten Wechseldrehmomenten der beim Ruhiglauf des Dieselmotors auf einen höheren Haltewert eingestellte Druckmitteldruck gesenkt und auf einen Wert selbstätig eingeregelt wird, der für die Dauer des Anhaltens der erhöhten Wechseldrehmomente einen die Wechscldrehmomente dämpfenden Schlupf in der Reibungskupplung bewirkt.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß auf einen vorgegebenen Schlupf eingeregelt wird.

3. Schiffsantriebsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach ehern der Ansprüche I und 2, bei der eine Einrichtung zum Überwachen des Laufverhaltcns des Dieselmotors und in der Reibungskupplung eine einen Schlupf derselben quantitativ erfassende Schlupfmeßvorrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (22) zum Überwachen des Laufverhallens und die SchlupfmeC orrichtung (6) an ein Rcgelgerät (7) angeschlossen sind, welches /*m die Druckmittelzufuhr steuerndes Ventil (9) betätigt.

4. Schiffsantriebsanlage nach einen·, der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskupplung eine an sich bekannte pneumatisch betätigte elastische Doppelkegclreibungskupplungist.