DE2806939C2

DE2806939C2 -

Info

Publication number: DE2806939C2
Application number: DE2806939A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: TOSI FRANCO INDUSTRIALE SpA
Current assignee: Ansaldo Energia SpA
Priority date: 1977-01-25
Filing date: 1978-02-17
Publication date: 1989-10-26
Also published as: IT1114755B; DE2806939A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schiffsantrieb mit einem Antriebsmotor, dessen Antriebswelle ständig im gleichen Drehsinn umläuft und über ein hydrodynamisches Getriebe mit der Schiffsschraubenwelle verbindbar ist, wobei die Drehrichtung der Abtriebswelle des hydrodynami schen Getriebes über eine Leitschaufelanordnung umsteuer bar ist, die im Strömungskanal zwischen Pumpen- und Tur binenrad vorgesehen ist.The invention relates to a ship propulsion system a drive motor, the drive shaft in the rotates in the same direction and over a hydrodynamic Gear can be connected to the propeller shaft, the direction of rotation of the output shaft of the hydrodynami reverse gearbox via a guide vane arrangement bar, which is in the flow channel between the pump and door pinwheel is provided.

Ein derartiger Schiffsantrieb mit Dampfturbinen als Antriebsmotor ist aus der CH-PS 51 845 bekannt. Bei diesem bekannten Schiffsantrieb muß das hydrodynamische Getriebe ebenso wie bei dem Schiffs antrieb nach der US-PS 28 97 330 auf die volle Leistung des Antriebsmotors ausgelegt sein, weil in allen Be triebsstellungen die Leistungsübertragung über das Strö mungsmittel erfolgt, selbst wenn in der einen Betriebs stellung des Schiffswendegetriebes An- und Abtriebswelle (bei Vorwärtsfahrt) im gleichen Drehsinn und mit gleicher Drehzahl umlaufen und damit das Getriebe als Hydraulik kupplung arbeitet.Such a ship propulsion with steam turbines as the drive motor is from CH-PS 51 845 known. In this known ship drive must the hydrodynamic transmission as well as on the ship drive according to US-PS 28 97 330 to full power be designed for the drive motor, because in all Be drive positions the power transmission over the current means takes place, even if in one company Position of the reversing gearbox input and output shaft (when driving forward) in the same direction and with the same Rotate speed and thus the transmission as hydraulics clutch works.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungs gemäßen Schiffsantrieb derart weiterzubilden, daß das hydrodynamische Getriebe nur für vorübergehenden Manöv rierbetrieb Anwendung findet, dabei kurzzeitig überlast bar ist und daher leichter, kleiner und kostengünstiger aufbaubar ist. Based on this known prior art therefore the object of the invention, a genus to develop the ship propulsion in such a way that the hydrodynamic transmission only for temporary maneuvers rier operation finds application, while temporarily overload bar and is therefore lighter, smaller and cheaper is buildable.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeich nungsteil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale.The task is solved by the in the indicator nung part of the claim specified features.

Über das selbstsynchronisierende Getriebe werden bei Vor wärtsfahrt Antriebs- und Abtriebswelle starr miteinander verbunden, so daß über das hydrodynamische Getriebe über haupt keine Leistung übertragen wird und erforderlichen falls die Leitschaufelanordnung kontrolliert, gewartet oder instandgesetzt werden kann.Via the self-synchronizing gearbox at Vor upward drive input and output shaft rigidly together connected so that about the hydrodynamic transmission No power is transmitted at all and required if the vane assembly is checked, serviced or can be repaired.

Beim Anfahren sowie beim Manövrieren und im Rückwärtsbe trieb wird das hydraulische Getriebe wirksam, wobei durch die Verstellung der Leitschaufeln Drehrichtung und Dreh zahl der Abtriebswelle bei im gleichen Drehsinn und mit gleicher Drehzahl laufender Antriebswelle geändert werden kann. Um die entstehende Wärme in dem bezüglich der An triebsleistung unterdimensionierten hydraulischen Getrie be abführen zu können, ist der zusätzliche mit der Pumpe und dem Ventil versehene Ölkreislauf vorgesehen, über den die bei Überlastung des Getriebes entstehende Wärme abge führt werden kann.When starting off, maneuvering and reversing the hydraulic transmission becomes effective, whereby the adjustment of the guide blades rotation direction and rotation Number of output shafts in the same direction and with same speed of running drive shaft can be changed can. To the heat generated in the regarding drive power undersized hydraulic transmission To be able to be discharged is the additional one with the pump and the valve provided oil circuit through which the heat generated when the gearbox is overloaded can be led.

Die Leitschaufelanordnung ermöglicht durch individuelle Einstellung der Leitschaufeln bei einfachem Aufbau ein stoßfreies und feinfühliges Anhalten sowie eine Verände rung und Umkehr der Drehzahl, wobei das selbstsynchroni sierende Getriebe unwirksam ist.The guide vane arrangement made possible by individual Adjustment of the guide vanes with a simple construction bumpless and sensitive stopping as well as a change tion and reversal of the speed, whereby the self-synchroni gating gear is ineffective.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zei gen: The following is an embodiment of the invention described using the drawing. Zei in the drawing gene:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungs gemäßen Schiffsantriebs bei Vorwärtsfahrt mit in der einen Endstellung (für Vorwärtsfahrt) befindlichen Leitschaufeln mit eingekuppeltem selbstsynchronisierenden Getriebe, Fig. 1 is a schematic illustration of the marine propulsion system according to fiction, when moving forward with in one end position (forward drive) located vanes with the coupled self-synchronizing gear,

Fig. 2 eine Einzeldarstellung einer Leitschaufel mit Stellantrieb in der anderen Endstellung im Um steuerbetrieb, Fig. 2 is a detail view of control operation of a guide vane with the actuator in the other end position in order,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a section along the line III-III in FIG. 1,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 2. Fig. 4 shows a section along the line IV-IV of FIG. 2.

Gemäß Fig. 1 besteht der Schiffsantrieb aus einem Pumpen schaufelkranz (1), der mit einer Antriebswelle (2) dreh fest verbunden ist, aus einem Turbinenschaufelkranz (3), der mit einer Abtriebswelle (4) drehfest verbunden ist, aus einem druckölfesten Gehäuse (5) und aus einer Leit schaufelstufe, deren Leitschaufeln (8) durch je einen da zugehörigen Stellantrieb (7) betätigbar sind. Das System wird durch eine Ölpumpe (8) und durch ein ferngesteuertes Ventil (9) ergänzt, welches zur Regelung der Ölmenge dient, die durch das Getriebe fließen muß, um die Abwärme abzutragen. Durch Betätigung der Stellantriebe (7) können die Leitschaufeln (8) in zwei verschiedene Stellungen ge schaltet werden: In der ersten Stellung (Fig. 1 und 3) beeinflussen sie die Ölströmung von (1) nach (3) nicht, und der Turbinenschaufelkranz (3) dreht sich daher gleichsinnig mit dem Pumpenschaufelkranz (1), wie die Pfeile F in Fig. 3 zeigen. In der zweiten Stellung lenken die Leitschaufeln (8) die Ölströmung so, daß der Turbi nenschaufelkranz (3) in entgegengesetztem Sinn gegenüber dem Pumpenschaufelkranz (1) umläuft, wie die Pfeile F ₁ und F ₂ in Fig. 4 zeigen.Referring to FIG. 1, the marine propulsion of a pump blade ring (1) which is fixedly connected to a drive shaft (2) rotating, from a turbine blade ring (3) which is rotatably connected with an output shaft (4) of a pressure oil-resistant housing ( 5 ) and from a guide vane stage, the guide vanes ( 8 ) of which are actuated by an associated actuator ( 7 ). The system is supplemented by an oil pump ( 8 ) and a remote-controlled valve ( 9 ), which serves to regulate the amount of oil that has to flow through the gearbox to remove the waste heat. By actuating the actuators ( 7 ), the guide blades ( 8 ) can be switched to two different positions: in the first position ( Fig. 1 and 3) they do not influence the oil flow from ( 1 ) to ( 3 ), and the turbine blade ring ( 3 ) therefore rotates in the same direction as the pump blade ring ( 1 ), as the arrows F in FIG. 3 show. In the second position, the guide vanes ( 8 ) direct the oil flow in such a way that the turbine blade ring ( 3 ) rotates in the opposite sense to the pump blade ring ( 1 ), as the arrows F ₁ and F ₂ in FIG. 4 show.

Durch Betätigung der Stellantriebe (7) kann demnach die Abtriebswelle (4) in dem einen oder in dem anderen Dreh sinn gedreht werden, während der Drehsinn der Antriebs welle (4) stets derselbe bleibt.By actuating the actuators ( 7 ), the output shaft ( 4 ) can be rotated in one or the other sense, while the direction of rotation of the drive shaft ( 4 ) always remains the same.

Die während des Wendevorganges entwickelte Wärme wird von dem das Getriebe durchströmenden Öl abgeführt: Durch reichliche Bemessung der Ölpumpe (8) und des Ablaßventils (9) können auch jene Fälle bewältigt werden, bei welchen diese Wärmeenergie sehr hohe Werte erreicht.The heat developed during the turning process is dissipated by the oil flowing through the gearbox: by amply dimensioning the oil pump ( 8 ) and the drain valve ( 9 ), those cases can also be dealt with in which this thermal energy reaches very high values.

Eine besondere Anordnung ist für den Fall entwickelt wor den, wo bei einem Schiffsantrieb folgende Forderungen ge stellt werden:A special arrangement has been developed for the case where where the following requirements apply to a ship's propulsion system are:

a) Large amounts of energy used in reversing motion due to the inertia of the output shaft or other their causes arise must be eliminated;
b) the drive shaft is directly on the output shaft lock to loss on the efficiency of the liquid transmission from the front for long periods of time to avoid turning in where he doesn't are required
c) the direct connection between the input and output shaft must be able to be resolved quickly to perform quick maneuvers to be able to carry out what suddenly becomes necessary.

Für eine diesen Anforderungen besonders entsprechende Ausführungsform ist ein Wendesystem vorgesehen, das aus folgenden Teilen besteht:For one that particularly meets these requirements Embodiment, a turning system is provided that consists of the following parts:

- A fluid reversing gear as described above level design,
a self-synchronizing transmission ( 18 ) of known type which is capable of rigidly connecting the input and output shafts to one another,
- a system for supplying the oil to the liquid reversing gear.

Bei einem Schiffsantrieb braucht das Flüssigkeitswendege triebe nicht die gesamte Leistung des Antriebsmotors (10) zu übertragen, sondern nur die beim Manöverbetrieb benö tigte Leistung. Somit lassen sich Raumbedarf und Kosten für das Flüssigkeitswendegetriebe relativ niedrig hal ten. Im Normalbetrieb (bei Vorwärtsfahrt des Schiffes) wird dagegen das selbstsynchronisierende Getriebe (18) verwendet, welches am Ende der Manöver eingeschaltet wird, ohne dafür die Bewegung des Antriebsmotors unter brechen zu müssen, und welches die Antriebswelle (2) di rekt mit der Abtriebswelle (4) verbindet. Unter diesen Betriebsbedingungen kann die Ölpumpe (8) zur Speisung des Flüssigkeitswendegetriebes stillgesetzt werden, um nicht unnötige Energie zu verbrauchen. Sollte die Ölpumpe (8) aus besonderen Gründen (z. B. Fahrt im Nebel) in Betrieb gehalten werden, treten keine Ventilationsverluste im Inneren des Getriebes ein; denn die beiden Schaufelkränze (1 und 3) laufen gemeinsam. (Die Leistungsverluste bei Strömungsgetrieben sind bekanntlich dem Unterschied zwi schen den Drehzahlen beider Schalen proportional.)In a ship propulsion system, the liquid reversing gear does not need to transmit the entire power of the drive motor ( 10 ), but only the power required during maneuvering. This means that space requirements and costs for the fluid reversing gearbox can be kept relatively low. In normal operation (when the ship is moving forward), on the other hand, the self-synchronizing gearbox ( 18 ) is used, which is switched on at the end of the maneuvers, without having to interrupt the movement of the drive motor , and which connects the drive shaft ( 2 ) di rectly to the output shaft ( 4 ). Under these operating conditions, the oil pump ( 8 ) for supplying the fluid reversing gear unit can be stopped in order not to use up unnecessary energy. If the oil pump ( 8 ) is kept in operation for special reasons (e.g. driving in fog), there are no ventilation losses inside the gearbox; because the two blade rings ( 1 and 3 ) run together. (As is well known, the power losses in flow gears are proportional to the difference between the speeds of both shells.)

In Fig. 1 treibt ein ständig im gleichen Drehsinn umlau fender Motor (10) über ein zweistufiges Zahnradunterset zungsgetriebe (Zahnradpaare (11, 12 und 13, 14)) eine Schiffsschraubenwelle (15) an.In Fig. 1 drives a constantly rotating in the same direction motor ( 10 ) via a two-stage gear reduction gear (gear pairs ( 11 , 12 and 13 , 14 )) drives a propeller shaft ( 15 ).

Das Zahnrad (12) sitzt auf der das Pumpenrad tragenden Antriebswelle (2), während das Zahnrad (13) drehfest mit der das Turbinenrad tragenden Welle (4) verbunden ist.The gear wheel ( 12 ) is seated on the drive shaft ( 2 ) carrying the pump wheel, while the gear wheel ( 13 ) is connected in a rotationally fixed manner to the shaft ( 4 ) carrying the turbine wheel.

Der Pumpenschaufelkranz (1) kam direkt mit dem Zahnrad (13) über das selbstsynchronisierende Getriebe (18) ver bunden werden, in welchem Fall Pumpenrad (1), Zahnrad (13) und Turbinenrad (3) gemeinsam umlaufen.The pump blade ring ( 1 ) came directly to the gear ( 13 ) via the self-synchronizing gear ( 18 ), in which case the pump wheel ( 1 ), gear ( 13 ) and turbine wheel ( 3 ) rotate together.

Claims

Ship drive with a drive motor, the drive shaft of which constantly rotates in the same direction of rotation and can be connected to the propeller shaft via a hydrodynamic transmission, the direction of rotation of the output shaft of the hydrodynamic transmission being reversible via a guide vane arrangement which is provided in the flow channel between the pump and turbine wheel, characterized in that the pump vane ring ( 1 ) of the hydrodynamic transmission when driving forward of the ship with the turbine vane ring ( 3 ) can be connected directly via a self-synchronizing transmission ( 18 ) that the guide vane arrangement has a single guide vane stage, each individual vane (8) is associated with the guide vane, a separate actuator (7), scoop through which the routing in question (8) between two end positions so ver pushed, the same in that engages one end position into the flow channel and in the other position outsid lb is the same, and that a pump ( 8 ) for supplying converter fluid into the housing of the hydrodynamic transmission and a controllable valve ( 9 ) for the discharge of converter fluid speed are provided from the housing.