DE836299C

DE836299C - Screw drive for ships, especially for tugs and fishing vessels, with additional electric drive

Info

Publication number: DE836299C
Application number: DEL944A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Willi Heil
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1950-01-18
Filing date: 1950-01-18
Publication date: 1952-04-10

Description

Schraubenantrieb für Schiffe, insbesondere für Schlepper und Fischereifahrzeuge, mit elektrischem Zusatzantrieb Bei Dieselantrieben oder sonstigen in ihrer Leistung; drelizählabhängigen Antriebsmaschinen von Schiften, insbesondere Sdhleppern, Fischereifahrzeugen u. dgl., nimmt .die Leistung der Antriebsmaschine bei Betrieb mit hoher Belastung und niedrigen Schraubendrehzahlen, z. B. beim Sclileppbetriel>, mit der geringeren Schraubendrehzahl ab. Es kann ein elektrischer Zusatzantrieb vorgesehen werden, der bei hoher Propellerbelastung eine zusätzliche Leistung an die Schraubenwelle abgibt. Nach der Zuschaltung des Zusatzantriebes kann der Hauptantrieb mit höherer Drehzahl laufen und damit auch selbst eine erhöhte Leistung abgeben. Der elektrische Zusatzantrieb ist vorzugsweise ein dieselelektrischer. An Stelle der zusätzlichen Dieselmaschine kann auch jede andere Kraftmaschine treten.Screw drive for ships, especially for tugs and fishing vessels, with additional electric drive For diesel drives or others in their performance; Drill-count dependent drive machines of ships, in particular dump trucks, fishing vessels and the like. The power of the prime mover decreases during operation with high loads and low screw speeds, e.g. B. with the Sclilepp tribiel>, with the lower Screw speed. An additional electric drive can be provided, which provides additional power to the propeller shaft when the propeller is heavily loaded gives away. After switching on the additional drive, the main drive can be operated with a higher Running speed and thus also deliver increased performance. The electric one The auxiliary drive is preferably a diesel-electric one. Instead of the additional Diesel engine can also kick any other prime mover.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schraubenantrieb für Schiffe, insbesondere für Schlepper und Fischereifahrzeuge, mit einer in ihrer Leistung drehzahlabhängigen Antriebsmasdhine und einem elektrischen, vorzugsweise dieselelektrischenZusatzantrieb, der bei hoher Belastung der Schraube, z. B. beim Schleppbetrieb, eine zusätzliche Leistung <in die Schraubenwelle abgibt.The invention relates to a screw drive for ships, especially for tugs and fishing vessels, with a speed-dependent performance Drive machine and an electric, preferably diesel-electric, additional drive, the high load on the screw, z. B. when towing, an additional Power <in the propeller shaft.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daB der elektrische Zusatzantrieb in seinem elektrischen Teil so ausgelegt ist, daB die Drehzahlmomentkennlinie des Motors mit zunehmendem Moment in der Drehzahl derart abfällt, claß die vom Motor abgegebene Zusatzleistung im Betriebsbereich im wesentlic'lien konstant verläuft. Diese Auslegung des elcktrisclien Teiles kann in der Weise erfolgen, daß der Generator des elektrischen Zusatzantriebes so ausgelegt ist, (laß er z. 13. als Kränierniascliine ci<lcr als Konstantstrommascliine oder als Gegenkoniliotiii(Igenerator eine mit zunelimendern Strom stark abfallende Spannungskennliuie aufweist und/oder der 'fotor durch beispielsweise starke Konipoundierung oder eine Hauptstromerregung eine finit zunehmendem 'Moment abfallende 1)r(@lizalilketitilinie hat oder der Regler auf diese Kennlinie abgestellt ist. Die elektrische Zusatzleistung kann auch für den @\utriel) anderer _\rl>eitsn@eräte, z. B. Fischnetzwinden, ausgenutzt werden. lies kann z. B. in der Weise g-;scliehen; daß der elektrische 'Motor . des Zusatzantriebes nach :\likuppeln der Schraubenwelle als ,@ntriebsniotor für eine I-lilfsinascbine, z. B. für die Fischiie°tzn iiide, dient. Weiter empfiehlt -s sich, die _\nlage so auszulegen, (laß die ini I@etriebsbereich ini wesentlic'lien konstant gehaltene Leistung (l.r elektrischen _Maschinen des Zusatzabtriebes der Lcisttiiig der zugeliöri,geti GeneratorantriebsinascIiine, z. B. Zusatzdieselmaschiire, entspricht. Bei .\tisfall des Hauptantriebes kann gege1renenfalls der Zusatzantriel> allein den Antrieb der Schraube ül>Ernehmen und sich Bierbei automatisch auf die seiner Leistung entsprechende Scliratilieirdrelizalil einstellen.The invention consists essentially in that the electrical auxiliary drive its electrical part is designed in such a way that the speed torque characteristic of the The speed of the engine drops so much with increasing torque that the engine speed drops submitted Additional service in the operational area is essentially constant. This interpretation of the electrical part can be done in such a way that the generator of the electrical Additional drive is designed in such a way (let it e.g. as a constant current generator or as a counterconciliation generator with Current has strongly decreasing voltage characteristics and / or the 'photo by for example strong connection or a main current excitation a finite increasing moment falling 1) r (@lizalilketitilinie or the controller is based on this characteristic is. The additional electrical power can also be used for the @ \ utriel) other _ \ rl> eitsn @ devices, z. B. fishing net winches are exploited. lies can z. B. in the manner g-; scliehen; that the electric 'motor. of the auxiliary drive after: \ coupling the screw shaft as, @ ntriebsniotor for an I-lilfsinascbine, z. B. for the Fischiie ° tzn iiide, serves. It is also advisable to design the situation in such a way (leave the ini @ operating range ini essential constant power (l.r electrical machines of the Additional output of the Lcisttiiig der zugeliöri, geti generator drive systems, z. B. Zusatzdieselmaschiire corresponds. If the main drive fails, it may be the additional drive> alone the drive of the screw ül> take and beer at automatically adjust to the scliratilieirdrelizalil that corresponds to its performance.

Die 'liierlrci erzielten Vorteile sind unter anderen folgende: i. Die Last wird ohne zusätzlic e Regelorgaire aufgeteilt. Der elektrische Zusatzantrieb überniinint konstante Leistung, wie es seiner konstant <iurchlaufenclen Antriebsinascliine, z. 13. Dieselniascliiiie. entspricht. Durch Walil der Kennlinie kann dieser Drehzahlbereich konstanter Leistung vcni ball zu Fall zweckmäßig eingestellt werden. Der flauptantriel> übernimmt eine mit der Drehzahl steigende und fallende Leistung, wie es der Ilatiptniascliine, z. B. ebenfalls einer Dieselinascliine, die gegebenenfalls über ein Übersetzungsgetriebe fest mit der Schraube gekuppelt ist, entspricht.The advantages achieved include the following: i. The load is shared without an additional regulatory body. The electric auxiliary drive provides constant power, as it is due to its constant drive line, z. 13. Dieselniascliiiie. is equivalent to. This speed range can be achieved by means of the characteristic curve constant power vcni ball can be adjusted appropriately in case. The flauptantriel> assumes a power that rises and falls with the speed, as is the case with the Ilatiptniascliine, z. B. also a diesel engine, possibly via a transmission gear is firmly coupled to the screw, corresponds to.

z. Bei dein erlindungsgeinäß ausgelegten Zusatzabtrieb braucht nur der Hauptantrieb in der Drehzahl eingestellt bzw. verstellt zu werden. :\tif (rund seiner geschilderten Kennlinie stellt dieser Zusatzantrieb sich auf die neue Drehzahl bei Aufrecliterlialtung seiner richtigen Leistung ohne weiteres von selbst ein.z. With your inherently designed additional output, you only need the speed of the main drive can be set or adjusted. : \ tif (round According to its characteristic curve, this additional drive adjusts itself to the new speed if he is ready to perform his or her correct performance without further ado.

3. Da der erfindungsgemäß ausgelegte Zusatzantrieb sich selbst vor Überlastung auf Grund seiner Kennlinie schützt, sind bei seiner Anwendung die :\nforderungen an den Regler des Hauptantriebes, z. B. Hauptdiesels, geringer als sie sonst ini llinlilic'k auf die im Verluiltnis zum Hauptantrieb ininier wesentlich kleinere Leistung des Zusatzantriebes, z. B. Zusatzdiesels, sein müßten.3. Since the additional drive designed according to the invention is in front of itself Overload protects on the basis of its characteristic curve, are the following in its application: \ nrequirements to the controller of the main drive, e.g. B. main diesel, lower than usual ini llinlilic'k on the much smaller ones in relation to the main drive Power of the additional drive, z. B. additional diesel would have to be.

Infolge der fallenden Drehzalilkennlinie cl-es Zusatzantriebes können in den mechanischen Ülrertragungsteilen, z.13. lern gemeinsamen Getriebe, keine Überbeanspruchungen durch die Einstellung abweichender Drehzahlen iin f Iaupt- und Zusatzantrieb eintreten.As a result of the falling speed characteristic cl-es additional drive can in the mechanical transmission parts, e.g. 13. learn common gear, no Overstressing due to the setting of different speeds in the main and Enter additional drive.

5. Der elektri5clie Zusatzantrieb kann nach Abkuppeln der Hatiptmasch@ine auch allein auf die Schraube arbeiten, d. 1i. (laß - bei der sich einstellenden Drehzahl die volle Leistung des Zusatzantriebes ausgenutzt --erden kann. Infolge der speziellen Kennlinie des erfindungsgemäßen Zusatzantriebes stellt er bei plötzlich ausfallendem Hauptdiesel selbsttätig auf die seiner Leistung entsprechende Schraubendrelizalil ein.5. The additional electric drive can be used after uncoupling the Hatiptmasch @ ine also work on the screw alone, d. 1i. (let - at the one that appears Speed, the full power of the auxiliary drive can be used. As a result the special characteristic of the additional drive according to the invention, it suddenly sets failing main diesel automatically to the screw terminal relicalil corresponding to its performance a.

Die Zeichnung zeigt in Fig. i in schematischer Darstellung einen Schiffsantrieb mit elektrischem, gemäß der Erfindung ausgelegtem Zusatzantrieb.The drawing shows a ship drive in Fig. I in a schematic representation with electrical additional drive designed according to the invention.

Es bezeichnen 1o den beispielsweise von einer Dieselmaschine gebildeten Hauptantrieb und i i den erfindungsgemäßen, 1>eispielsn-eise aus einem Dieselantrieb 12, einem Generator 13 und einem Motor 14 bestehenden elektrischen Zusatzantrieb. Der Hauptantrieb 1o und der Zusatzantrieb 11 arbeiten über die Ritze' 15 und 16 auf ein gemeinsames Zahnrad 17, das auf der Welle der Schiffsschraube 18 befestigt ist. 19 ist ein ini Stromkreis des Generators 13 vorgeselierier Unischalter mit den Stellungen I, 1I und 11I. In der Stellung I ist der Generator 13 auf den Motor 1I geschaltet. Die Stellung II ist,die Nullstellung. In dker Stellung III ist der Generator 13 auf den 'Motor 20 geschaltet, der zum Antrieb der Fisclinetzwinde 21 dient.It denotes 1o the main drive, formed for example by a diesel engine, and ii the electrical auxiliary drive according to the invention, 1> for example, consisting of a diesel drive 12, a generator 13 and a motor 14. The main drive 1o and the auxiliary drive 11 work via the cracks 15 and 16 on a common gear 17 which is attached to the shaft of the propeller 18. 19 is an ini circuit of the generator 13 pre-designed Uniswitch with the positions I, 1I and 11I. In the position I, the generator 13 is connected to the engine 1I. Position II is the zero position. In position III, the generator 13 is connected to the motor 20 which is used to drive the fishing net winch 21.

Fig. 2 der Zeichnung gibt das Leistungsdiagramm des elektrischen Zusatzantriebes wieder, und zwar für den Fall, daß wie bei der Ausführung der Fig. i der Hauptantrieb von einer Dieselniaschine gebildet wird.Fig. 2 of the drawing shows the performance diagram of the electrical auxiliary drive again, namely in the event that, as in the embodiment of FIG. i, the main drive is made by a diesel machine.

In diesem Leistiungsdiagramni stellt die Kurve i die Propulsiongkurve für die 11 reifalirt dar, d. li. den Zusammenhang zwischen der Schraubenleistung und der Schratibendrelizahl bei der jeweiligen, dieser Schraubendrelizalil entsprechenden Schiffsgeschwindigkeit. Die Kurve 2 stellt die entsprechende Kurve'bei Sclilelilifalirt dar. Die Kurve3 gibt den Zusammenhang zwischen der abgebbaren Leistung der DieselinascIiiiie und ihrer der Scliraubendrehza!,lil entsl)i-eclienden Unidrehungszalil an. Die Kurve :I deutet den Verlauf der Gesamtleistung (Hauptantriebsleistung und Zusatzleistung) an. Da die Dieselmaschine eine Maschine konstanten Momentes ist, sinkt ihre Leistung linear mit der Drehzahl ab. Der ''unkt .4 stellt beispielsweise den Betriebspunkt der Maschine bei der Freifährt dar. Nimmt man an; ciaß die Dieselmaschine für diesen Punkt berechnet ist, so 'kann sie bei 'der Schleppfahrt nur eine Leistung von etwa 72 %' zur Verfügung stellen (Betriel sliuti!kt B). Hat der elektrische Zusatzantrieb eine Leistung, die der Größe des Maßpfeiles 5° gleiclikoinnit, so wird der Betriebspunkt B in den Punkt C.; gehoben, denn die Dieselmaschine ist inin in der Lage, eine um den Maßpfeil 6 größere Leistung abzugeben. Die erreichte Gesamtleistung entspricht in diesem Fall der Freifahrtleistung der Dieselinascliine. Der Maßpfeil 5$ zeigt, (laß (las Scliitt aticli finit der Zusatzleistuilg allein verliältnisnläßig schnell (beim .\tislegungsbeispiel mit etwa 580/" der Schraubendrchzähl) gefahren %\erden kann.In this power diagram, curve i represents the propulsion curve for the 11 reifalirt, d. left the relationship between screw performance and the Schratibendrelizalil at the respective, this screwrelizalil corresponding Ship speed. Curve 2 represents the corresponding curve at Sclilelilifalirt The curve 3 shows the relationship between the output of the diesel fuel tank and their unidirectional revolutions per minute. The curve : I indicates the course of the total power (main drive power and additional power) at. Since the diesel engine is a machine with constant torque, its performance decreases linearly with the speed. The '' point 4, for example, represents the operating point of the machine at the free movement. If one assumes; ciaß the diesel engine for this one Point is calculated, it can only 'perform' during towing of about 72% 'available (Betriel sliuti! Kt B). Has the electric auxiliary drive an output which is equal to the size of the arrow 5 °, then the operating point B in point C .; lifted, because the diesel engine is in a position to produce a the arrow 6 to deliver greater power. The overall performance achieved corresponds to in this case, the free travel performance of the diesel line. The dimension arrow $ 5 shows (let (read section aticli finit the additional services Relatively alone driven quickly (in the example with about 580 / "the screwdriver count) % \ can ground.

Claims

PATENT TO S PR U C HE i. Screw drive for Schitee, in particular for tugs and fishing vessels, finite a speed-dependent drive machine and an electrical, preferably diesel-electric auxiliary drive, which is used when the screw is highly loaded, e.g. 13. when towing, delivers additional power to the propeller shaft, characterized in that the additional electric drive (ii) is designed in its clektrisclien part so that the speed; tlllmoni, cntkenulitiie of the electric motor (1.l) finite increasing torque in the speed in such a way drops, since (.) the additional power given off by the electric motor (i4) leaves essentially constant in the 13etriel> slrereicli. =. _ \ ntrieli after _ \ nsllrucli i, marked by the fact that the generator (i3) of the electrical Ztis; itzaiitriel> es (ii) is so designed (let him z. I). as an I @ r: imermaschine or as a constant flow machine () which, as a countercompeting generator, has a voltage characteristic curve that drops sharply with an additional current and / or the motor (t 4) has a speed characteristic curve that decreases with increasing torque due to, for example, strong compoting or a main current excitation. 3. Drive according to claim i, characterized in that the additional electrical power is also used to drive other work equipment, e.g. B. fishing net winches (20, 2i), is exploited. .3. _liitrieli according to claim 3, characterized in that the electric motor (i4) of the additional drive (ii) after uncoupling the screw shaft as a drive motor for an auxiliary machine, e.g. B. for the fishing net winch, is used. 5. Drive according to claim i, characterized in that the power of the electrical machines (i3, 14), which is kept substantially constant in the operating range, of the additional drive of the power of the associated, glen generator drive machine, z. 13. Auxiliary diesel engine (i2). 6.: \ ntriell according to claim i, characterized in that if the main drive (io) fails, the auxiliary drive (ii) only takes over the drive of the screw (i8) and automatically adjusts itself to the screw speed corresponding to its performance.