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Mehrganggetriebe für Schiffe Zalinraduntersetzungsgetrielle zwischen
Klotor und Propeller auf Schiffen mit seIhnell laufenden Maschinen haben den Zweck,
die höhere Drehzahl der Maschine teuf eine niedrigere Drehzahl am Propeller herabzusetzen,
um damit den hydraulischen \Virkungsgrad des Propellers zit vergrößern.
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Das Drelnnoinent eines Verbrennungsmotors und lxsonders eines
Dieselmotors ist bei voller Ausnutzung der Konstruktionsleistung wenig veränderlich.
1)ie Drehzahl ititiß daher annähernd konstant bleiben, uni ständig die volle Leistung
halten zii l:<üliletl.
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Wird nun der Motor mit dein Propeller eines Schiffes durch Untersetzungsgetriebe
verbunden, so muß der Propeller so konstruiert sein, daß er bei (lern verfügbaren
1)rehnlornent des Motor: auch dessen volle Drehzahl ausnutzen kann. Das ist aber
wieder abhängig vom Fahrwiderstand und damit von der Fortschrittsgeschwindigkeit
des Schiffes.
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Ändert sich der Fahrwiderstand z. B. beim Anfahren gegen Wind und
See oder beim Schleppen eines anderen Schiffes bzw. eines Netzes, so erhöht sich
das erforderliche Drehmoment des Propellers mit der Folge, <laß die Drehzahl
und damit auch die vorn Motor abgegebene Leistung sinkt. Umgekehrt steigt die vom
Motor allgegebene Leistung, wenn der Schiffswiderstand abnimmt und damit der Propeller
leichter und schneller dreht.
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Die hier bei Schiffen vorliegenden Verhältnisse sind ähnlich wie bei
einem Auto. Wenn letzteres einen Berg hinauf fährt, geht die Drehzahl des X'fotors
zurück, während sie beim Fahren auf horizontaler
Strecke steigt
und damit die,Geschwindigkeit des Wagens sich vergrößert. Um daher beint Auto stets
die volle Motorleistung ausnutzen zu 1«innen, wird allgemein ein Getriebe finit
Gangschaltung vorgesehen. Die Gangschaltung ermöglicht, daß beim Berganfahren die
Motordrehzahl und Leistung konstant bleibt, während die Räder langsamer laufen als
bei Fahrt auf ebener Strecke mit kleinerer Untersetzung.
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I?s sind bereits Mehrganggetriebe für Schiffe bekanritgeworden. Bei
diesen sind beispielsweise auf (ler -lotorwelle zwei verschieden große Zahnräder
fest aufgekeilt, welchen zwei auf der Propellerwelle verschiebbar aber nicht drehbar
gelagerte Zahnräder in der Weise entsprechen, daß das kleinere Rad auf
der Propellerwelle dem größeren Rad auf der Motorwelle und das größere Rad
auf der Propellerwelle (lern kleineren Rad auf der Motorwelle entspricht. 1)ie Änderung
des Untersetzungsverhältnisses erfolgt dann dadurch, daß die Räder auf der Propellerwelle
so verschoben werden, daß ein anderes Rad in Eingriff kommt.
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Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sich bei großen Getrieben, bei
denen die Zahnräder mehrere hundert Kilogramm Gewicht haben, letztere nicht auf
der Welle ohne besondere maschinelle Hilfseinrichtungen verschieben lassen. Ferner
sind bei größeren Leistungen Schrägverzahnungen erforderlich, welche ein Ein- und
Ausrücken der Verzahnungen unmöglich machen. Außerdem können bei den bekannten Getrieben
die Zahnräder nur bei Stillstand verschoben werden, weshalb sich diese Anordnung
liei gleichzeitiger Kombination mit einem Wendegetriebe nicht gebrauchen läßt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Mehrgangschaltgetriebe für Schiffe,
zwischen Motor und Propeller, mit parallel neben- oder übereinanderliegender -Motor-
und Propellerwelle, bei dem also beide Wellen nicht in einer gleichen Achse liegen,
mit Bitzeln auf der Motorwelle und Zahnrädern auf der Propellerwelle, derenUntersetzungsverhältnisse
so gew<dilt sind, daß der Motor unabhängig vom Wechsel der Propellerbelastung
iininer die volle Konstruktionsdrehzahl und Leistung innehält, wobei ferner Ritzel
und Zahnrad jeden Ganges immer ini Eingriff stehen und eines von den beiden mit
der zugehörigen Welle fest verbunden ist, während das andere durch eine Kupplung
fest damit verbunden werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner, daß ein solches Getriebe autier
den i Zalitiradpaar für die Mehrgangschaltung noch ein weiteres Zahnräderpaar erhält,
bei (lern jedoch jZitzel und Zahnrad nicht direkt kiirninen, sondern durch eire
Urlkehrritzel, (las auf einer besonderen Hilfswelle gelagert ist, kraftschlüssig
miteinander verbunden sind. Bei dieser :lnordiiuiig kann entweder das Ritzel auf
der Motorwelle oder das Zahnrad auf der Propellerwelle fest mit seiner Welle verbunden
sein, während (las andere auf seiner Welle frei drehende Ritzel oder Zahnrad durch
eine Reibungskupplung mit seiner belle verbunden oder von ihr gelöst werden kann
und die Untersetzungsgetriebe für den Vorwärtsgang ebenfalls durch Reihungskupplungen
ein- oder abschaltbar sind.
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In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes Getriebe in drei verschiedenen
Ausführungsformen beispielsweise dargestellt.
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Fig. i und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Getriebe, bei @velchein
zwei verschiedene Untersetzungsstufen durch Zahnkupplungen ein- oder ausgeschaltet
werden können; Fig.3 zeigt ein Zweistufengetriebe, bei dem die Gangschaltung erfolgt
mittels Lamellenkupplungen in Gien auf der Propellerwelle drehbar gelagerten Zahnrädern;
Fig. 4 und 5 zeigen ein gleichartiges Melirganggetriebe wie Fig.3, jedoch mit angeschlossenem
Rückwärtsgang.
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In den Fig. 2 und s sind die 7alini-ä(ler durch ihre Teilkreise angedeutet.
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Fig. i und 2 zeigen eine _\iiordriting, bei der die großen Zahnräder
2, 3 fest auf der Propellerwelle i aufgekeilt sind, während die Kitzel 5 und 6 lose
auf der Motorwelle 4 gelagert sind. :1ii diesen beiden Ritzeln befinden sich die
rohrartigen Absätze 7 und 8 mit Außenverzahnung für die Kupplung. Fest mit der Welle
4 verbunden bzw. aus einem Stück mit der Welle gearbeitet ist der Zahnkranzträger
9 für die Schaltmuffe io. Zalinkranzträger 9 hat Außenverzahnung und die NIuffe
io Innenverzahnung, die mit den Außenverzahnungen 7 und 8 an Kopplungsansätzen der
Ritzel korrespondiert. Wenn die Schaltnnuffe io auf der Verzahnung des Zahrtkranzträgers
9 nach links oder rechts verschoben wird, so verbindet sie entweder Ritzel s oder
6 über den Zahlkranzträger 9 fest mit der -Motorwelle 4. Auf diese Weise ist es
möglich, entweder das Untersetzungsverhältnis der Räder 3 und 6 oder 2 und 5 zwischen
Motor- und Propellerwelle zur Anwendung zu bringen. Natürlich können auch die rohrartigen
Ansätze 7 und 8 sowie der Zahnkranzträger 9 mit der Kupplungsmuffe io <in den
großen Zahnrädern bzw. an der Propellerwelle angebracht werden. In diesem Fall würden
die großen Zahnräder lose drehbar auf der Propellerwelle sein, während die Ritzel
fest auf der Motorwelle aufgekeilt sind. -Nachteilig wäre hierbei jedoch, daß die
Kupplungskräfte wegen der größeren Drehinoinente an der Propellerwelle größer würden
und die Kupplungen selbst stärker ausgeführt werden müßten: Da bei der beschriebenen
.Xriordnung der Wechsel der Gangschaltung nur bei stillstehendem Motor und bei stillstehender
Schraube erfolgen kann, ist vorgesehen, daß auf der Propellerwelle eine Bremsscheibe
i i aufgekeilt ist mit darumgelegtem Bremsband 12, das seinerseits mittels Schraubenspindel
13 abgezogen werden kann, um beim Kuppeln die Propellerwelle am Drehen zu
verhindern. Erst dann ist es möglich, die Kupplungsmuffe io zu verschieben.
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Während bei der gemäß Fig. i beschriebenen Anordnung der Kupplungsvorgang
nur bei stillstehender 'Motor- und Propellerwelle möglich ist, zeigt Fig. 3 eine
Anordnung, bei der das Wechseln der Gangschaltung auch hei laufender Maschine möglich
ist.
Zu diesem Zweck sind die 1teiden Zahnrüder 14 und t j lose <Irelll>ar auf der
Propellerwelle gelagert und l:önncn t@ altlwcisc (ltii-cli l.aniellenkupplungen,
die mit eitlem hretiz @iiigcdetitet sind, kraftschlüssig mit der I'rolrcllerwelle
verbunden werden. Die kitzel 1(> tnld 17 sind 1>e1 dieser _\nordliutig fest mit
der Nl0totrtvellc vcrl>un<letl.
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Statt die @ulil>lungcn auf der Propellerwelle anzuordnen, ist es aticli
nivglicli, sie auf der Motorwelle in den Nitzelii anzubringen. In diesem Fall würden
oliv hitzcl lotse drehbar auf der Motorwelle ;illgecir(litet seift. w:iliren(1 die
Zahnräder mit der Propellerwelle fest verbunden sind.
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Die hig. 4 1111d j# zeigen für die Gangschaltung die gleiche .\ii0rd1tttng
voll lZitzcltl und Zahnrädern wie Vig. 3. 1l illzttgcl<otlllllclt ist jedoch
(las auf der Welle .1 I)efestigte Kitzel 18 lind (las auf der Propellerwelk lotse
drehbare Zahnrad 20, in das eine Reihungsl:tipplung eiiigelrittt ist. Kitzel und
Zahnrad 20 l:iiillnle1l aber nicht unmittelbar ineinander, sondern sind durch (las
Umkelirritzel i9, das auf einer l)eso» t(lei-eit \\#elle lieben den Rädern 18
Und 20 angebracht ist, kraftschlüssig verbunden. 1)a das L'nll:elirritzel
i<) sich im unigekehrten Sinn dreht wie die \I(notrwellc d, wird dadtircli auch
das Zaliiirad 2o iiti tiiiigekelirten Sinn gedreht wie die Zahnräder 14 und 15 dtircli
ihre ztigeliörigeii Kitzel 16 loztv. 17. Wenn tltiii die Zalinr:ider 1,3 und 14
entkuppelt werden und die Kupplung in Zahnrad 20 ciiil;escli<tltet @\-ird, so
t dreht sich die Propellerwelle in) elitgcgcilgesetzten Sinn wie beim Einschalten
der Zahnräder t l und 1.3, 1 )er Propeller würde sotnit für den Rückw:irtsgang drehen.
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Das l'nistetierii auf hückwürtsgang kann auch dadurch erreicht t@crrlcti,
(1a1.1 unter Aasschaltung des dritten /alinrades auf der Propellerwelle die Zalinr:ider
14 und 1 3 fest finit der Propellerwelle vcrl>un(len sind. wältren<l die Kitzel
i3, 17 und 18 lotse drehbar auf der \Ioitorwelle gelagert werden und durclt
T.amellenkullplungen ein- und auskuppelllar shid. In diesem lall trägt die Ililfswelle
außer dem I'nikelirritzel to ein weiteres festes Kitzel, das mit dein Zaliiirad
1-1 (>cler 1,5 kämmt. Bei Rück-#- werden die w ärt. II in den Kitzeln 16 oller 17
geUist und die Kupplung in dem Hilfsritzel IS, die auch in einem Nitzel der Nebenwelle
angeordnet sein l:aiiii, eingekttppelt. Der Kraftflufi geht dann von der Motorwelle
Tiber die Kitzel 18 und to und (las zusätzliche Kitzel auf der Flilfswelle auf (las
zugehörige Zahnrad auf der Propellerwelle tiiid olrelit diese im umgel:ellrten Sinn
wie hei Voraus.
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Die llescliricllcilctt Hcispicle l1al)e11 gemeinsam, daß NImotr- tiliol
I'niltellcrwelle parallel ilel)erleillander aiigcotrolitct sind, o1,11 die Nfotorwelle
mehrere Kitzel \.()n vui-scliie(lencti 1)ttrcliillesscrti trägt und die Proipellerwclle
ntehrere ztigeliürige Zahnräder, die tnit den lZitzeln direkt kämmen, und (laß es
durch tvahlweise liisl)are Kupplungen nuiglich ist, verschie(leiie LTiitei-setztiiig:\-erh:iltilisse
zwischen Motor- tillcl I'ropellerwellc einztiscllalten. liei eiltsprechender \\'alil
der l'ntersetzutigsverliältnisse kann damit erreicht werden, (laß mit dem gleichen
Propeller mehreren verschiedenen Belastungsstufen des Propellers Rechnung getragen
wird unter Beibehaltung der vollen ',Motordrehzahl und Leistung. Statt der dargestellten
zwei verschiedenen Gangschaltungen können auch drei oder vier Gangschaltungen nach
Bedarf vorgesehen werden. Normalerweise wird man mit zwei Schaltstufen auskommen.