DE853541C

DE853541C - Change drive

Info

Publication number: DE853541C
Application number: DED777D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Persuhn
Original assignee: Weser AG
Current assignee: Weser AG
Priority date: 1945-02-03
Filing date: 1945-02-03
Publication date: 1952-10-27

Description

Wechselantrieb Die Erfindung bezieht sich auf den Wechselantrieb einer Maschine zur Erzeugung einer Hilfsleistung, z. B. einer Lichtmaschine, durch eine mit ihr fest verbundene Hilfsantriebsmaschine oder durch die Hauptantriebsmaschine. Zweck der Erfindung ist die Vereinfachung der Schaltvorgänge beim Antriebswechsel, und zwar besonders beim Wechsel vom Antrieb durch die Hilfsmaschine auf den Antrieb durch die Hauptmaschine.Change drive The invention relates to the change drive a Machine for generating an auxiliary service, e.g. B. an alternator, by a auxiliary drive machine permanently connected to it or by the main drive machine. The purpose of the invention is to simplify the switching processes when changing the drive, especially when changing from the drive by the auxiliary machine to the drive through the main engine.

Es ist bei derartigen Anlagen bekannt, die Welle der Hauptantriebsmaschine mit der Welle der Hilfsantriebsmaschine durch eine mechanische, hydraulische oder elektrische Kupplung zu verbinden, die zum Zwecke des Wechsels im Antrieb der Maschine zur Erzeugung der Hilfsleistung entweder von Hand oder selbsttätig durch einen von außen ein;;eleitete.n Impuls gelöst oder eingerückt wird. Das Einrücken von Hand läßt sich mit Rücksicht auf den in der Regel hohen Drehzahlbereich, innerhalb dessen die beiden Wellen verbunden werden müssen, naturgemäß nur mit einer mechanischen, hydraulischen oder elektrischen Schlupfkupplung durchführen, wobei noch auf einen Gleichlauf der Wellen visuell durch Tourenzähler od. dgl. geachtet werden muß, um erhebliche Leistungsverlustie und Leistungsabfälle in der Maschine zur Erzeugung der Hilfsleistung sowie Anlageschäden zu vermeiden. Eine Verkoppelung zwischen den Anlaßgeräten der beiden Antriebsmaschinen ist dabei zumindest erforderlich, während der Antriebswechsel über eine mechanische Kupplung zusätzlich selbsttätige Synchronisierungsgeräte erfordert, die mit den Anlaßgeräten für die beiden Antriebsmaschinen und die Schaltgeräte der Kupplung derart blockiert sein müssen, daß das Einrücken der Kupplung selbsttätig bei völligem Gleichlauf erfolgt. Gemäß der Erfindung wird nun zwischen der Hauptantriebsmaschine und der Hilfsantriebsmaschine ein nur in einer Richtung wirksamer Freilauf angeordnet. Der Freilauf schaltet die Hauptantriebsmaschine auf die Maschine zur Erzeugung der Hilfsleistung, ohne dazu eines Cbei!-wachungsimpulses zu bedürfen. Die Schaltvorgänge beim Antriebswechsel werden mithin beschränkt auf die Ein- und Ausschaltung der Antriebsmaschinen, wobei diese Schaltungen nicht blockiert sein müssen, und ohne von diesen Schaltungen abzuhängen, löst der Freilauf die beiden Wellen beim kleinsten Drehzahlunterschied und verbindet sie nur bei völlizem Gleichlauf. Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele, und zwar in Fig. i den Lichtmaschinenantrieb einer Anlage aus Kolbenmaschine mit nachgeschalteter Niederdruckturbine, in Fig. 2 ein von einer Abgasturbine und der Verbrennungskraftmaschine angetriebenes Aufladegebläse, in Fig.3 und 4 Ausführungsformen der Freilaufverbindung.It is known in such systems, the shaft of the main drive machine with the shaft of the auxiliary drive machine by a mechanical, hydraulic or to connect electrical coupling, for the purpose of changing in the drive of the machine to generate the auxiliary service either manually or automatically by one of outside a ;; eleitete.n impulse is released or engaged. The indentation by hand can be adjusted with regard to the usually high speed range within which the two shafts have to be connected, naturally only with a mechanical one, perform hydraulic or electrical slip clutch, with one more Synchronization of the waves visually od by tour counter. The like. Care must be taken in order to considerable loss of performance and performance drops in the machine for generation the aid and to avoid damage to the system. A coupling between the Starting devices of the two prime movers is at least required while the drive change via a mechanical coupling, additional automatic synchronization devices requires that with the starting devices for the two prime movers and the switching devices the clutch must be blocked in such a way that the clutch engages automatically takes place with complete synchronization. According to the invention is now between the main prime mover and the auxiliary prime mover in one direction only arranged effective freewheel. The freewheel switches on the main drive machine the machine for generating the auxiliary power without the need for a monitoring pulse to need. The switching operations when changing the drive are therefore limited to the switching on and off of the prime movers, whereby these circuits are not blocked must be, and without depending on these circuits, the freewheel releases the two Shafts at the smallest speed difference and connects them only with complete synchronism. The drawing shows exemplary embodiments, specifically the alternator drive in FIG a system consisting of a piston engine with a downstream low-pressure turbine, in Fig. 2 a supercharger driven by an exhaust gas turbine and the internal combustion engine, in Fig.3 and 4 embodiments of the freewheel connection.

Die Abdampf- oder Abgasturbine i und die Welle 4 der Kolbenmaschine in Fig. i sind über das Getriebe 2, 3 zusammengeschaltet und bilden gemeinsam die Hauptantriebsmaschine. Als Hilfsantriebsmaschine dient die beispielsweise für die Leistung einer Lichtmaschine ausgelegte Frischdampfturbine 6, die mit der Lichtmaschine 5 durch die Welle B verbunden ist. Die Welle B steht über das Ritzel A mit dem Ritzel C der Abdampfturbine i und damit mit der Hauptantriebsmaschine 1, 2, 3, 4 in Verbindung. Zwischen dem Ritzel A und der Welle B ist ein nur in einer Richtung wirksamer Freilauf angeordnet, der gemäß Fig. 3 aus der Klinke 7 und dem Klinkenrad 8 oder gemäß Fig. 4 aus den Rollen oder Kugeln 9 bestehen kann, die durch die Fliehkraft in die Öffnungen i i des Ritzels A geschleudert werden. Beim Antrieb der Lichtmaschine 5 durch die Frischdampfturbine 6 in Richtung des Pfeiles a (Fig. i und 3) rollt die Klinke 7 auf dem Klinkenrad 8 ab, coder die Kugeln 9 werden stetig durch die Schrägflächen der öffnung-en i i in die Aus= kerbungen io der Welle B (Fig.4) zurückgeschoben, wenn die Hauptantriebsanlage 1, 2, 3, 4 stillsteht bzw. leer läuft oder nach dem Umschalten rückwärts umläuft, so daß sich keine Verbindung zwischen der Welle B und dem Ritzel A bilden kann.The exhaust steam or exhaust gas turbine i and the shaft 4 of the piston machine in FIG. I are interconnected via the transmission 2, 3 and together form the main drive machine. The live steam turbine 6, which is designed, for example, for the power of an alternator and is connected to the alternator 5 by the shaft B , serves as the auxiliary drive machine. The shaft B is connected via the pinion A to the pinion C of the exhaust steam turbine i and thus to the main drive machine 1, 2, 3, 4. Between the pinion A and the shaft B there is arranged a freewheel which is effective only in one direction and which can consist of the pawl 7 and the ratchet wheel 8 according to FIG. 3 or the rollers or balls 9 according to FIG the openings ii of the pinion A are thrown. When the alternator 5 is driven by the live steam turbine 6 in the direction of arrow a (FIGS. I and 3), the pawl 7 rolls on the ratchet wheel 8, or the balls 9 are steadily pushed through the inclined surfaces of the openings ii into the notches io of the shaft B (Fig. 4) pushed back when the main drive system 1, 2, 3, 4 is stationary or idling or rotates backwards after switching, so that no connection between the shaft B and the pinion A can form.

Wird die Hauptantriebsmaschine 1, 2, 3, 4 angelassen, so bleibt der Antrieb der Lichtmaschine 5 mindestens so lange bei der Hilfsmaschine 6, bis die Hauptantriebsmaschine 1, 2, 3, 4 auf die Betriebsdrehzahl aufgelaufen -ist. Soll jetzt gewechselt werden, so wird die Frischdampfturbine 6 einfach abgeschaltet. Das Ritzel A nimmt .dann die Welle B in dem Augenblick stoßlos mit, in dem die Treibleistung der Frischdampfturbine 6 nachläßt, da entweder die Klinke 7 und das Klinkenrad 8 oder die Rollen 9 das Ritzel A mit der Welle B verbunden haben.If the main drive machine 1, 2, 3, 4 is started, the drive of the alternator 5 remains with the auxiliary machine 6 at least until the main drive machine 1, 2, 3, 4 has run up to the operating speed. If a change is now to be made, the live steam turbine 6 is simply switched off. The pinion A then takes the shaft B smoothly at the moment in which the driving power of the live steam turbine 6 decreases because either the pawl 7 and the ratchet wheel 8 or the rollers 9 have the pinion A connected to the shaft B.

Soll wieder auf dem Antrieb der Lichtmaschine 5 durch die Hilfsantriebsmaschine 6 zurückgeschaltet werden, so wird die Frischdampfturbine 6 eingeschaltet und danach die Hauptantriebsmaschine i, 2, 3, 4 stillgesetzt. Der Wechsel im Antrieb vollzieht sich in dem Augenblick, in dem sich ein Abfall in der Drehzahl der Hauptantriebsmaschine 1, 2, 3, 4 gegenüber der Betriebsdrehzahl einstellt, das Ritzel A sonach gegenüber der Welle B zurückbleibt.If the auxiliary drive machine 6 is to switch back to the drive of the alternator 5, the live steam turbine 6 is switched on and then the main drive machine 1, 2, 3, 4 is stopped. The change in the drive takes place at the moment when there is a drop in the speed of the main drive machine 1, 2, 3, 4 compared to the operating speed, the pinion A therefore lags behind the shaft B.

Naturgemäß können auch beide Antriebsmaschinen 1, 2, 3, 4 und 6 gleichzeitig eingeschaltet sein und so die Leistung der Frischdampfturbine 6 zur Steigerung der Gesamtleistung nutzbar gemacht werden. Das Aufladegebläse 12 und die Abgasturbine 13 der Anlage in Fig.2 werden gemeinsam von der Welle B angetrieben. Die Welle B ist weiterhin über das Ritzel A, und das Zahnrad C mit der Kurbelwelle 14 der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Auch in diesem Beispiel ist zwischen dem Ritzel A und der Welle B ein nur in einer Richtung wirksamer Freilauf angeordnet, der ebenfalls beliebig, so z. B. gemäß Fig. 3 und 4, ausgebildet sein kann.Naturally, both drive machines 1, 2, 3, 4 and 6 can also be switched on at the same time and thus the power of the live steam turbine 6 can be used to increase the overall power. The supercharger 12 and the exhaust gas turbine 13 of the system in FIG. 2 are driven jointly by the shaft B. The shaft B is also connected to the crankshaft 14 of the internal combustion engine via the pinion A and the gearwheel C. In this example, too, a one-way effective freewheel is arranged between the pinion A and the shaft B. B. according to FIGS. 3 and 4, may be formed.

Genügt bei normaler Beaufschlagung die Abgasturbine 13 zur Leistungslieferung an das Gebläse 12, so wird bei Schwankungen im Abgaszustrom, der sich durch Drehzahlverringerung der Welle B bemerkbar machen würde, die Hauptwelle 14 selbsttätig den jedesmaligen Leistungsfehlbetrag über das Ritzel A, und die sich einschaltende Freilaufverbindung 7, 8 bzw. 9, 1o, i i an die Welle B abgeben, d. h. sonach den Gleichlauf zwischen der Welle B und dem Ritzel A erzwingen. Wird die Drehzahl der Hauptmaschinenwelle 14 verringert und sinkt die Drehzahl des Ritzels A gegenüber derjenigen der Welle B, so übernimmt die Abgasturbine 13 den Antrieb des Gebläses 12 so lange allein, als ihr die hierzu erforderliche Abgasleistung zugeht. Steigt die Drehzahl der Hauptmaschinenwelle 14, so überträgt das Ritzel A an die Welle B die etwa erforderliche Teilleistung immer erst in dem Augenblick, in dem das Ritzel A, bis zum Gleichlauf mit der Welle B aufgelaufen ist. Bei Richtungswechsel der Welle 14 übernimmt die Abgasturbine 13 den Antrieb des Gebläses allein. Alle diese Vorgänge vollziehen sich selbsttätig und erfordern keine zu überwachenden Einrichtungen oder Verblockungen. Die wesentlichen Vorteile der Freilaufanordnung zwischen der Welle B und dem Ritzel A in diesem Fall sind einmal der verzögerte Leistungsabfall des Gebläses 12 bei Drehzahländerungen sowie der Leistungsgewinn bei Richtungswechsel der Welle 14.If the exhaust gas turbine 13 is sufficient to deliver power to the fan 12 under normal conditions, then in the event of fluctuations in the exhaust gas inflow, which would be noticeable by reducing the speed of shaft B, the main shaft 14 automatically detects the power deficit via pinion A and the freewheel connection 7 that is engaged , 8 or 9, 1o, ii to the shaft B, ie force the synchronization between the shaft B and the pinion A. If the speed of the main engine shaft 14 is reduced and the speed of the pinion A decreases compared to that of the shaft B, the exhaust gas turbine 13 takes over the drive of the fan 12 as long as it receives the exhaust gas output required for this. If the speed of the main machine shaft 14 increases, the pinion A transmits the required partial power to the shaft B only at the moment in which the pinion A has run up until it is synchronized with the shaft B. When the direction of the shaft 14 changes, the exhaust gas turbine 13 alone drives the fan. All of these processes take place automatically and do not require any devices or interlocks to be monitored. The main advantages of the freewheel arrangement between the shaft B and the pinion A in this case are the delayed drop in output of the fan 12 when the speed changes and the increase in output when the direction of the shaft 14 changes.

Claims

PATENT CLAIM: Alternating drive of a machine for generating a Auxiliary service by an auxiliary drive machine connected to it or by the Main drive machine, characterized in that between the main drive machine (1, 2, 3, 4) and auxiliary drive machine (6) a freewheel effective in only one direction (7, 8) is arranged.