FI76034B

FI76034B - KOPPLING FOER SKYDDNING AV MEKANISM.

Info

Publication number: FI76034B
Application number: FI860984A
Authority: FI
Inventors: Osmo Saerkilahti; Panu Korri
Original assignee: Rauma Repola Oy
Priority date: 1986-03-10
Filing date: 1986-03-10
Publication date: 1988-05-31
Also published as: DE3706972A1; JPS62215129A; FI860984A0; GB8704199D0; GB2187811A; FI76034C; FI860984A

Description

7603476034

Kytkin koneiston suojaamiseksi Tämä keksintö koskee käytettävän akselin ja käyttökoneen välistä kytkinlaitteistoa koneiston suojaamiseksi käytet-5 tävän akselin kuormituksen muuttuessa satunnaisesti, joka kytkinlaitteisto käsittää kaksi kytkintä, joista toisen kytkimen välittämä maksimimomentti on vain osa ensimmäisen kytkimen välittämästä maksimimomentista, jolloin yhteys käyttävän akselin ja käytettävän akselin välillä saadaan aikaan 10 normaalikuormituksen aikana ensimmäisellä kytkimellä, ja normaalikuormitusta suuremman kuormituksen aikana toisella kytkimellä.This invention relates to a coupling apparatus between a drive shaft and a drive machine for randomly changing the load on a drive shaft, the coupling apparatus comprising two couplings, the maximum torque transmitted by the second coupling being only a fraction of the maximum torque transmitted by the first coupling. is provided during 10 normal loads on the first switch, and during loads higher than the normal load on the second switch.

Arktisissa oloissa kulkevat alukset saattavat poikkeuksellisissa olosuhteissa kohdata sellaisia jääesteitä, jotka 15 aiheuttavat aluksen käyttökoneiston vahingoittumisen. On kehitetty erilaisia järjestelmiä moottorin ylikuormituksen estämiseksi ja kierrosluvun alentamiseksi silloin, kun aluksen potkurin kuormitus kasvaa poikkeuksellisesti.Vessels operating in Arctic conditions may, in exceptional circumstances, encounter ice obstructions which cause damage to the vessel's propulsion machinery. Various systems have been developed to prevent engine overload and to reduce speed when the ship's propeller load increases exceptionally.

DE-hakemusjulkaisusta 2 106 403 käy selville jäissä kul-20 kua varten tarkoitettu kytkinjärjestely, jossa on sekä kit-kakytkin että elektromagneettinen tai hyraulinen kytkin.DE-A-2 106 403 discloses a switch arrangement for ice travel with both a kit switch and an electromagnetic or hydraulic switch.

Näitä voidaan käyttää valinnaisesti. Potkurin ja vaihteen väliin sijoitettavan kytkimen tarkoituksena on siirtää joko kitka- tai liukukytkimen kautta koko potkuriteho. Jääolosuh-25 teissä siirretään koko teho liukukytkimen kautta.These can be used optionally. The purpose of the clutch located between the propeller and the gearbox is to transfer all the propeller power through either a friction or sliding clutch. In ice conditions, all power is transferred via the slide switch.

Tämän keksinnön tarkoituksena on minimoida ne haittavaikutukset, jotka aiheutuvat potkurin osuessa jäähän tai muuhun esteeseen. Keksinnön mukaiselle kytkimelle on pääasiassa tunnusomaista se, että kuormituksen kasvaessa ensimmäisen 30 kytkimen ensiöakselin ja toisioakselin kierroslukujen suhteen muutos yli tietyn arvon antaa impulssin ensimmäisen kytkimen irrottamiseksi, jolloin toinen kytkin välittää käytettävälle akselille momentin, joka on indikaationa potkurin kuormitustilanteesta, ja että kuormitusta lisänneen esteen poistuessa 35 ja akselien kierroslukujen suhteen jälleen muuttuessa tämä muutos antaa impulssin ensimmäisen kytkimen kytkemiseksi, ja että kuormitusta lisänneen esteen poistuessa ja akselien kierroslukujen suhteen jälleen muuttuessa tämä muutos antaa 76034 impulssin ensimmäisen kytkimen kytkemiseksi. Sopivimmin ensimmäinen kytkin on kitkakytkin ja toinen kytkin hydrodynaaminen kytkin.The object of the present invention is to minimize the side effects caused by the propeller hitting the ice or other obstacle. The clutch according to the invention is mainly characterized in that as the load increases with respect to the speeds of the primary and secondary shafts of the first clutch 30, a change above a certain value gives an impulse to disengage the first clutch, the second clutch transmitting to the driven shaft a torque indicative of the propeller load and when the shaft speeds change again, this change gives an impulse to engage the first clutch, and that when the load-increasing obstacle is removed and the shaft speeds change again, this change gives 76034 an impulse to engage the first clutch. Most preferably, the first clutch is a friction clutch and the second clutch is a hydrodynamic clutch.

Laitteessa ei tarvita hammasvälitystä tai muuta vastaa-5 vaa. Näin ollen on kyseessä "suora veto" eli välitys on 1:1. Laitetta voidaan kuitenkin käyttää myös alennusvaihteen yhteydessä lähinnä sen "sisääntulon" puolella.The device does not require dental transmission or other equivalent. Thus, it is a "direct bet", ie the mediation is 1: 1. However, the device can also be used in conjunction with a reduction gear, mainly on its "input" side.

Laitteen suoritusarvojen ylärajan määrää lähinnä kitka-kytkin.The upper limit of the device performance values is mainly determined by the friction clutch.

10 Keksintöä ja sen yksityiskohtia selostetaan seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviollisesti sivulta nähtynä yhtä keksinnön mukaista kytkinjärjestelyä ja kuvio 2 esittää leikkausta toisesta keksinnön mukaisesta 15 kytkinjärjestelystä.The invention and its details will be described below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows a side view of one switch arrangement according to the invention and Fig. 2 shows a section of another switch arrangement according to the invention.

Kuviossa 1 on esitetty eräs sovellutus keksinnön mukaisesta järjestelystä. Pääkone 1 on asennettu akselille 2, jolla on hammaspyörä 3. Hammaspyörän 3 kanssa kosketuksessa on kaksi keskenään samankokoista hammaspyörää 4 ja 5. Ham-20 maspyörän 4 kanssa samalle akselille 6 on asennettu kitka- kytkin 7. Kitkakytkimen toisiopuoli on asennettu akselille 8, jolla on myös hammaspyörä 9. Kitkakytkin voi olla esimerkiksi lamellikytkin.Figure 1 shows an embodiment of an arrangement according to the invention. The main machine 1 is mounted on a shaft 2 having a gear 3. In contact with the gear 3 are two gears 4 and 5 of the same size. A friction clutch 7 is mounted on the same shaft 6 as the Ham-20 mass gear 4. The secondary side of the friction clutch is mounted on a shaft 8 having also a gear 9. The friction clutch can be, for example, a lamella clutch.

Hammaspyörän 5 kanssa samalle akselille 10 on asennettu 25 hydrodynaaminen kytkin 11. Hydrodynaamisen kytkimen toisiopuoli on asennettu akselille 12, jolla on myös hammaspyörä 13. Hydrodynaamisessa kytkimessä on kaksi vastakkain sovitettua siipipyörää, jolloin ensimmäisen pyörän pyörimisliike välittyy kytkimessä olevan väliaineen avulla toiselle siipipyö-30 rälle.A hydrodynamic clutch 11 is mounted on the same shaft 10 as the gear 5. The secondary side of the hydrodynamic clutch is mounted on a shaft 12 which also has a gear 13. The hydrodynamic clutch has two opposed impellers, the rotational movement of the first wheel being transmitted to the second wing by the medium in the clutch.

Keskenään samankokoiset hammaspyörät 9 ja 13 ovat kosketuksessa akselille 14 asennetun hammaspyörän 15 kanssa. Akselille 14 on asennettu myös alusta käyttävä potkuri 16. Säätökeskus 17 on yhteydessä akseleihin 6 ja 8, joiden kier-35 roslukua se tunnustelee nopeusantureilla 19. Säätökeskus ohjaa kitkakytkimen hydraulista käyttökoneikkoa 18 sekä pääkoneen 1 polttoaineen syöttöä.The gears 9 and 13 of the same size are in contact with the gear 15 mounted on the shaft 14. A propeller 16 is also mounted on the shaft 14. The control center 17 communicates with the shafts 6 and 8, the number of revolutions of which it detects with speed sensors 19. The control center controls the hydraulic drive 18 of the friction clutch and the fuel supply to the main engine 1.

Kuviossa 1 esitetyn laitteiston toiminta on seuraava: 11 3 76034 Pääkone 1 käyttää kitkakytkimen 7 ensiöakselia 6 pyörien 3, 4 välityksellä. Kitkakytkimen 7 ollessa kytkettynä vetää se suoraan toisioakselia 8. Kitkakytkimen 7 ollessa kytkettynä ei hydrodynaaminen kytkin 11 vedä, koska ei ole jättämää 5 (nopeuseroa) akselien 10 ja 12 välillä akselien pyöriessä pyörien 3, 5 ja 15, 13 vetäminä samalla nopeudella.The operation of the apparatus shown in Figure 1 is as follows: 11 3 76034 The main machine 1 drives the primary shaft 6 of the friction clutch 7 via the wheels 3, 4. When the friction clutch 7 is engaged, it pulls directly on the secondary shaft 8. When the friction clutch 7 is engaged, the hydrodynamic clutch 11 does not pull because there is no gap 5 (speed difference) between the shafts 10 and 12 when the axles rotate at the same speed by the wheels 3, 5 and 15, 13.

Kitkakytkimen 7 luistaessa ovat ensiö- ja toisioakselin 6, 8 nopeudet erilaiset. Säätökeskus 17 antaa kitkakytkimen käyttökoneikolle 18 käskyn kiristää kitkakytkintä 7 ennalta 10 määrättyyn konstruktiiviseen maksimiarvoon asti, jos nopeus-anturien 19 ilmoittama nopeusero on pieni.When the friction clutch 7 slips, the speeds of the primary and secondary shafts 6, 8 are different. The control center 17 instructs the friction clutch drive 18 to tighten the friction clutch 7 up to a predetermined maximum design value if the speed difference indicated by the speed sensors 19 is small.

Potkurin 16 osuessa esteeseen kitkakytkin 7 luistaa. Akselien 6 ja 8 välinen nopeusero on suuri. Tällöin säätökeskus 17 antaa kitkakytkimen käyttökoneikolle 18 käskyn avata 15 kitkakytkimen. Samaan aikaan ohjaa säätökeskus myös pääkonetta 1 vähentäen sen polttoaineen ruiskutusta ja pitäen sen käynnin halutulla kierrosluvulla.When the propeller 16 hits an obstacle, the friction clutch 7 slips. The speed difference between axes 6 and 8 is large. In this case, the control center 17 instructs the friction clutch drive motor 18 to open the friction clutch 15. At the same time, the control center also controls the main engine 1, reducing its fuel injection and keeping it running at the desired speed.

Kitkakytkimen 7 ollessa auki ja potkurin 16 ollessa juuttuneena esteeseen aiheuttaa hydrodynaaminen kytkin 11 20 potkuriakseliin 14 momentin välittäessään akselin 10 pyörimisliikkeen pyörien 13, 15 välityksellä akselille 14. Momentin suuruus on riippuva hydrodynaamisen kytkimen 11 valinnasta.When the friction clutch 7 is open and the propeller 16 is stuck in the obstacle, the hydrodynamic clutch 11 20 causes a moment in the propeller shaft 14 to transmit the rotational movement of the shaft 10 via the wheels 13, 15 to the shaft 14. The amount of torque depends on the choice of hydrodynamic clutch 11.

Kun este on poistunut potkurilta 16, akselien 6 ja 8 kierroslukujen suhde muuttuu. Tällöin säätökeskus 17 ohjaa 25 kitkakytkimen käyttökoneikon 18 kytkemään kitkakytkimen 7 ja lisää vastaavasti pääkoneelle 1 polttoaineen syöttöä. Tilanne on tällöin palautunut normaaliksi.When the obstacle has left the propeller 16, the ratio of the speeds of the shafts 6 and 8 changes. In this case, the control center 17 controls the drive motor 18 of the friction clutch 25 to engage the friction clutch 7 and correspondingly increases the fuel supply to the main machine 1. The situation has then returned to normal.

Kuviossa 2 on esitetty toinen sovellutus keksinnöstä. Hydrodynaaminen kytkin 11 on sovitettu samankeskisesti kuin 30 kitkakytkin 7.Figure 2 shows another embodiment of the invention. The hydrodynamic clutch 11 is arranged concentrically like the friction clutch 7.

Kitkakytkimen 7 lamellit 20 on kiinnitetty kytkimen koteloon 21, joka pyörii pääkoneeseen yhdistetyn akselin 2 mukana, kun taas lamellit 22 on kiinnitetty akselille 14, joka on yhdistetty potkuriin. Lamelleja 20 ja 22 puristetaan yhteen 35 lisäämällä painetta joustavassa rengasmaisessa elimessä 23.The lamellas 20 of the friction clutch 7 are fixed to the clutch housing 21, which rotates with the shaft 2 connected to the main engine, while the lamellae 22 are fixed to the shaft 14 connected to the propeller. The lamellae 20 and 22 are compressed together 35 by increasing the pressure in the flexible annular member 23.

Hydrodynaamisen kytkimen 11 ensimmäinen siipipyörä 24 on kiinnitetty kitkakytkimen 7 koteloon 21 ja pyörii sen mukana. Hydrodynaamisen kytkimen toinen siipipyörä 25 on 76034 kiinnitetty kiinteästi akselille 14. Siipipyörän 25 ja sii-pipyörän 24 välinen liitos samoin kuin siipipyörän 25 ja kotelon 21 välinen liitos on liukuva.The first impeller 24 of the hydrodynamic clutch 11 is fixed to the housing 21 of the friction clutch 7 and rotates with it. The second impeller 25 of the hydrodynamic clutch is 76034 fixedly attached to the shaft 14. The connection between the impeller 25 and the impeller 24 as well as the connection between the impeller 25 and the housing 21 is sliding.

Säätökeskus 17 toimii samoin kuin kuvion 1 sovellutuk-5 sessakin. Kitkakytkimen 7 ollessa kiristettynä akselit 2 ja 14 pyörivät samalla nopeudella. Kun potkuri osuu esteeseen, kitkakytkin 7 luistaa, jolloin nopeusanturit 19 toteavat akselien 2 ja 14 nopeuseron ja säätökeskus 17 antaa käyttöko-neikolle 18 käskyn avata kitkakytkimen. Tällöin hydrodynaa-10 misen kytkimen 11 siipipyörä 24, joka pyörii kotelon 21 ja akselin 2 mukana, välittää momentin, joka on indikaationa potkurin kuormitustilanteesta. Esteen poistuttua akselin 14 nopeus kasvaa ja säätökeskus antaa käyttökoneikolle käskyn kiristää jälleen kitkakytkintä. Myös pääkoneen polttoaineen 15 syöttöä säädetään samoin kuin kuvion 1 sovellutuksessa.The control center 17 operates in the same way as in the embodiment of Fig. 1. When the friction clutch 7 is tightened, the shafts 2 and 14 rotate at the same speed. When the propeller hits an obstacle, the friction clutch 7 slips, whereby the speed sensors 19 detect the speed difference between the shafts 2 and 14 and the control center 17 instructs the drive 18 to open the friction clutch. In this case, the impeller 24 of the hydrodynamic clutch 11, which rotates with the housing 21 and the shaft 2, transmits a torque which is an indication of the propeller load situation. When the obstacle is removed, the speed of the shaft 14 increases and the control center instructs the drive to tighten the friction clutch again. The supply of fuel 15 to the main engine is also regulated in the same way as in the embodiment of Figure 1.

Keksintö ei rajoitu vain edellä esitettyihin sovellutuksiin, vaan se voi vaihdella monin tavoin patenttivaatimusten puitteissa.The invention is not limited only to the applications described above, but can vary in many ways within the scope of the claims.

Systeemiä voidaan ohjata myös manuaalisesti ilman säätö-20 keskusyksikköä 17.The system can also be controlled manually without the control-20 central unit 17.

Kytkinlaitteistoa voidaan käyttää myös muissa kohteissa kuin aluksessa. Se soveltuu mihin tahansa kohteeseen, missä tilapäisen kuormituksen lisäyksen aikana on käyttökoneistoa suojattava. Käyttökoneena voi olla muukin kuin polttomootto-25 ri.The coupling equipment can also be used in locations other than the vessel. It is suitable for any application where the drive must be protected during a temporary increase in load. The drive machine may be other than an internal combustion engine.

Hydrodynaamisen kytkimen asemesta voidaan välitykseen käyttää myös jotain muuta väliaineessa tai magneettikentässä pyörivää elintä, esimerkiksi generaattoria.Instead of a hydrodynamic switch, another element rotating in the medium or in a magnetic field, for example a generator, can also be used for the transmission.

IlIl

Claims

76034

A coupling device between a drive shaft (14) and a drive machine (1) for protecting a machine in the event of a random change in the load on the drive shaft, the coupling device 5 comprising two switches (7, 11), the maximum torque transmitted by the second switch (11) being only part of the first switch (7) from the maximum torque transmitted, the connection between the drive shaft (2) and the drive shaft (14) being established during a normal load on the first switch (7) and during a load 10 times higher than the normal load on the second switch (11), characterized in that as the load on the first switch (7) increases a change in the speeds of the primary shaft (6 or 2) and the secondary shaft (8 or 14) above a certain value gives an impulse to disengage the first clutch (7), the second clutch (11) transmitting to the drive shaft (14) a torque indicative of the propeller load situation , and that when the obstacle which increased the load is removed and the axles (6 or 2; 8 or 14) k when the numbers change again, this change gives an impulse to switch the first switch (7).

Switchgear according to Claim 1, characterized in that when the first switch (7) is removed, an impulse is also given to reduce the operating power of the drive (1), and correspondingly when the first switch (7) is switched back, a pulse is also given to increase the drive.

Coupling device according to Claim 1 or 2, characterized in that the first coupling and the second coupling (7, 11) are on parallel shafts (6, 8 and 10, 12).

Coupling device according to Claim 1 or 2, characterized in that the first and second couplings (7, 11) are on concentric shafts (2, 14).

Coupling device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the first coupling (7) 35 is a friction coupling.

Switchgear according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the second switch (11) is a hydrodynamic switch. 76034