NL7907431A

NL7907431A - Aandrijfinstallatie voor schepen.

Info

Publication number: NL7907431A
Application number: NL7907431A
Authority: NL
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1978-10-13
Filing date: 1979-10-08
Publication date: 1980-04-15
Also published as: GB2032373A; NL177904B; CH632963A5; SE438487B; JPS5554748A; GB2032373B; IT7926378A0; FR2438581B1; US4351635A; DE2850963B1; FR2438581A1; SE7908370L; JPS5825899B2; IT1123788B; DE2850963C2; NL177904C

Description

< '* Ν/29.267-tM/f.

Maag-Zahnrader & -Maschinen Aktiengesellschaft, Zurich,

Zwitserland.

Aandrijfinstallatie voor schepen.

De uitvinding heeft betrekking op een aandrijfinstallatie voor schepen met twee of meer aandrijf-machines, in het bijzonder gasturbines, twee of meer schroeven en een tandwieldrijfwerk, dat de schroeven met 5 elkaar verbindt en aandrijfrondsels heeft, die elk door een schakelbare koppeling elk met één van de aandrijfma-chines koppelbaar zijn.

Kustbewakingsboten en oorlogsschepen, zoals fregatten, die met twee of meer aandrijfmachines en 10 twee of meer schroeven z gn uitgerust, moeten in staat zijn enerzijds bij kruisvaart met slechts ëën aandrijf-machine de beide schroeven aan te drijven en anderzijds bij bijzondere opdrachten, bijvoorbeeld in het gevecht, het volle aandrijfvermogen van de beide respectievelijk 15 alle aandrijfmachines te benutten, waarbij de mogelijkheid moet bestaan voor snelle verandering van de vaarrichting de bladen van een schroef zo in te stellen, dat het opgenomen vermogen daarvan nagenoeg nul is en het totale beschikbare aandrijfvermogen wordt overgebracht op de res-20 pectievelijk een andere schroef, waarvan de bladen zijn ingesteld op een dienovereenkomstig grote spoed.

Bij een bekende aandrijfinstallatie van de bovenbeschreven soort (Brits octrooischrift 1.120.941, in het bijzonder fig. 3 en 4} zijn twee hoofdaandrijf-25 machines elk over een schakelbare koppeling elk met een aandrijfrondsel koppelbaar. De aandrijfrondseis drijven elk over een wiel van de eerste trap en elk een daarmede vast verbonden rondsel van de tweede trap elk een wiel van de tweede trap. De wielen van de tweede trap zijn 30 enerzijds elk met een schroef verbonden en anderzijds over een tussenwiel en een daarin grijpend tussenrondsel met 790 74 31 ΐ * 2 elkaar verbonden. Het tussenrondsel is over een derde schakelbare koppeling koppelbaar met een hulpaandrijfmachine. Wanneer de beide hoofdaandrijfmachines werken, kan het voorkomen, dat één daarvan over het dichtst daarbij 5 gelegen wiel van de tweede trap slechts aan de daarmede verbonden schroef vermogen afgeeft, terwijl de andere hoofdaandrijfmachine eveneens over het dichtst daarbij gelegen wiel van de tweede trap uitsluitend aan de bijbehorende tweede schroef vermogen afgeeft, terwijl bij een 10 losgekoppelde hulpaandrijfmachine het tussenrondsel en het tussenwiel niet deelnemen aan het overbrengen van een aandrijf vermogen, maar slechts door draaimomentschommelingen zijn belast, die toevallig aan de schroeven optreden. Tengevolge van de onvermijdbare speling tussen de onbelas-15 te tandflanken kunnen bij de bekende aandrijfinstallatie trillingen optreden, die niet meer beheersbaar zijn en kunnen leiden tot beschadiging van drijfwerkdelen. Belastingen, waartegen afzonderlijke drijfwerkdelen alleen dan bestand zijn wanneer ze veel krachtiger zijn gedimen-20 sioneerd dan nodig is voor normaal bedrijf, kunnen bij de bekende aandrijfinstallatie ook dan optreden, wanneer een plotselinge koerswisseling met het volle vermogen van de beide hoofdaandrijfmachines wordt uitgevoerd, doordat een schroef op een zo gering mogelijke vermogensopname en 25 de andere schroef op een zo groot mogelijke vermogensop name is ingesteld.

De uitvinding beoogt derhalve een aandrijfinstallatie van de bovenbeschreven soort op zodanige wijze uit te voeren, dat gevaarlijke trillingen in 30 het tandwieldrijfwerk en overbelastingen van afzonderlijke drijfwerkdelen bij alle voorkomende vaartoestanden en manoeuvres vermeden kunnen worden.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat elk. aandrijfrondsel tussen de daaraan voor 35 de. verbinding met de bijbehorende aandrijfmachine toege- yoegde schakelbare koppeling en een tweede schakelbare 790 7 4 31

A

3 koppeling is aangebracht, waarbij de drijf werkverbinding tussen de beide schroeven is gevormd door twee evenwijdige drijfwerkbruggen, waarvan elke drijfwerkbrug voortdurend is verbonden met één van de aandrijfmachines en koppelbaar 5 is met het aandrijfrondsel van de andere aandrijfmachine over de tweede schakelbare koppeling daarvan.

Daardoor worden verschillende schakelmoge-lijkheden verkregen, die hierna aan de hand van een aandrijf installatie met twee aandrijfmachines en twee schroe-10 ven worden toegelicht. Ten eerste bestaat bij de volgens de uitvinding uitgevoerde aandrijfinstallatie evenals bij de beschreven bekende aandrijfinstallatie de mogelijkheid, dat één van de beide aandrijfmachines gelijktijdig de beide schroeven aandrijft, terwijl de andere aandrijfmachine bui-15 ten bedrijf is. Bovendien bestaat evenals bij de bekende aandrijfinstallatie de mogelijkheid, dat de beide.aandrijf-machines de beide schroeven aandrijven, waarbij echter volgens de uitvinding in tegenstelling tot de bekende aandrijf installatie de toestand, dat elke aandrijfmachine 20 slechts aan de daarbij behorende schroef vermogen afgeeft, volgens plan kan worden ingesteld, doordat door dienovereenkomstige schakeling van de koppelingen de drijfwerkver-bindingen en dus ook het gevaar van een trillingsoverbren-ging tussen de beide schroefassen onderbroken wordt. Ten-25 slotte bestaat ook de mogelijkheid naar keuze de éne of de andere schroef uit te schakelen, wanneer deze tengevolge van averij niet meer bruikbaar is.

Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt aan de hand van schematische tekeningen hierna toe-30 gelicht.

Eig. 1 is een schuin aanzicht van een aandrijf installatie voor schepen met twee aandrijfmachines en twee schroeven.

Eig. 2a - 2c tonen gedeeltelijk in axiale 35 doorsnede getekende bovenaanzichten van de aandrijfinstal latie in verschillende schakeltoestanden.

79074 31 * * 4

De afgeheelde aandrijfinstallatie heeft een stuurboordaandrijfmachine 10a, die met een achterste drijfwerkbrug 12a voortdurend verbonden is en door een aan stuurboord gelegen eerste schakelkoppeling 14a met een 5 stuurboordreductiedrijfwerk 16a koppelbaar is, dat op zijn beurt met een stuurboordschroef 18a voortdurend verbonden is. Op overeenkomstige wijze is eren_bakboordaandrijfmachi-ne 10b met een voorste dri j fwe'rkbrug 12b voortdurend verbonden en door een aan bakboord gelegen eerste schakelbare 10 koppeling 14b met een bakboordreductiedrijfwerk 16b koppelbaar, dat op zijn beurt met een bakboordschroef 18b voortdurend verbonden is. Het stuurboordreductiedrijfwerk 16a is bovendien met. de voorste drijfwerkbrug 12b over een aan stuurboord gelegen tweede schakelbare koppeling 20a 15 koppelbaar, terwijl het bakboordreductiedrijfwerk 16b over een aan bakboord gelegen tweede schakelbare koppeling 20b met de achterste drijfwerkbrug 12a koppelbaar is. De genoemde bouwgroepen, die aan de bakboordaandrijfmachine 10b zijn toegevoegd, stemmen overeen met de dienovereenkomstige, 20 aan de stuurboordaandrijfmachine löa toegevoegde bouwgroepen, en daarom zullen hierna slechts de laatstgenoemde bouwgroepen in detail worden beschreven.

De achterste drijfwerkbrug 12a heeft een eerste as 22a, die met de stuurboordaandrijfmachine 10a 25 voortdurend verbonden is. Op de as 22a is een eerste brugrondsel 24a bevestigd, dat over een eerste brugwiel 26a en een tweede brugwiel 28a met een tweede brugrondsel 30a in ingrijping staat. Het tweede brugrondsel 30a is 'op een tweede as 32a bevestigd, die in lijn ligt met de eerste 30 as 22b van de voorste drijfwerkbrug 12b.

De schakelbare koppelingen 14a en 20a vormen samen een koppelingsuitvoering, zoals deze in de-. tail zijn beschreven in de Zwitserse octrooiaanvrage 137Q5/77. Het overeenkomstige geldt voor de schakelbare 35 koppelingen 14b en 20b.

Het stuurboordreductiedrijfwerk 16a heeft 790 7431 * * 5 een aandrijfas 34a, die in lijn ligt met de eerste as 22a van de achterste drijfwerkbrug 12a en met de tweede as 32b van de voorste drijfwerkbrug 12b en die de beide aan stuurboord gelegen schakelbare koppelingen 14a en 20a met elkaar 5 verbindt. Op de aandrijfas 34a is een aandrijfrondsel 36a bevestigd, dat in ingrijping staat met een wiel 38a van de eerste trap. De tandbreedte van het aandrijfrondsel 36a en van het wiel 38a is ten minste ongeveer dubbel zo groot als die van de brugrondsels 24a en 30a en van de bijbehorende 10 brugwielen 26a en 28a en is ζδ gedimensioneerd, dat het aandrijfrondsel 36a in staat is, ten minste het volle vermogen van de stuurboordaandrijfmachine 10a op het wiel 38a over te dragen. Daarentegen is het voldoende voor de bij voorkeur toegepaste, verder hieronder beschreven bedrijfs-15 wijzen van de volgens de uitvinding uitgevoerde aandrijf-installatie, wanneer de drijfwerkbrug 12a in staat is het halve vermogen van de stuurboordaandrijfmachine 10a over te brengen en wanneer het overeenkomstige geldt voor de drijfwerkbrug 12b.

20 Tot het stuurwerkreductiedrijfwerk 16a behoort verder een rondsel 40a van de tweede trap, dat met het wiel 38a van de eerste trap vast verbonden is en met een wiel 42a van de tweede trap in ingrijping is. Het wiel 42a is op een aangedreven as 44a bevestigd, die voortdu-25 rend met de stuurboordschroef 18 gekoppeld is.

Elk van de beide drijfwerkbruggen 12a en 12b en elk van de beide reductiedrijfwerken 16a en 16b heeft, zoals met streeppuntlijnen in fig. 2a - 2c is aangeduid, een eigen drijfwerkhuis; elk van de genoemde 30 drijfwerken kan dus op de plaats van de fabricage volledig samengebouwd worden en dan onafhankelijk van de overige drijfwerken worden ingebouwd lm een schip. Bij de volgende inbouw van de drijfwerkbruggen 12a en 12b worden deze uitgericht op de reductiedrijfwerken 16a en 16b en in aan-35 sluiting daaraan worden de aandrijfmachines 10a en 10b uitgericht op de drijfwerkbruggen 12a en 12b. Eventuele uit- 790 7431 6 lijningsfouten, die daarbij optreden tussen de assen 22a en 34a resDectievellgk, 32a jen 34b respectievelijk 22b en $ffO^or<ien nvereffend door de schakelbare koppelingen 14a respectievelijk 20b respectievelijk 14b respectievelijk 5 20a, waarbij betrekkelijk grote uitlijningsfouten vooral dan toegelaten kunnen worden, wanneer deze koppelingen zijn uitgevoerd als tandkoppelingen.

Fig. 2a toont een schakeltoestand, waarbij de eerste aan stuurboord gelegen koppeling 14a en de 10 eerste aan bakboord gelegen koppeling 14b zijn ingeschakeld, maar de tweede koppelingen 20a en 20b zijn uitgeschakeld. Deze schakeltoestand heeft tot gevolg, dat de stuur-boordaandrijfmachine 10a slechts de stuurboordschroef 18a aandrijft, terwijl de bakboordaandrijfmachine 10b slechts 15 de bakbóordschroef 18b aandrijft en tussen de beide reduc-tiedrijfwerken 16a en 16b geen enkele verbinding bestaat. Dientengevolge kunnen trillingen, die de gehele aandrijf-installatie zouden treffen, noch door toevallige toeren-talschommelingen van één van de beide aandrijfmachines 10a 20 of 10b noch door toevallige schommelingen van de vermogens-opname van één van de beide schroeven 18a of 18b worden opgewekt. De beide aandrijfmachines 10a en 10b kunnen onafhankelijk van elkaar synchroon of asynchroon in werking gehouden worden en het is mogelijk de schroeven 18a en 25 18b te verstellen, bijvoorbeeld de éne schroef op minimale vermogensopname en de andere schroef op maximale vermo-gensopname zonder dat dit een overbelasting van één van de naar de schroeven .voerende drijfwerkgangen tot gevolg heeft. Bij de in fig. 2a afgeheelde schakeltoestand lopen 30 de rondsels en wielen van de beide drijfwerkbruggen 12a en 12b onbelast mee, waardoor een zeker vermogensverlies ontstaat, dat echter niet belangrijk is, daar met deze schakeltoestand volgens de ervaring slechts gedurende ongeveer 5% van de gehele levensduur van de aandrijfinstallatie 35 gerekend moet worden.

Fig. 2b toont een schakeltoestand. van de 7907431 7 koppelingen 14a, 20a en 14b, 20b, waarbij de stuurboord-aandrijfmachine 10a met de beide schroeven 18a en 18b gekoppeld is en wel met de stuurboordschroef 18a op de aan de hand van fig. 2a beschreven wijze via het reductiedrijf-5 werk 16a, maar met de bakboordschroef 18b via de achterste drijfwerkbrug 12a, die op zijn beurt met het bakboordreduc-tiedrijfwerk 16b gekoppeld is.De bakboordaandrijfmachine 10b en de voorste drijfwerkbrug 12b staan stil; onbelast meelopende rondsels of wielen zijn er dus in dit geval 10 niet. Het vermogen van de stuurboordaandrijfmachine 10a vertakt zich aan de eerste as 22a van de achterste drijfwerkbrug 12a; dit is de reden, dat de rondsels en wielen van deze drijfwerkbrug bij voorkeur slechts half zo sterk gedimensioneerd zijn als het aandrijfrondsel 36a en het 15 wiel 38a.

Het overeenkomstige geldt voor de in fig.

2c afgeheelde schakeltoestand, waarbij de bakboordaandrij fmachine 10b de beide schroeven 18a en 18b aandrijft, terwijl de stuurboordaandrijfmachine 10a en de achterste 20 drijfwerkbrug 12a stil staan.

790 7431

Claims

1. Aandrijfinstallatie voor schepen met twee of meer aandrijfmachines, in het bijzonder gasturbines, twee of meer schroeven en een tandwieldrijfwerk, dat de schroeven met elkaar verbindt en aandrijfrondsels heeft, 5 die elk door een schakelbare koppeling elk met één van de aandrijfmachines koppelbaar zijn, met het kenmerk, dat elk aandrijfrondsel (36a, 36b) tussen de daaraan voor de verbinding met de bijbehorende aandrijfmachine (10a en 10b) toegevoegde schakelbare koppeling (14a resp. 10 14b) en een tweede schakelbare koppeling (20a resp. 20b) aangebracht is, terwijl de aandrijfverbinding tussen de beide schroeven (18a, 18b) door twee evenwijdige drijf-werkbruggen (12a, 12b) is gevormd, waarvan elke drijfwerk-brug met één van de aandrijfmachines (10a resp. 10b) voort- 15 durend is verbonden en met het aandrijfrondsel (36b resp. 36a) van de andere aandrijfmachine (10b resp. 10a) over de tweede schakelbare koppeling (20b resp. 20a) daarvan koppelbaar is.

2. Aandrijfinstallatie voor schepen 20 met het kenmerk, dat elk van de drijfwerkbruggen (12a, 12b) in een eigen drijfwerkhuis is aangebracht en elk aandrijfrondsel (36a, 36b) samen met de aandrijf-elementen (38a, 44a resp. 38b, 44b)., die het met de bijbehorende propelleras verbinden, elk in een verder drijfwerk- 25 huis gelegerd zijn.

3. Aandrijfinstallatie volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de drijfwerk-bruggen (12a, 12b) door tandwielen (24a - 30a, resp. 24b -30b) zijn gevormd, waarvan de tandbreedte ongeveer half zo 30 groot is als die van de aandrijfrondsels (36a, 36b).

4. Aandrijfinstallatie volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de schakelbare koppelingen (14a, 14b, 20a, 20b) synchroon koppelingen zijn, die voor de synchronisatie elk een palsperwerk 790 7 4 31 9 bezitten, waarbij ten minste de palsperwerken van de tweede koppelingen (20a, 20b) naar willekeur onwerkzaam gemaakt kunnen worden. t 790 7431