Antriebsanlage für Gleit- oder Tragfiügelboote In Wasserfahrzeugen hängt die Momentaufnahme des Propellers ausser von der Drehzahl vom Fahrwider stand ab. In Schiffen mit betriebsbedingt stark unter schiedlichen Fahrwiderständen, z. B. bei Schleppern, Fischereifahrzeugen oder Eisbrechern, mit Verbren nungsmotoren, besonders Dieselmotoren, als Antriebs maschinen, werden zwischen Motor und Propeller Wechselgetriebe mit mehreren Untersetzungsstufen oder elektrische Übertragungsanlagen zur Erhöhung des vom Motor abgegebenen Momentes und zum Betrieb des Motors mit höchster Leistung auch bei kleineren Pro pellerdrehzahlen eingebaut.
Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsanlagen von Gleit- oder Tragflügelbooten, deren Fahrwiderstand bei eingetauchtem Bootskörper beim Anfahren mit zuneh mender Geschwindigkeit schnell anwächst, beim Glei ten resp. Austauchen sich verringert und bei weiterer Geschwindigkeitszunahme sich wieder erhöht. Bei etwa der Fahrgeschwindigkeit proportionaler Propellerdreh zahl entspricht der Verlauf der Momentaufnahmekurve des Propellers etwa der Fahrwiderstandskurve.
Mit Tragflügelbooten will man möglichst hohe Ge schwindigkeiten erreichen, jedoch sind einer wirtschaft lichen Dauergeschwindigkeit aus strömungstechnischen Gründen Grenzen gesetzt.
Im Interesse der Gewichtsersparnis und vor allem eines wirtschaftlichen Betriebes soll die Nennleistung des Motors der vom Propeller bei Dauerreisegeschwin digkeit aufgenommenen Leistung entsprechen.
Nun ist es möglich, dass der erhöhte Drehmoment bedarf des Propellers beim Austauchen bei noch klei nerer Propellerdrehzahl vom Antriebsmotor nicht ge deckt werden kann, d. h. das Boot kann nicht aus tauchen.
Die bei Schiffen bekannten Kraftübertragungsanla- gen zum Anpassen des vom Motor abgebbaren Mo mentes an den stark schwankenden Momentbedarf des Propellers sind für Tragflügelboote ungeeignet. Bei den mechanischen Wechselgetrieben, die bei den in Frage kommenden Leistungen meistens mit Klauen oder Zahnkupplung geschaltet werden, wird während dem Schaltvorgang der Kraftfluss unterbrochen. Beim Umschalten von der das Drehmoment erhöhenden Stu fe auf die Stufe höherer Drehzahl nach dem Austau- chen würde sofort die Bootsgeschwindigkeit abfallen und das Boot wieder eintauchen.
Die elektrische Kraftübertragung ist aufwendig und teuer und kommt wegen ihres hohen Gewichtes für Tragflügelboote ohnehin nicht in Frage.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und leichte Kraftübertragung für Tragflügelboote zu schaf fen, die den Drehmomentbedarf des Propellers bei al len Betriebszuständen decken kann und die Nachteile der bekannten Übertragungen vermeidet.
Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch einen hydrodynamischen Drehmomentwandler zwischen Ver- brennungskraftmaschine, z. B. einem Dieselmotor, und Propellerwelle zur Erhöhung des von der Verbren nungskraftmaschine abgebbaren Momentes auf das beim Anfahren des eingetauchten Bootes erforderliche höhere Propellerdrehmoment und zum Betrieb der Ver- brennungskraftmaschine mit höchster Leistung bei bei höchster Drehzahl beim Gleiten bzw. Austauchen.
Besondere Vorteile bietet ein Wandler mit zentri petaler Turbine mit fallender Momentaufnahme bei steigender Abtriebsdrehzahl und mit seinem Wirkungs gradmaximum bei einer Abtriebsdrehzahl, die etwa der Propellerdrehzahl beim Gleiten bzw. Austauchen des Bootes entspricht.
Bei Tragflügelbooten für besondere Verwendungs zwecke, von denen ausser einer wirtschaftlichen Dauer geschwindigkeit zeitweise überhöhte Geschwindigkeiten gefordert werden und die dafür mit einer weiteren zu schaltbaren Verbrennungskraftmaschine, z. B. einer Gasturbine, ausgerüstet sind, kann die Gasturbine an die Propellerwelle kuppelbar sein, gegebenenfalls über eine Zahnradübersetzung zur Anpassung der Gastur- binendrehzahl an die Propellerdrehzahl, und das Dreh zahlverhältnis der Ausgangswelle zur Eingangswelle des Wandlers reicht bei ausreichendem Wandlerwirkungs- grad über den Wert 1 hinaus,
so dass die zulässige Höchstdrehzahl des Dieselmotors bei erhöhter Propel lerdrehzahl nicht überschritten wird.
Ausserdem kann für einen wirtschaftlichen Betrieb in der Antriebsanlage eine Reibkupplung zum über brücken des Wandlers nach dem Austauchen bei nor maler Marschfahrt angeordnet sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen ersichtlich, in der die Fig. 1 die Momentaufnahmekurve über der Dreh zahl eines Propellers in einem Tragflügelboot bei ver schiedenen Fahrzuständen, die Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Antriebsanlage für ein Tragflügelboot mit einer zuschaltbaren Gastur bine, die Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des Getriebes in der Antriebsanlage nach Fig. 2 und die Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Getrie bes in der Antriebsanlage nach Fig. 2 zeigt.
In Fig. 1 ist MP der Verlauf des Propellerdreh momentes über der Propellerdrehzahl. Etwa proportio nal der Propellerdrehzahl ist die Bootsgeschwindigkeit. Beim Anfahren steigt das Propellerdrehmoment bei wachsender Bootsgeschwindigkeit entsprechend dem wachsenden Bootswiderstand steil an und erreicht vor dem Austauchen einen ersten Maximalwert A. Durch die Widerstandsverminderung beim allmählichen Aus tauchen sinkt die Drehmomentaufnahme des Propellers trotz wachsender Bootsgeschwindigkeit und Propeller drehzahl ab, ist bei gerade ganz ausgetauchtem resp. gleitendem Bootskörper am niedrigsten (B) und steigt mit wachsender Bootsgeschwindigkeit wieder an.
Die für das Boot aus strömungstechnischen Grün den (Kavitation an den Flügeln) begrenzte wirtschaft liche Dauergeschwindigkeit wird bei der Propellerdreh zahl n(, erreicht (C). Der Antriebsmotor ist aus Grün den eines wirtschaftlichen Betriebes und eines niedri gen Gewichtes so bemessen, dass seine Dauerleistung gerade der aufgenommenen Propellerleistung bei dieser Bootsgeschwindigkeit entspricht. Die gegebenenfalls auf die Propellerwelle reduzierte Motor-Drehmomentkurve Msi schneidet die Propellerkurve Mp in C (Ausle gungspunkt).
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass bei fest. -r Übersetzung zwischen Motor und Propeller dann das beim Austauchbeginn (A) erforderliche Propeller moment vom Motor nicht aufgebracht werden kann. Durch den erfindungsgemäss zwischen Motor und Propellerwelle eingebauten Drehmomentwandler kann der Motor vom Stillstand des Propellers bis zu seiner Drehzahl n, bei Dauergeschwindigkeit mit seiner Dauerleistung betrieben werden.
Damit steht an der Propellerwelle das Wandlerabtriebsmoment M@v zur Verfügung, das bis zum Schnittpunkt mit der Propel lerkurve D nahe der Dauergeschwindigkeit über dem Drehmomentbedarf Mn des Propellers liegt. Im Punkt D wird dann durch die in der Übertragungsanlage an geordnete Reibungskupplung der Wandler überbrückt, womit die Wandlerverluste ausgeschaltet werden und nunmehr das in diesem Bereich höhere Motordreh moment an der Propellerwelle zur Verfügung steht.
In Tragflügelbooten für besondere Einsatzzwecke, die zeitweise eine weit höhere Geschwindigkeit als die wirtschaftliche Dauergeschwindigkeit erreichen sollen und die dafür mit einer zusätzlichen Antriebsmaschine, z. B. einer Gasturbine, ausgerüstet sind, ist zweckmäs- sig die Gasturbine, gegebenenfalls über ein Anpassungs getriebe, direkt an die Propellerwelle kuppelbar. Dabei ergibt sich durch den erfindungsgemäss zwischen An triebsmotor und Propellerwelle angeordneten Wandler der Vorteil, dass bei nun wieder geöffneter überbrük- kungskupplung der Antriebsmotor mit seiner Dauer leistung bei gleichbleibender Drehzahl,
d. h. in seinem wirtschaftlichsten Betriebsbereich, weiterbetrieben wer den kann. Der Wandler ist so ausgelegt, dass seine Abtriebsdrehzahl die Antriebsdrehzahl bei noch gutem Wirkungsgrad übersteigt, wobei dann allerdings das Wandlerabtriebsmoment mit wachsender Propellerdreh zahl weiter absinkt (Kurve M.). Das fehlende Moment zwischen Kurve MR, und Mp wird nun von der Gas turbine aufgebracht, bis die höchste Leistung der Gas turbine und damit die höchste Propellerdrehzahl und Bootsgeschwindigkeit bei E erreicht wird.
In der Fig. 2 ist die Antriebsanlage eines Tragflü- gelbootes schematisch dargestellt. Ein Verbrennungs motor, vorzugsweise ein Dieselmotor 11, treibt über ein Getriebe 12 die Propellerwelle 13 mit Propeller 14 an. Für höchste Geschwindigkeit ist eine Gasturbine 15 über ein Anpassungsgetriebe 16 mit der Propellerwelle 13 kuppelbar.
Die Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Ge triebes zwischen dem Dieselmotor 11 und der Propel lerwelle 13. Die Getriebeantriebswelle 17 treibt über eine ins Schnelle übersetzende Zahnradstufe 18;19 die Getriebehauptwelle 20 an. Mit der Hauptwelle 20 dreh fest verbunden sind das Wandlerpumpenrad 21 eines hydrodynamischen Wandlers 22, die eine Hälfte einer Reibkupplung 23 mit den Reibscheiben 24 und die eine Hälfte einer weiteren Reibkupplung 25 mit einer Reibscheibe 26. Beide Kupplungen 23 und 25 sind zu einer Doppelkupplung zusammengefasst und werden mit einer gemeinsamen Druckplatte 27 geschaltet.
Die an dere Hälfte der Kupplung 23 mit Reibscheiben 28 ist mit dem Turbinenrad 29 des Wandlers 22 durch eine konzentrisch zur Getriebehauptwelle 20 angeordnete Hohlwelle 30 verbunden, auf der ein Zahnrad 31 dreh fest angeordnet ist. Die andere Hälfte der Kupplung 25 mit einer Reibscheibe 32 ist durch eine ebenfalls kon zentrisch zur Getriebehauptwelle 20 angeordnete wei tere Hohlwelle 33 mit einem Zahnrad 34 verbunden. Das Zahnrad 31 steht über ein Zwischenrad 35 mit ei nem Zahnrad 36 in Triebverbindung, das auf einer Ge- triebenebenwelle 37 fest angeordnet ist. Das Zahnrad 34 kämmt direkt mit einem Zahnrad 38, das ebenfalls fest auf der Getriebenebenwelle 37 angeordnet ist.
Mit dem Zahnrad 36 kämmt ein weiteres Zahnrad 39, das auf der Getriebeausgangswelle 40 sitzt. Mit der Ge- triebeausgangswelle 40 ist eine konzentrisch zu dieser angeordneten weiteren Welle 41, die über das Anpas sungsgetriebe 16 von der Gasturbine 15 getrieben wird, durch eine überholklauenkupplung 42 kuppelbar.
Zum Anfahren des Tragflügelbootes sind beide Kupplungen gelöst, und bei gefülltem Wandler 22 wird die Motorleistung von der Getriebeantriebswelle über die Zahnradstufe 18/19, Getriebehauptwelle 20, Wand- ler 22, Hohlwelle 30 und Zahnräder 31, 35, 36, 39 auf die Getriebeabtriebswelle 40 übertragen.
Nach dem Austauchen des Bootes wird die Kupplung 23 einge rückt, wodurch der Wandler 22 überbrückt wird, so dass nun die Motorleistung rein mechanisch von der Getriebeantriebswelle 17 über Zahnradstufe 18/19, Ge- triebehauptwelle 20, Kupplung 23, Hohlwelle 30 und Zahnräder 31, 35, 36 und 39 auf die Getriebeabtriebs welle übertragen wird. Für höchste Geschwindigkeit wird die überholklauenkupplung 42 angelegt, die beim Hochfahren der Gasturbine etwa bei Drehzahlgleich heit der Welle 41 mit der Getriebeabtriebswelle in Ein griff geht, und die Kupplung 23 wird wieder gelöst.
Damit steht nun an der Getriebeabtriebswelle 40 die Leistung des Antriebmotors 11 und die Leistung der Gasturbine zur Verfügung.
Zum Rückwärtsfahren beim Manövrieren des Boo tes wird die entsprechende Kupplung eingerückt. Da bei führt der Kraftfluss rein mechanisch von der Ge triebeantriebswelle 17 über Zahnradstufe 18/19, Ge- triebehauptwelle 20, Kupplung 25, Hohlwelle 33, Zahn räder 34/38, Getriebenebenwelle 37 und Zahnräder 36, 39 auf die Getriebeabtriebswelle 40.
Da zum Rück wärtsfahren weder grosse Geschwindigkeiten erforder lich sind, noch das Tragflügelboot zum Gleiten kom men kann, benötigt der Propeller kein hohes Dreh moment, und es ist somit nicht nötig, über den Wand- ler 22 zu fahren, und die Kupplung 25 kann entspre chend klein dimensioniert sein.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Getriebes zwi schen dem Motor und der Propellerwelle zeigt die Fig. 4. Dieses Getriebe enthält einen Wandler mit zentripetaler Turbine, der einerseits durch einen etwas günstigeren Wirkungsgradverlauf über den gesamten Drehzahlbe reich, andererseits durch die Drehzahldrückung des Mo tors bei kleinen Wandlerabtriebsdrehzahlen einen be sonderes wirtschaftlichen Betrieb der Antriebsanlage ermöglicht.
Die dabei in Kauf genommene kleinere Momentverstärkung bei kleinen Wandlerabtriebsdreh- zahlen bedeutet für diesen Anwendungsfall keinen Nachteil, da bei den entsprechend kleinen Propeller drehzahlen ohnehin ein grosser Momentüberschuss an der Propellerwelle besteht.
Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 treibt die Getriebeantriebswelle 43 über eine ins Schnelle über setzende Zahnradstufe 44/45 die eine Hälfte einer Rei bungskupplung 46 mit Reibscheiben 47 und das Pum penrad 48 eines Wandlers 49. Das Wandlerturbinen- rad 50 sowie die zweite Hälfte der Reibungskupplung 46 mit Reibscheiben 51 und Druckplatte 52 sind dreh fest mit einer Getriebewelle 53 verbunden, ausserdem ist auf der Getriebewelle 53 ein Zahnrad 54 fest an geordnet, das über ein Zwischenrad 55 mit einem Zahn rad 56 auf der Getriebeabtriebswelle 57 in Triebver bindung steht.
Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist mit der Getriebeabtriebswelle 57 eine kon zentrisch zu dieser angeordnete weitere Welle 58, die über das Anpassungsgetriebe 16 von der Gasturbine 15 getrieben wird, durch eine überholklauenkupplung 59 kuppelbar. Im Wandler 49 ist ein in den Kreis lauf einschiebbares Rückwärtsleitrad 60 angeordnet, das sich im ausgeschalteten Zustand in einem Gehäuse 61 im Kern des Wandlers 49 befindet. Das Gehäuse 61 ist über das Leitrad 62 fest mit dem Getriebegehäuse verbunden.
Zum Anfahren ist die Reibungskupplung 46 ausge rückt, und bei gefülltem Wandler wird die Motorlei stung von der Getriebeantriebswelle 43 über die Zahn radstufe 44/45, Wandler 49, Getriebewelle 53, Zahn räder 54, 55, 56 auf die Getriebeabtriebswelle 57 über tragen. Nach dem Austauchen des Bootes wird die Reibungskupplung 46 eingerückt, der Wandler 49 ent leert, und der Kraftfluss verläuft nun von der Getriebe antriebswelle 43 über Zahnradstufe 44/45, Reibungs kupplung 46, Getriebewelle 53, Zahnräder 54, 55, 56 zur Getriebeabtriebswelle 57.
Für höhere Geschwindigkeiten wird, wie beim Aus führungsbeispiel nach Fig. 3, die Reibungskupplung 46 ausgerückt, der Wandler 49 wieder gefüllt und die Überholklauenkupplung 59 angelegt, die etwa bei Dreh zahlgleichheit der Getriebeabtriebswelle 57 und der Welle 58 in Eingriff geht.
Zum Rückwärtsfahren sind die Reibungskupplung 46 und die überholklauenkupplung 59 ausgerückt und das Rückwärtsleitrad 60 des Wandlers 49 in den Kreis lauf eingerückt. Bei gefülltem Wandler 49 wird die Motorleistung wie beim Anfahren von der Getriebe antriebswelle 43 auf die Getriebeabtriebswelle übertra gen, jedoch läuft die Getriebewelle 53 und somit auch die Getriebeabtriebswelle 57 durch das eingerückte Rückwärtsleitrad 60 in entgegengesetzter Drehrichtung.
Propulsion system for planing or hydrofoil boats In watercraft, the snapshot of the propeller depends on the speed of travel and the driving resistance. In ships with operationally very different driving resistances, z. B. in tugs, fishing vessels or icebreakers, with internal combustion engines, especially diesel engines, as drive machines, between the engine and propeller change gears with several reduction stages or electrical transmission systems to increase the torque output by the engine and to operate the engine with the highest performance even with smaller Built in per peller speed.
The invention relates to propulsion systems for gliding or hydrofoil boats, the driving resistance of which increases rapidly when the boat body is submerged when starting with increasing speed, when gliding th, respectively. Exchanging is reduced and increases again with further increases in speed. At approximately the propeller speed proportional to the propeller speed, the course of the snapshot curve of the propeller corresponds approximately to the driving resistance curve.
With hydrofoils you want to achieve the highest possible Ge speeds, but there are limits to an economic sustained speed for fluidic reasons.
In the interests of weight savings and, above all, economical operation, the rated power of the engine should correspond to the power absorbed by the propeller at continuous travel speed.
Now it is possible that the increased torque required by the propeller cannot be covered by the drive motor when it is exchanged at an even smaller propeller speed, i.e. H. the boat cannot submerge.
The power transmission systems known in ships for adapting the torque that can be output by the engine to the strongly fluctuating torque requirement of the propeller are unsuitable for hydrofoils. With mechanical change gears, which are usually shifted with claws or toothed clutches for the services in question, the power flow is interrupted during the shifting process. When switching from the torque increasing level to the higher speed level after replacing, the boat speed would immediately drop and the boat would submerge again.
The electrical power transmission is complex and expensive and is out of the question for hydrofoil boats anyway because of its high weight.
The object of the invention is to create a simple and easy power transmission for hydrofoil boats that can cover the torque requirement of the propeller in al len operating conditions and avoids the disadvantages of the known transmissions.
According to the invention, this is achieved by a hydrodynamic torque converter between the internal combustion engine, e.g. B. a diesel engine, and propeller shaft to increase the torque emitted by the internal combustion engine to the higher propeller torque required when starting the submerged boat and to operate the internal combustion engine at maximum power at the highest speed when sliding or diving.
A converter with a centrifugal turbine offers particular advantages with a falling snapshot as the output speed increases and with its maximum efficiency at an output speed that roughly corresponds to the propeller speed when the boat is gliding or emerging.
In hydrofoils for special purposes, of which, in addition to an economic permanent speed, sometimes excessive speeds are required and which for this purpose with a further switchable internal combustion engine, eg. B. a gas turbine, the gas turbine can be coupled to the propeller shaft, if necessary via a gear ratio to adapt the gas turbine speed to the propeller speed, and the speed ratio of the output shaft to the input shaft of the converter extends beyond the value if the converter efficiency is sufficient 1 addition,
so that the maximum permissible speed of the diesel engine is not exceeded with increased propeller speed.
In addition, for economical operation in the drive system, a friction clutch can be arranged to bridge the converter after it has emerged during normal cruising.
Further details of the invention are apparent from the following description of exemplary embodiments, in which Fig. 1 shows the snapshot curve over the speed of a propeller in a hydrofoil in various driving conditions, Fig. 2 shows an embodiment of a drive system for a hydrofoil with a switchable gas door bine, Fig. 3 shows an embodiment of the transmission in the drive system of FIG. 2 and FIG. 4 shows a further embodiment of the gearbox in the drive system of FIG.
In Fig. 1 MP is the course of the propeller torque over the propeller speed. The boat speed is roughly proportional to the propeller speed. When starting, the propeller torque rises steeply with increasing boat speed in accordance with the increasing boat resistance and reaches a first maximum value A before diving out. Due to the reduction in resistance during gradual diving, the torque absorption of the propeller decreases despite increasing boat speed and propeller speed . sliding boat hull at its lowest (B) and increases again with increasing boat speed.
The economic sustained speed, which is limited for the boat due to aerodynamic reasons (cavitation on the wings), is reached at the propeller speed n (, (C). For reasons of economic operation and low weight, the drive motor is dimensioned so that its Continuous power corresponds precisely to the propeller power consumed at this boat speed. The motor torque curve Msi, which may be reduced to the propeller shaft, intersects the propeller curve Mp in C (design point).
From Fig. 1 it can be seen that when firmly. -r translation between motor and propeller then the propeller torque required at the start of exchange (A) cannot be generated by the motor. With the torque converter installed between the motor and the propeller shaft according to the invention, the motor can be operated from the standstill of the propeller up to its speed n, at constant speed with its continuous output.
This means that the converter output torque M @ v is available on the propeller shaft, which is close to the constant speed above the torque requirement Mn of the propeller up to the point of intersection with the propeller curve D. At point D, the converter is bridged by the friction clutch arranged in the transmission system, so that the converter losses are switched off and the higher engine torque in this area is now available on the propeller shaft.
In hydrofoil boats for special purposes, which at times should reach a speed far higher than the economic continuous speed and which are equipped with an additional drive machine, e.g. B. a gas turbine, the gas turbine is expediently coupled directly to the propeller shaft, if necessary via an adjustment gear. The converter, which is arranged between the drive motor and propeller shaft according to the invention, has the advantage that when the lock-up clutch is now open again, the drive motor with its continuous output at a constant speed,
d. H. can continue to operate in its most economical operating area. The converter is designed in such a way that its output speed exceeds the input speed with still good efficiency, but then the converter output torque continues to decrease with increasing propeller speed (curve M.). The missing moment between curve MR, and Mp is now applied by the gas turbine until the highest power of the gas turbine and thus the highest propeller speed and boat speed at E is reached.
The propulsion system of a hydrofoil is shown schematically in FIG. An internal combustion engine, preferably a diesel engine 11, drives the propeller shaft 13 with propeller 14 via a transmission 12. For maximum speed, a gas turbine 15 can be coupled to the propeller shaft 13 via an adapter gear 16.
3 shows an exemplary embodiment of the transmission between the diesel engine 11 and the propeller shaft 13. The transmission drive shaft 17 drives the transmission main shaft 20 via a gearwheel stage 18; The converter pump wheel 21 of a hydrodynamic converter 22, one half of a friction clutch 23 with the friction disks 24 and one half of a further friction clutch 25 with a friction disk 26 are rotationally fixed to the main shaft 20. Both clutches 23 and 25 are combined to form a double clutch are switched with a common pressure plate 27.
The other half of the clutch 23 with friction discs 28 is connected to the turbine wheel 29 of the converter 22 by a concentric to the main transmission shaft 20 arranged hollow shaft 30, on which a gear 31 is fixedly rotatably arranged. The other half of the clutch 25 with a friction disc 32 is connected to a gear 34 by a con centric to the main transmission shaft 20 arranged also white direct hollow shaft 33. The gear wheel 31 has a drive connection via an intermediate gear 35 with a gear wheel 36 which is fixedly arranged on a gear shaft 37. The gear 34 meshes directly with a gear 38, which is also fixedly arranged on the transmission auxiliary shaft 37.
Another gear 39, which is seated on the transmission output shaft 40, meshes with the gear 36. A further shaft 41, which is arranged concentrically therewith and which is driven by the gas turbine 15 via the adaptation gear 16, can be coupled to the transmission output shaft 40 by means of an overrunning claw clutch 42.
To start the hydrofoil, both clutches are released, and when the converter 22 is full, the engine power is transferred from the gear drive shaft via gear stage 18/19, gear main shaft 20, converter 22, hollow shaft 30 and gear wheels 31, 35, 36, 39 to gear output shaft 40 transfer.
After the boat has emerged, the clutch 23 is engaged, whereby the converter 22 is bridged, so that the engine power is now purely mechanically from the transmission drive shaft 17 via gear stage 18/19, gear main shaft 20, clutch 23, hollow shaft 30 and gears 31, 35, 36 and 39 is transmitted to the gearbox output shaft. For the highest speed, the overrunning clutch 42 is applied, which engages when the gas turbine is started up at roughly the same speed as the shaft 41 with the transmission output shaft, and the clutch 23 is released again.
The power of the drive motor 11 and the power of the gas turbine are now available on the transmission output shaft 40.
The corresponding clutch is engaged to reverse when maneuvering the boat. Since the power flow leads purely mechanically from the gear drive shaft 17 via gear stage 18/19, gear main shaft 20, clutch 25, hollow shaft 33, gear wheels 34/38, gear shaft 37 and gear wheels 36, 39 to the gear output shaft 40.
Since neither high speeds are required for reversing nor the hydrofoil can glide, the propeller does not require a high torque, and it is therefore not necessary to drive over the converter 22, and the clutch 25 can correspond be dimensioned accordingly small.
Another embodiment of the transmission between tween the motor and the propeller shaft is shown in Fig. 4. This transmission contains a converter with a centripetal turbine, which is rich on the one hand by a slightly more favorable efficiency curve over the entire speed range, on the other hand by the speed reduction of the Mo sector at low converter output speeds enables particularly economical operation of the drive system.
The smaller torque gain at low converter output speeds that is accepted in this case does not mean any disadvantage for this application, since at the correspondingly low propeller speeds there is anyway a large excess of torque on the propeller shaft.
As in the embodiment according to FIG. 3, the transmission drive shaft 43 drives one half of a friction clutch 46 with friction disks 47 and the pump wheel 48 of a converter 49 via a gearwheel stage 44/45 which is set at high speed. The converter turbine wheel 50 and the second half of the Friction clutch 46 with friction plates 51 and pressure plate 52 are rotatably connected to a gear shaft 53, also on the gear shaft 53, a gear 54 is firmly arranged, which is via an intermediate gear 55 with a gear 56 on the transmission output shaft 57 in Triebver connection.
As in the embodiment of Figure 3, a con centric to this arranged further shaft 58, which is driven via the adjustment gear 16 by the gas turbine 15, can be coupled by an overrunning clutch 59 with the transmission output shaft 57. In the converter 49 a retractable reverse guide wheel 60 is arranged in the circuit, which is located in a housing 61 in the core of the converter 49 when it is switched off. The housing 61 is firmly connected to the transmission housing via the stator 62.
To start, the friction clutch 46 is moved out, and when the converter is full, the Motorlei stung from the transmission drive shaft 43 via the gear stage 44/45, converter 49, gear shaft 53, gear wheels 54, 55, 56 to the transmission output shaft 57 carry over. After the boat has emerged, the friction clutch 46 is engaged, the converter 49 is emptied, and the power flow now runs from the transmission drive shaft 43 via gear stage 44/45, friction clutch 46, transmission shaft 53, gears 54, 55, 56 to the transmission output shaft 57.
For higher speeds, as in the exemplary embodiment from FIG. 3, the friction clutch 46 is disengaged, the converter 49 is filled again and the overrunning clutch 59 is applied, the gear output shaft 57 and the shaft 58 engaging approximately at the same speed.
For reversing, the friction clutch 46 and the overrunning clutch 59 are disengaged and the reverse stator 60 of the converter 49 is engaged in the circuit. When the converter 49 is full, the engine power is transmitted from the transmission drive shaft 43 to the transmission output shaft as when starting, but the transmission shaft 53 and thus also the transmission output shaft 57 run in the opposite direction of rotation through the engaged reverse stator 60.