DE1091449B

DE1091449B - Antrieb mit mehreren Kraftmaschinen, insbesondere Schiffsantrieb

Info

Publication number: DE1091449B
Application number: DES48248A
Authority: DE
Inventors: Albert Wangerin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-04-04
Filing date: 1956-04-04
Publication date: 1960-10-20

Description

Antrieb mit mehreren Kraftmaschinen, insbesondere Schiffsantrieb Bei Schiffsantrieben ist es vielfach erforderlich, für den Antrieb mehrere Kraftmaschinen vorzusehen, die über geeignete Getriebe auf einen oder mehrere Propeller arbeiten. Es ist bekannt, bei Antrieben dieser Art zwischen antreibendem und angetriebenem Teil nach Art von umlaufenden elektrischen Maschinen ausgebildete Schlupfkupplungen anzuordnen. Die Antriebsanlagen bestehen meist aus Dieselmotoren und Schraubenpropellern. - Unter letzteren kann man neben Festpropellern auch Verstellpropeller, z. B. Flügelradpropeller, verstehen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für mehrere Kraftmaschinen, die über elektrische Schlupfkupplungen einen gemeinsamen oder mehrere selbständige Teile antreiben, insbesondere Schiffsantrieb, bei dem mehrere Kraftmaschinen auf einen gemeinsamen oder mehrere Propeller arbeiten. Erfindungsgemäß kann für derartige Antriebe eine wesentliche Verbesserung durch elektrische Schaltmittel erreicht werden, durch die die Schlupfkupplungen zum Leistungsaustausch untereinander elektrisch verbunden werden können. Vorteilhaft ist es hierbei, zusätzlich feste oder regelbare Widerstände vorzusehen, durch deren Aufschaltung auf Wicklungen der Schlupfkupplungen das Anlauf- und das übertragbare Moment verändert werden können.
Sofern es sich bei den Schlupfkupplungen um bevorzugt angewendete vielpolige Kupplungen handelt, ist es möglich, verschiedene Stellungen der als elektrische Welle miteinander gekuppelten Polräder anzusteuern, in denen die Gleichlaufbedingungen für die Antriebe erfüllt sind. Eine Verbesserung im Betrieb derartiger Antriebe kann dadurch erreicht werden, daß man durch kurzzeitige Unterbrechung der Verbindung bzw. der Erregung einer der Schlupfkupplungen diese um eine oder mehrere Polteilungen schlüpfen läßt. Durch dieses Schlüpfenlassen einzelner Kupplungen um eine oder mehrere Polteilungen ergibt sich die Möglichkeit, den Gleichlauf der Antriebsmotoren derart zu erzwingen und einzustellen, daß die Motoren , mit bestimmten Kurbelwinkeln zueinander laufen, d. h., daß die von den Motoren erzeugten Schwingungen in der Gesamtanlage weitgehend ausgeglichen werden. Auch Schwebungen u. dgl., die durch gemeinsame Abgasleitungen erzeugt werden, können durch eine entsprechende Synchronisierung der Motoren unter Verwendung der beschriebenen Kupplungseinrichtungen weitgehend unterdrückt werden. Damit ergibt sich nicht nur die Möglichkeit, einen Gleichlauf der Propellerwellen oder auch einen solchen zwischen Antriebsmotor und Propellerwelle zu erzielen, es können damit nicht zuletzt auch die Propellerflügel in bestimmte Stellungen zueinander ebenso wie die Kurbelwellen gebracht werden. Es hat sich gezeigt, daß sich auf diese Weise unerwünschte Erschütterungen des Schiffskörpers, die wohl auf Anregungen durch die einzelnen Propeller und/oder Dieselmotoren zurückzuführen sind, wesentlich schwächen bzw. ganz beseitigen lassen. Eine Verschlechterung des Wirkungsgrades der Übertragung tritt hierbei nicht ein, da die für die Schlupfkupplungen erforderliche Erregerleistung nicht größer zu sein braucht als die sonstige im Schlupf vernichtete Leistung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt zwei Kraftmaschinen 1 und 2, die über elektrische Schlupfkupplungen 4 und 5 auf Propeller 6 und 7 arbeiten. Die Schlupfkupplungen sind hierbei nach Art von Synchronmaschinen mit einem Anker 41 bzw. 51 ausgeführt, der an Schleifringe 42 bzw. 52 angeschlossen ist und dem vielpolige Polräder 43 bzw. 53 zugeordnet sind, die über Schleifringe 44 bzw. 54 mit Gleichstrom erregt werden können.
An die Schleifringe der Schlupfkupplungen 4 und 5 sind Widerstände 45 und 55 angeschlossen. In einen der Widerstandszweige jeder Schlupfkupplung ist eine Schalteinrichtung 8 sowie ein weiterer Widerstand 9 und eine Gleichstromquelle 10 eingeschleift. Zur Schalteinrichtung 8 gehören die Schalter 13, 14 und 15, von denen die Schalter 13 und 14 miteinander derart gekuppelt sind, daß sie nur abwechselnd geschlossen oder geöffnet werden können.
Mit dieser Schalteinrichtung ergeben sich drei verschiedene Betriebsmöglichkeiten. Zunächst können die Läuferkreise der Schlupfkupplungen durch Einlegen der Schalter 14 in üblicher Weise auf Widerstände geschaltet werden, so daß sie unabhängig voneinander nach Art von Asynchronmaschinen laufen. Wenn die Schalter 13 geschlossen und 14 geöffnet werden, so sind die beiden Läuferkreise einphasig miteinander verbunden. Sie werden also als Asynchronmaschinen mit Schwebefrequenz in Gleichlauf gehalten. Durch Schließen des Schalters 15 kann diesem Kreis eine Gleichstromerregung aufgegeben werden, wodurch die Läufer vollsynchron in Gleichlauf gezwungen werden.
An Stelle einer einphasigen Verbindung kann auch eine mehrphasige Verbindung der Läuferkreise zur Erzielung einer Leistungsübertragung von einer Kraftmaschine auf die Kupplung und damit den Antrieb einer anderen Kraftmaschine möglich sein. Hierdurch ist die Möglichkeit eröffnet, bei Ausfall eines oder mehrerer Antriebsmotoren die Leistung der verbliebenen Antriebsmaschinen auf alle Antriebspropeller ohne zusätzliche Elemente zu übertragen.
Ein Ausführungsbeispiel mit vier Kraftmaschinen ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Maschinen arbeiten über die Schlupfkupplungen auf Getriebe 11 und über diese gemeinsam auf einen Propeller 12. Auch hierbei kann in der beschriebenen Art für einen Gleichlauf der Antriebsmotoren bzw. für einen Leistungsaustausch gesorgt werden, ohne die Schutzwirkung der Kupplungen zu beeinträchtigen.
Im Betrieb kann nach dem Synchronisieren der elektrischen Kupplungen durch eine gemeinsame Gleichstromerregung der Mehrphasenwicklung ein synchroner Lauf erreicht werden. Bei der Synchronisierung werden etwa durch mehrfaches Schlüpfenlassen diejenigen gegenseitigen Stellungen ausgewählt, bei denen die Schwingungen am geringsten sind, wobei sich insbesondere bei Verwendung von Dieselmaschinen als Kraftmaschinen die sonst durch die Kurbelwelle bedingten Schwingungen weitgehend unterdrücken lassen.
Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf Schiffsantriebe beschränkt, sondern bietet auch bei ähnlichen Antrieben mit mehreren Kraftmaschinen wesentliche Vorteile, und zwar auch bei solchen, bei denen als Kraftmaschinen Elektromotoren, wie beispielsweise auch Gleichstrommotoren, verwendet werden

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Antrieb mit mehreren Kraftmaschinen, die über elektrische Schlupfkupplungen einen gemeinsamen oder mehrere selbständige Teile antreiben, insbesondere Schiffsantrieb, bei dem mehrere Kraftmaschinen auf einen gemeinsamen oder mehrere Propeller arbeiten, gekennzeichnet durch elektrische Schaltmittel, durch die die Schlupfkupplungen zum Leistungsaustausch untereinander elektrisch verbunden werden können.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch feste oder regelbare Widerstände od. dgl. das Anlauf- und das übertragbare Moment verändert werden können.
3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Schlupfkupplungen zur Erzielung eines Gleich- bzw. Synchronlaufes nach Art einer elektrischen Welle mit gleichstromgespeisten Wicklungen entsprechend einer Synchronmaschine ausgestattet ist.
4. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, insbesondere für Mehrwellenschiffsantriebsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung der Schlupfkupplungen mehrphasig und so gewählt ist, daß eine Leistungsübertragung von einer Kraftmaschine auf die Schlupfkuppiung und damit den Abtrieb einer anderen stillstehenden Kraftmaschine möglich ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 602 620, 699 622, 726 372, 938 707; französische Patentschrift Nr. 994 500/61532 als Zusatz; britische Patentschrift Nr. 373 121; USA.-Patentschriften Nr. 2 114 859, 2 282 237; Zeitschrift »ETZ-B«, H. 7 vom 21. VII. 1954, S.274.