DE1091449B - Propulsion with several prime movers, especially marine propulsion - Google Patents

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.Propulsion with several prime movers, in particular ship propulsion It is often necessary for ship propulsion systems to drive several engines to be provided that work on one or more propellers via suitable gears. It is known that in drives of this type between driving and driven Slip clutches designed in part in the manner of rotating electrical machines to arrange. The drive systems mostly consist of diesel engines and screw propellers. - Under the latter one can in addition to fixed propellers also controllable pitch propellers, z. B. Impeller propellers, to understand.

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.The invention relates to a drive for several engines, which have one common or several independent ones via electrical slip clutches Propel parts, especially marine propulsion, in which several prime movers one or more propellers work. According to the invention for such Drives a significant improvement can be achieved by electrical switching means, through which the slip clutches for power exchange with each other electrically can be connected. It is advantageous here to have additional fixed or adjustable ones Provide resistors by connecting them to the windings of the slip clutches the start-up and transferable torque can be changed.

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.Provided that the slip clutches are preferably used When it comes to multi-pole couplings, it is possible to have different positions of the than electrical ones To control shaft coupled pole wheels, in which the synchronism conditions for the drives are met. An improvement in the operation of such drives can be achieved by briefly interrupting the connection or the excitation of one of the slip clutches by one or more pole pitches lets slip. By allowing individual couplings to slip by one or more Pole pitch results in the possibility of synchronizing the drive motors in this way to force and adjust that the engines, with certain crank angles to each other constantly. This means that the vibrations generated by the motors in the overall system be largely balanced. Also beats and the like, caused by common exhaust pipes can be generated by synchronizing the motors accordingly Use of the coupling devices described are largely suppressed. This not only makes it possible to synchronize the propeller shafts or to achieve such a thing between the drive motor and propeller shaft, it Last but not least, the propeller blades can also be in certain positions relative to one another just as the crankshafts are brought. It has been shown to focus on this Way unwanted vibrations of the hull, probably due to suggestions the individual propellers and / or diesel engines are significantly weakened or have it completely eliminated. A deterioration in the efficiency of the transmission does not occur here because the excitation power required for the slip clutches need not be greater than the other power destroyed in the hatch.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.Embodiments of the invention are shown in the drawing.

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.Fig. 1 shows two prime movers 1 and 2, which have electrical slip clutches 4 and 5 work on propellers 6 and 7. The slip clutches are here after Type of synchronous machine with an armature 41 or 51 running on slip rings 42 or 52 is connected and the multi-pole pole wheels 43 and 53 are assigned, which can be excited with direct current via slip rings 44 and 54, respectively.

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.There are resistors on the slip rings of the slip clutches 4 and 5 45 and 55 connected. In one of the resistance branches of each slip clutch is a switching device 8 and a further resistor 9 and a direct current source 10 looped in. The switching device 8 includes the switches 13, 14 and 15, of which the switches 13 and 14 are coupled to each other in such a way that they only alternate can be closed or opened.

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.With this switching device there are three different operating options. First of all, the rotor circuits of the slip clutches can be switched to resistors in the usual way by inserting the switches 14, so that they run independently of one another in the manner of asynchronous machines. When the switches 13 are closed and 14 are opened, the two rotor circuits are connected to one another in one phase. As an asynchronous machine, they are kept in synchronism with a hovering frequency. By closing the switch 15, a direct current excitation can be applied to this circuit, whereby the rotors are forced to run fully synchronously.

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.Instead of a single-phase connection, a multi-phase connection can also be used Connection of the rotor circuits to achieve a power transfer from a prime mover be possible on the clutch and thus the drive of another engine. This opens up the possibility of failure of one or more drive motors the power of the remaining prime movers on all propulsion propellers without transferring additional elements.

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.An exemplary embodiment with four prime movers is shown in FIG. 2. These machines work via the slip clutches on transmission 11 and via this together on a propeller 12. Here too, in the manner described for synchronism of the drive motors or an exchange of power are ensured, without impairing the protective effect of the couplings.

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.In operation, after synchronizing the electrical clutches a synchronous one through a common DC excitation of the polyphase winding Run can be achieved. When synchronizing, for example, by multiple slips those mutual positions are selected where the vibrations are lowest are, in particular when using diesel engines as prime movers The vibrations otherwise caused by the crankshaft can largely be suppressed.

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 werdenThe application of the inventive concept is not to ship propulsion systems limited, but also offers similar multi-engine drives significant advantages, including those in which electric motors are used as prime movers, such as, for example, DC motors can also be used

Claims (4)

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. PATENT CLAIMS: 1. Drive with several prime movers that drive a common or multiple independent parts via electrical slip clutches, in particular ship propulsion, in which multiple prime movers work on a common or multiple propellers, characterized by electrical switching means through which the slip clutches are electrically connected to each other for power exchange can be. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch feste oder regelbare Widerstände od. dgl. das Anlauf- und das übertragbare Moment verändert werden können. 2. Drive according to claim 1, characterized in that by fixed or adjustable resistors or the like. The start-up and the transferable Moment can be changed. 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. 3. Drive according to claim 1 and 2, characterized in that that each of the slip clutches to achieve a synchronous or synchronous operation after Type of electrical wave with DC-fed windings corresponding to a Synchronous machine is equipped. 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.274.4. Drive according to claim 1 to 3, in particular for multi-shaft ship propulsion systems, characterized in that the electrical connection of the slip clutches is multi-phase and selected so that a power transmission from one engine to the Schlupfkuppiung and thus the output of another stationary engine is possible. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 602 620, 699 622, 726 372, 938 707; French Patent No. 994 500/61532 as an addendum; British Patent No. 373 121; U.S. Patent Nos. 2,114,859, 2,282,237; Journal "ETZ-B", issue 7 of 21. VII. 1954, p.274.