DE2228103A1 - Antriebsmotor mit stroemungskupplung - Google Patents

Description

Antriebsmotor mit Strömungskupplung.

Die Erfindung betrifft Antriebsmotore, insbesondere Schiffsantriebsmotore mit einer Strömungskupplung.

Bekannt sind vor allem Föttinger-Kupplungen, deren Primärseite durch ein Pumpenrad mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors und deren Sekundärseite durch, ein Turbinenrad mit der Eingangszeile eines Getriebes oder unmittelbar mit einer Abtriebswelle, z. B. der Schraubenwelle eines Schiffes, verflanscht

309851/0676

Mit zunehmender Leistungsstexgerung neigen große Antriebsmotoren, vor allem ,große Dieselmotoren mit mehreren Zylindern, verstärkt zu Schwingungen verschiedener Art in der Motorwelle. Nicht selten treten gefährliche Resonanzen auf, die zu erheblichen Beschädigungen des Antriebssystems und seiner kostspieligen Teile führen. Die Folge sind starke Schwingungen, welche sich über das gesamte System ausbreiten und erhebliche Störungen für die Bedienung und wichtige Einrichtungen des Systems mit sich bringen. Vor allem an Bord eines Schiffes sind solche Schwingungen wegen der Vielzahl der Resonanzmöglichkeiten besonders unangenehm. Axiale Wechselkräfte in Schiffsantrieben haben schon eine Größe erreicht, die den Propellerschub beträchtlich überstieg. Zu ihrer Bekämpfung ist es bekannt, die Kurbelwelle einseitig mit einem hydraulisch in einem ortsfesten Zylinder gebremsten Kolben zu verbinden, der somit auf Längsschwingungen dämpfend wirkt. (MTZ I960, H. 2, S. 51 ff). Dabei kann eine feine Kolbenbohrung langsame Axialbewegungen zulassen. Eine totale Abdichtung des Kolbens in dem Zylinder und der Zylinderräume beiderseits des Kolbens soll nach einem anderen Vorschlag zu einer Vergrößerung der schwingenden Masse und damit zur Herabsetzung der Resonanzfrequenz führen (DAS 1.266.167)· In gleicher Weise unangenehm sind Drehschwingungen, deren Dämpfung bisher ebenfalls nur durch zusätzliche Einrichtungen möglich ist. Bekannt sind drehelastische Kupplungen, die für ihre Anordnung eine Unterbrechung der Welle erfordern. Dabei wird die Drehelastizität entweder durch Gummi oder durch

309851/0676 . _₃_

Federn gegebenenfalls mit Unterstützung durch Ölverdrängung erreicht (Geislinger-Kupplung, Salzburg). -

Es ist Auigabe der Erfindung, die primärseitig mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verflanschte Strömungskupplung als Dämpfungsglied nicht nur für Axialschwingungen sondern auch für Drehschwingungen in der Kurbelwelle auszunützen und zusätzliche Einrichtungen für diesen Zweck entbehrlich zu machen.

Dementsprechend wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß Schaufelelemente des Pumpenrades, welche sich etwa radial erstrecken, etwa tangentiale Durchbrechungen aufweisen. Eine solche Anordnung kann lediglich in einem Teil der Schaufeln bzw. der Schaufelräume vorgesehen sein, um den angestrebten Zweck zu erreichen. Es wird überhaupt einiger empirischer Ermittlungen bedürfen, um den Umfang und die Größe der tangentialen Durchbrechungen in vertikalen Schaufelelementen für eine optimale Dämpfung festzulegen. In der konstruktiven Ausführung sind Bohrungen in radialen Teilen der Schaufeln besonders einfach. Es ist aber auch möglich, in die Schaufelräume vorhandener Pumpenräder gelochte Schaufeln einzusetzen oder einfach nur gelochte Bleche. Je nach dem Umfang, der Frequenz und der Amplitude auftretender Drehschwingungen wird die Zahl, der Querschnitt und der Bereich der tangentialen Durchbrechungen definiert werden müssen. In Anlehnung an das Wirkungsprinzip von Strömungskupplungen nach Föttinger erzielt man die größte Wirkung bei Anordnung der Durchbrechungen in

309851/0676

Umfangsnähe des Pumpenrades. Die angestrebte dämpfende Wirkung auf Drehschwingungen entsteht dadurch, daß die Durchbrechungen einen gewissen Druckausgleich zwischen Druck- und Saugseite der Schaufeln ermöglichen, wodurch Wirbelbildun ',en hervorgerufen werden, deren Ausbreitungsgrad mit der Größ<s der Änderung der Winkelgeschwindigkeit der drehenden Wello zunimmt. Deshalb hat die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung den zusätzlichen Vorteil, daß die erreichte Dämpfung von der Störfrequenz abhängig ist.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele für technische Lösungen des Erfindungsgedankens in stark schematisierter Form dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 die Draufsicht auf eine Zweimotoren-Antriebsanlage eines Schiffes,

Figur 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Strömungskupplung, Figur 3 eine gegenüber Figur 2 verkleinerte Aufsicht auf das Pumpenrad an der Teilung.

Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Kurbelwellen 1 und 2 zweier Antriebsmotoren 3 und 4, z. B. Dieselmotoren, über je eine Strömungskupplung 5 und 6 mit einem gemeinsamen Getriebe 7 verbunden, deren Abgangswelle, z. B. mit der Schwanzwelle eines Einschrauben-Schiffsantriebes, verbunden ist. In den beiden Strömungskupplungen 5 und 6 sind in bekannter Weise entsprechend Figur 2 auf der Primärseite ein Pumpenrad 9 und

309851/0676

auf der Sekundärseite ein Turbinenrad 10 angeordnet. Erfindungsgemäß sind die radialen Beschaufelungen 11 des Pumpenrades entsprechend Figur 3 in tangentialer Richtung ganz, stellenweise oder nur in einzelne;:· Bereichen durchbrochen. Dies kann erreicht werden durch Bohrungen in den radialen Schaufelblechen, durch gelochte Schaufeln zwischen je zwei vollen Schaiifeln oder einfach durch Anordnung gelochter Bleche in den Schaufelräumen, wobei sich auch dieso Bleche radial erstrecken. Mit gestrichelten Linien 12 ist angedeutet, daß gelochte Schaufeln oder gelochte Bleche sich entweder von innen nach außen durch den gesamten Schaufelraum oder nur in Umfangsnähe erstrecken können. Entsprechend kann auch die Anordnung von Bohrungen in den Schaufelblechen gewählt werden.

-6-309851/0876

Claims (5)

1. Schutzansprüche

   · Antriebsmotor, insbesondere Schiffsantriebsmotor mit einer Strömungskupplung, welche ein Pumpenrad auf der Priraärseite und ein Turbinenrad auf der Sekundärseite aufweist,

   dadurch gekennzeichnet, daß sie/ radial erstreckende Schaufelelemente des Pumpenrades etwa tangentiale Durchbrechungen aufweisen.
2. 2. Antriebsmotor mit Strömungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tangentialen Durchbrechungen der radial sich erstreckenden Schaufelelemente des Primärrades überwiegend in Umfangsnähe angeordnet sind.
3. 3t Antriebsmotor mit Strömungskupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Schaufeln des Pumpenrades tangentiale Bohrungen angeordnet sind.
4. 4. Antriebsmotor mit Strömungskupplung nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen radialen Schaufeln gelochte Schaufeln angeordnet sind.
5. 5. Antriebsmotor mit Strömungskupplung nach den Ansprüchen 1 - k, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Stellen zwischen zwei Schaufeln gelochte Bleche eingesetzt sind.

   309851/0676