DE2758555B1

DE2758555B1 - Zweistufiges Schaltgetriebe fuer den Antrieb eines Generators von einer Schiffsantriebsanlage

Info

Publication number: DE2758555B1
Application number: DE2758555A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hiersig Heinz M; Herbert Ing Wedler
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1979-04-26
Also published as: NL7810078A; FR2412458B1; NO145719B; SE7810322L; NO783633L; SE412885B; ES474256A1; DE2758555C2; US4309914A; FR2412458A1; IT7829088A0; NO145719C; IT1099442B; GB2010992B; GB2010992A

Description

Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Schaltgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind schon Einrichtungen bekannt, mit denen es ermöglicht wird, vom Hauptmotor eines Schiffes Leistungen für Nebenaggregate abzuzweigen. Diese Nebenaggregate sind jedoch dabei stets von der Drehzahl abhängig, die der Hauptmotor gerade fährt Für gewisse Hilfsmaßnahmen, wie Wasserpumpen, spielt das offenbar kaum eine Rolle, weil die notwendige Kühlung des Motors von der Drehzahl abhängig ist und deshalb kein Problem entsteht wenn die Wasserpumpe bei langsamlaufenden Motor ebenfalls eine geringere Drehzahl macht.

Ganz anders verhält es sich bei einem Drehstromgenerator, dessen Drehzahl konstant gehalten werden muß. Es gibt wohl eine Reihe von Einrichtungen, mit denen es möglich ist, bei schwankender Antriebsdrehzahl stets eine konstante Abtriebsdrehzahl zu erzielen.

Sie sind jedoch baulich und steuerungstechnisch stets sehr aufwendig, besonders dann, wenn die durchgesetzte Leistung sehr groß sein muß.

Während bei normaler Fahrt Schiffsdieselmotoren s mit hinreichend konstanter Drehzahl gefahren werden und somit für die Stromerzeugung schädliche Drehzahlschwankungen nicht zu erwarten sind, ist dennoch gelegentlich eine erhebliche Drehzahlabsenkung notwendig, um bei der Fahrt in engen Gewässern, z. B. im

ίο Hafen, sicher manövrieren zu können. In diesen Fällen wird mit etwa ²/₃ der vollen Drehzahl gefahren. Es ist dann notwendig, eine entsprechende Getriebestufe zwischenzuschalten, um dem Generator die für ihn benötigte Eingangsdrehzahl geben zu können.

t5 Aufgabe der Erfindung ist es, ein hierfür geeignetes Schaltgetriebe zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 niedergelegten Merkmale gelöst. Auf Ausgestaltungen gemäß der Unteransprüche 2 und 3 wird verwiesen.

Bei Schiffsantriebsanlagen ist häufig ein Hilfsdieselmotor vorgesehen, der bei einem Stillstand des Hauptdieselmotors den Generator treibt und auch in der Lage sein kann, das Schiff selbst mit verringerter Marschgeschwindigkeit anzutreiben. Der Hilfsdieselmotor ist dabei, vom die Propellerwelle treibenden Hauptgetriebe aus gesehen, jenseits des Generators angeordnet und mit dem Generator über eine schaltbare Kupplung verbunden. Die Zuführung der für diese schaltbare Kupplung erforderlichen Steuerluft bereitet Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten werden in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß gemäß dem im Patentanspruch 4 Vorgeschlagenen verfahren wird

Die Zeichnung zeigt eine Schiffsantriebsanlage in dem von der Erfindung betroffenen Ausschnitt. Es zeigt F i g. 1 eine Schiffsantriebsanlage, F i g. 2 ein Schaltgetriebe. Die dargestellte Schiffsantriebsanlage besteht im wesentlichen aus einem Hauptgetriebe 1 mit einem angesetzten Kegelradgetriebe 23, einem zweistufigen Schaltgetriebe 7, einer elastischen Kupplung 8, einem Generator 9, einer druckmittelbetätigten Schaltkupplung 10 und einem Hilfsmotor 11.

Eine Propellerwelle 2, deren Axialkraft von einem Axialdrucklager 34 aufgenommen wird, wird unmittelbar von einem Großrad 3 des Hauptgetriebes 1 angetrieben. Der Antrieb des Großrades 3 erfolgt über eine nicht mehr dargestellte Getriebestufe von einem ebenfalls nicht dargestellten Hauptdieselmotor.

Ober das Großrad 3, ein Stirnrad 4 und eine als zweite Welle 5 bezeichnete Hohlwelle ist das zweistufige Schaltgetriebe 7 und über dieses der Generator 9 angekuppelt

Das zweistufige Schaltgetriebe 7 besteht aus einem Getriebegehäuse 22 und zwei Wellen 5, 16 für den Anschluß des Generators 9 und/oder des Hilfsdieselmotors U einerseits und dem Anschluß des Hauptgetriebes

I andererseits. Dabei ist die zweite Welle 5 sowohl Teil to des Schaltgetriebes 7 wie auch Abtriebswelle des

Hauptgetriebes 1. Für den Fall, daß der Hilfsdieselmotor

II die verminderte Marschfahrt zu übernehmen hat ist die erste Welle 16 treibende Welle des Schaltgetriebes 7 und die zweite Welle 5 Abtriebswelle des Schaltgetrie bes7.

Der erste und der zweite Getriebezweig des Schaltgetriebes 7 sind Planetengetriebe 12, 13 unterschiedlicher Übersetzung, wobei deren Sonnenräder 14,

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15 auf der Welle 16 angeordnet sind. Beide Planetengetriebe 12, 13 haben einen gemeinsamen, Planetenräder 29, 30 tragenden Planetensteg 17, der in Fig. 2 über einen Hohlwellenstumpf 34 und eine Kupplungshülse 34 mit der zweiten als Hohlwelle ausgebildeten Welle 5 verbunden ist. Hohlräder 18 und 19 beider Planetengetriebe 12,13 sind über je eine Schaltkupplung 20,21, und zwar über druckmittelbetätigte Reibungskupplungen mit dem Getriebegehäuse 22 verbindbar. Den Schaltkupplungen 20 und 21 sind entsprechende Ringkolben 36 und 39 zugeordnet, die durch Beaufschlagung eines entsprechenden Druckraumes 37 und 40 die Kupplungslamellen 38 und 41 zusammenpressen. Die Druckmittelzufuhr zu den Druckräumen 37 und 40 ist nicht dargestellt. Sie ist jedoch problemlos, da das Getriebegehäuse 22 feststeht, bzw. wie in F i g. 1 dargestellt ist, mit dem Hauptgetriebe 1 fest verbunden sein kann.

Im übrigen ist die erste Welle 16 durch die zweite Welle 5 hindurchgeführt bis zu dem Eckgetriebe 23, wo diese erste Welle 16 ein erstes Kegelrad 24 trägt, welches mit einem zweiten Kegelrad 25 im Zahneingriff steht, wobei das zweite Kegelrad 25 eine Nebenwelle 26 treibt, an die beispielsweise Wasserpumpen oder dergleichen angeschlossen sein können.

Eine Druckmittelzuführungsleitung 27 für die Betätigung der Schaltkupplung 10 ist durch eine geeignete Einrichtung 28 an die erste Welle 16 angeschlossen und geht in eine Längsbohrung der ersten Welle über, die wiederum in eine Längsbohrung der elastischen Kupplung 8 und der Generatorwelle 31 übergeht, so daß eine durch die genannten Wellen durchgehende Bohrung 32 gegeben ist, die schließlich in eine Druckmittelbohrung 33 der Schaltkupplung 10 mündet. Somit kann zur Betätigung der Schaltkupplung 10 auf eine technisch schwierig zu lösende radiale Luftzuführung verzichtet werden.

Die in Fig. 1 vorhandenen kleinen Kreise 6 sollen jeweils Lager andeuten.

Nachfolgend wird die Funktion der Schiffsantriebsanlage im allgemeinen und die Funktion des Schaltgetriebes 7 im besonderen erläutert.

1. Betriebszustand:
Normale Marschfahrt

In diesem Fall übernimmt das Planetengetriebe 12 die Leistungsübertragung, in dem die Schaltkupplung 20 zugeschaltet wird. Die Schaltkupplung 21 bleibt gelöst.

Das Großrad 3 treibt somit über das Stirnrad 4 und die zweite Welle 5 den Planetensteg 17, dessen Drehzahl über die Planetenräder 29 und das Sonnenrad 14 auf die für die erste Welle 16 geeignete Drehzahl gebracht wird. Die Schaltkupplung 10 ist entlastet, der Hilfsdieselmotor 11 steht.

2. Betriebszustand:

Längsamfahrt mit dem Hauptdieselmotor
diesem Fall erfolgt der Antrieb über

In diesem Fall erfolgt der Antrieb über das Planetengetriebe 13, in dem die Schaltkupplung 21 zugeschaltet und die Schaltkupplung 20 abgeschaltet wird. Das Übersetzungsverhältnis des Schaltgetriebes 7 erhöht sich somit gegenüber dem vorherigen Zustand und gleicht damit die Drehzahlabsenkung des Hauptdieselmotors wieder aus. Die Kupplung 10 ist ebenfalls abgeschaltet, der Hilfsdieselmotor 11 steht.

3. Betriebszustand:

Langsamfahrt mit dem Hilfsdieselmotor

Durch eine nicht dargestellte Schaltkupplung wird der Hauptdieselmotor vom Hauptgetriebe 1 abgetrennt.

Der Hilfsdieselmotor 11 ist in Betrieb und treibt über die eingeschaltete Schaltkupplung 10 den Generator 9 und über die elastische Kupplung 8 die erste Welle 16 als treibende Welle für das Schaltgetriebe 7. Die Schaltkupplung 20 ist abgeschaltet, die Schaltkupplung 21 ist zugeschaltet. Es ist also die Planetenstufe 13 wirksam, die eine größere Untersetzung der Drehzahl des Hilfsdieselmotors 11 bringt und somit die zweite Welle 5 mit langsamer Drehzahl antreibt. Über die zweite Welle 5, das Stirnrad 4 und das Großrad 3 erfolgt der Antrieb der Propellerwelle 2.

4. Betriebszustand:
Stillstand des Schiffes

In diesem Falle steht das Hauptgetriebe 1 und die Propellerwelle 2. Beide Schaltkupplungen 20 und 21 sind gelöst, der Hilfsdieselmotor 11 läuft und treibt über die zugeschaltete Schaltkupplung 10 den Generator 9 sowie die Sonnenräder 14 und 15. Da jedoch der Planetensteg 17 über die Hohlwelle 5 festgehalten ist, laufen die Hohlräder 18 und 19 leer um. Gleichzeitig bleibt die Nebenwelle 26 in Betrieb und sichert die Kühlwasserversorgung des Hilfsdieselmotors 11.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zweistufiges Schaltgetriebe für den Antrieb eines Generators von einer Schiffsantriebsanlage, bestehend aus einem Getriebegehäuse, zwei im Getriebegehäuse gelagerten Wellen für den Anschluß eines treibenden und eines angetriebenen Aggregats und zwei über Schaltkupplungen wahlweise die Wellen verbindenden Getriebezweige, dadurch gekennzeichnet,

daß der erste und der zweite Getriebezweig Planetengetriebe (12,13) unterschiedlicher Übersetzung sind, wobei deren Sonnenräder (14,15) auf der ersten Welle (16) der beiden Wellen (16, 5) angeordnet sind,

daß beide Planetengetriebe (12,13) einen gemeinsamen, die Planetenräder (29,30) tragenden Planetensteg (17) aufweisen, der mit der zweiten Welle (5) verbunden ist,

und daß die Hohlräder (18, 19) beider Planetengetriebe (12, 13) über je eine Schaltkupplung (20, 21) mit dem Getriebegehäuse (22) verbindbar sind.

2. Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Welle (5) als Hohlwelle ausgebildet, die erste Welle (16) verlängert und durch die zweite Welle (5) hindurch zum Anschluß eines weiteren Aggregats nach außen geführt ist

3. Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 1 und 2 für eine Schiffsantriebsanlage mit einem Hauptdieselmotor, der ein Hauptgetriebe mit dem Propellerwellenantrieb und mit einer Abtriebswelle für den Antrieb eines Generators antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgetriebe (7) einerseits mit der Abtriebswelle (5), andererseits mit dem Generator (9) verbunden ist.

4. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 3, bei der die Generatorwelle mit ihrem dem Hauptgetriebe abgekehrten Ende über eine druckmittelbetätigte schaltbare Kupplung mit einem Hilfsdieselmotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckmittelzufuhr die erste Welle (16) und die Generatorwelle (31) durchgehende Längsbohrungen (32) aufweisen, die ineinander übergehen und in eine Druckmittelbohrung (33) der schaltbaren Kupplung (10) münden.