DE3938085A1 - Antriebsanlage fuer einen bootspropeller - Google Patents

Antriebsanlage fuer einen bootspropeller

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Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanlage für einen Bootspro­ peller, mit einem Motor, der ein bestimmtes Motor-Nennmoment abgibt, sowie mit einem zwischen Motor und Propeller angeordne­ ten Wendegetriebe, im einzelnen mit den im Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine derartige Antriebs­ anlage ist bekannt aus der US-PS 22 98 310. Diese bekannte An­ triebsanlage nutzt den Vorteil eines rein hydrodynamischen Wen­ degetriebes, der darin besteht, daß man eine Fahrtrichtungs- Umkehr allein durch Umfüllen zweier hydrodynamischer Arbeits­ kreisläufe bewirken kann. Wenn beispielsweise bei Vorwärtsfahrt die hydrodynamische Kupplung gefüllt ist und man auf Rückwärts­ fahrt umschalten will, so braucht nur der Reversierwandler ge­ füllt und gleichzeitig die Kupplung entleert zu werden. Man kann somit das Wendemanöver in relativ kurzer Zeit und außerdem verschleißfrei durchführen; denn mechanische Schaltelemente werden für das Wendemanöver nicht benötigt.
Gemäß der schon genannten US-PS 22 98 310 ist für die Vorwärts­ fahrt außer der hydrodynamischen Kupplung ein weiterer hydrody­ namischer Drehmomentwandler vorgesehen. Aus der US-PS 43 05 710 sind ebenfalls Antriebsanlagen für Schiffspropeller bekannt, worin die Kraftübertragung bei Vorwärtsfahrt entweder über eine Lamellenkupplung oder über einen hydrodynamischen Drehmoment­ wandler erfolgt und bei Rückwärtsfahrt wiederum über einen hy­ drodynamischen Drehmomentwandler. Mechanische Kupplungen, wie z. B. Lamellenkupplungen, haben den Nachteil, daß sie ver­ schleißbehaftet sind. Bei Vorwärtsfahrt mittels Kraftübertra­ gung über einen hydrodynamischen Drehmomentwandler muß über einen längeren Zeitraum der Nachteil in Kauf genommen werden, daß der Wirkungsgrad eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers naturgemäß relativ niedrig ist.
Es gehört zur Aufgabenstellung der Erfindung, die Antriebsanla­ ge derart zu gestalten, daß sie für relativ kleine Wasserfahr­ zeuge geeignet ist, die einen sehr großen Fahrgeschwindig­ keitsbereich haben. Die Antriebsanlage soll insbesondere für sogenannte Gleitboote geeignet sein, die bei rascher Vorwärts­ fahrt (aufgrund hydrodynamischer Auftriebskräfte) sich über die Wasseroberfläche erheben, so daß auch der Propeller weitgehend über die Wasseroberfläche auftaucht. Bisweilen kommt es auch vor, daß derartige Boote bei relativ langsamer Vorwärtsfahrt in der üblichen Weise im Wasser eingetaucht sind.
Bei derartigen Wasserfahrzeugen bestehen die folgenden Forde­ rungen: Der Motor (vorzugsweise ein aufgeladener Dieselmotor) soll im gesamten Fahrgeschwindigkeitsbereich in seinem oberen Drehzahlbereich, d. h. im Bereich guter Drehmoment-Abgabe arbei­ ten. Zusätzlich wird gefordert, daß im Hauptbetriebsbereich des Fahrzeuges, d. h. bei der oben erwähnten raschen Vorwärtsfahrt, die Antriebsanlage mit möglichst gutem Wirkungsgrad arbeitet. Außerdem besteht die Forderung, daß das Wasserfahrzeug mit Hil­ fe eines sogenannten Schnell-Stopp-Manövers ("Crash-Stop") aus voller Vorwärtsfahrt in extrem kurzer Zeit zum Stillstand ge­ bracht werden muß. Genauso kann auch ein extrem rasches Um­ schalten von Vorwärts- auf Rückwärtsfahrt erforderlich sein. Beides soll möglich sein, ohne die Drehzahl des Motors über­ mäßig zu drücken.
Gemäß der Erfindung können alle diese verschiedenen Forderungen erfüllt werden durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen.
Zunächst wird durch die Verwendung einer hydrodynamischen Kupp­ lung mit variablem Füllungsgrad dafür gesorgt, daß das Hochfah­ ren der Antriebsanlage aus dem Stillstand sowie Langsamfahrt (bei der das Boot im Wasser eingetaucht ist) problemlos statt­ finden können, desgleichen das Beschleunigen des Bootes bis zum Übergang in die Hochgeschwindigkeits-Gleitfahrt. Diese Gleit­ fahrt im oberen Geschwindigkeitsbereich ist der Haupt-Betriebs­ bereich des Bootes. In diesem Haupt-Betriebsbereich arbeitet die hydrodynamische Kupplung mit ihrem maximalen Füllungsgrad. Die Steuerung der Fahrgeschwindigkeit erfolgt hier durch Vari­ ieren der Motor-Drehzahl. Dagegen wird bei Langsamfahrt die hy­ drodynamische Kupplung nur teilweise gefüllt. Wohl ist hierbei ihr Wirkungsgrad relativ gering. Aber die Betriebsdauer in die­ sem Zustand ist meistens nur relativ kurz und man erzielt den Vorteil, daß der Motor nach wie vor im Bereich guter Drehmo­ ment-Abgabe arbeiten kann. Jedenfalls gelingt es dank der Er­ findung, daß man allein mit der hydrodynamischen Kupplung das Fahrzeug in dem gesamten, relativ großen Vorwärts-Ge­ schwindigkeitsbereich (z. B. zwischen 4 und 50 kn) betreiben kann. Auf einen hydrodynamischen Drehmomentwandler für die Vor­ wärtsfahrt kann also verzichtet werden.
Problematisch ist aber, daß zum Einleiten des obengenannten Schnell-Stopp-Manövers das Füllen des Reversierwandlers und das gleichzeitige Entleeren der hydrodynamischen Kupplung in außer­ ordentlich kurzer Zeit stattfinden muß. Man muß hierbei berück­ sichtigen, daß sich die hydrodynamische Kupplung (im Hinblick auf das Variieren des Füllungsgrades, vorzugsweise unter Anwen­ dung eines als Mengensteuerventil ausgebildeten Einlaßventils und eines dauernd geöffneten Auslaßkanals) auf das Schnell- Stopp-Signal verhältnismäßig langsam entleert. Andererseits hat der Reversierwandler vorzugsweise ein einfaches, aber großvolu­ miges Auf-Zu-Einlaßventil, um ein sehr rasches Füllen des Re­ versierwandlers zu ermöglichen. Nach dem Erscheinen des Schnell-Stopp-Signals ist also der Reversierwandler während einer kurzen Zeitspanne schon gefüllt, solange das Entleeren der Kupplung gerade erst beginnt. Es wurde nun erkannt, daß das Schnell-Stopp-Manöver dennoch dadurch gut beherrscht werden kann, daß man als Reversierwandler (gemäß Anspruchsteil 1.e) einen Wandler mit relativ hoher Drehmoment-Wandlung verwendet. Dies wird im einzelnen weiter unten erläutert. Wandler dieser Art sind bekannt aus Bild 34 des Manuskripts "Hydrodynamische Mehrkreislaufgetriebe und ihre Anwendung" (Vortrag vom 28.03.1980, Technische Akademie Esslingen) .
Wichtige weitere Erfindungsgedanken (Anspruch 2) betreffen die richtige Abstimmung der Drehmomente, insbesondere des Kupp­ lungs-Drehmoments bei Mindest-Schlupf sowie der Pumpen- und Turbinen-Momente des Reversierwandlers relativ zum Nenn-Moment des Motors. Die hydrodynamische Kupplung wird, wie an sich be­ kannt, derart bemessen, daß sie bei maximaler Motor-Drehzahl (und somit bei der maximalen Propeller-Drehzahl) das Motor- Nenn-Moment bei ihrem Mindest-Schlupf (und somit bei bestmög­ lichem Wirkungsgrad) auf den Propeller übertragen kann. Um für das Schnell-Stopp-Manöver ein möglichst günstiges Verhalten der Antriebsanlage zu erzielen, ist es u. a. wichtig, daß die im Prinzip notwendige, aber nur kurzzeitige Drückung der Motor- Drehzahl auf einen erträglichen Wert begrenzt ist. Dies wird u. a. dadurch erzielt, daß der Reversierwandler (wenn dieser zu Beginn des Schnell-Stopp-Manövers rasch gefüllt wird) den Motor mit einem nur verhältnismäßig kleinen Eingangs-Moment belastet. Gleichzeitig muß aber auch gleich zu Beginn des Schnell-Stopp- Manövers die Turbine des Reversierwandlers ein möglichst hohes Ausgangsmoment erzeugen, um den Propeller möglichst rasch ab­ bremsen zu können. In der Tendenz ist das Turbinen-Moment im Gegenbremsbereich des Reversierwandlers gerade am Beginn des Schnell-Stopp-Manövers am kleinsten. Deshalb ist es wichtig, den Reversierwandler derart zu bemessen, daß der Mindestwert des Turbinen-Moments im Gegenbremsbereich genügend groß ist. Vorzugsweise soll dieser Mindestwert das 1- bis 2-fache des Mo­ tor-Nenn-Moments betragen.
Das schon erwähnte Schnell-Stopp-Manöver macht es u.a. erfor­ derlich, daß das Entleeren der Kupplung möglichst rasch statt­ findet. Hierzu wurde erkannt, daß in der Anfangsphase dieses Manövers für eine sehr kurze Zeit der Kupplungs-Schlupf noch kleiner wird als der Mindest-Schlupf. Diese Erscheinung kann - gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung - mit Hilfe der im Anspruch 3 angegebenen Maßnahmen dazu genutzt werden, daß das Entleeren der Kupplung möglichst rasch stattfindet. Zusätzlich kann die im Anspruch 4 angegebene Maßnahme vorgesehen werden, ebenfalls um das Entleeren der Kupplung zu beschleunigen.
Falls in einem Wasserfahrzeug mehrere erfindungsgemäße An­ triebsanlagen vorgesehen werden, falls beispielsweise die Aus­ gangswellen zweier Wendegetriebe an einen einzigen Propeller gekoppelt sind, dann ist es zweckmäßig, die Merkmale des An­ spruchs 5 anzuwenden, wie weiter unten im einzelnen erläutert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.
Die Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Antriebsan­ lage mit einem hydrodynamischen Wendegetriebe und mit dem dazu­ gehörenden Leitungssystem für die Arbeitsflüssigkeit.
Die Fig. 2 zeigt einen Teillängsschnitt durch die hydrodynami­ sche Kupplung des Wendegetriebes.
Die Fig. 3 ist ein Diagramm, das den Verlauf verschiedener Drehmomente T über der Propeller-Drehzahl n darstellt.
In Fig. 1 erkennt man einen Motor M, ein Wendegetriebe mit einer hydrodynamischen Kupplung 1 und mit einem hydrodynami­ schen Reversierwandler 2 sowie einen anzutreibenden Bootspro­ peller 20. Eine Eingangswelle 17 des Wendegetriebes ist einer­ seits an den Motor M gekoppelt und andererseits mit dem Primär­ schaufelrad 21 der Kupplung 1 und mit dem Pumpenschaufelrad 23 des Reversierwandlers 2 verbunden. Eine Ausgangswelle 18 des Wendegetriebes ist an das Sekundärschaufelrad 22 der Kupplung und an das Turbinenschaufelrad 24 des Reversierwandlers gekop­ pelt. Die weiteren Kraftübertragungselemente zwischen der Aus­ gangswelle 18 und dem Bootspropeller 20 sind nur symbolisch durch gestrichelte Linien dargestellt. Der hydrodynamische Re­ versierwandler 2 hat in bekannter Weise eine stationäre Wand­ lerschale 25, mit der die erforderlichen stationären Leitschau­ felkränze verbunden sind. Die hydrodynamische Kupplung 1 hat eine die Eingangswelle 17 mit dem Primärschaufelrad 21 verbin­ dende Kupplungsschale 26.
Als Arbeitsflüssigkeit für das Wendegetriebe kann vorzugsweise Seewasser verwendet werden, das mittels einer Füllpumpe 3 über eine Saugleitung 3a und über ein Filter 5 aus der Umgebung des Wasserfahrzeuges angesaugt wird. Die vom Motor M über die Ein­ gangswelle 17 mechanisch angetriebene Füllpumpe 3 fördert das Wasser in eine Druckleitung 19 (mit Manometer 9). Die Drucklei­ tung 19 ist über ein Einlaßventil 7 mit einer Einlaßleitung 7a verbunden, welche in die hydrodynamische Kupplung 1 mündet. Die Druckleitung 19 ist außerdem über ein weiteres Einlaßventil 8 mit einer zum Reversierwandler 2 führenden Einlaßleitung 8a verbunden. Das der Kupplung 1 zugeordnete Einlaßventil 7 ist als Mengensteuerventil ausgebildet. Da außerdem die Kupplung 1 mindestens einen dauernd geöffneten Auslaßkanal 27 aufweist, kann man durch Variieren der Durchflußmenge des Einlaßventils 7 in der Kupplung 1 unterschiedliche Füllungsgrade und somit un­ terschiedliche Schlupf-Werte einstellen. Hierdurch kann man ohne Änderung der Motor-Drehzahl die Drehzahl des Bootspropel­ lers 20 stufenlos auf unterschiedliche Werte einstellen. (Hier­ von macht man hauptsächlich im unteren Propeller-Dreh­ zahl-Bereich Gebrauch.) Zusätzlich kann bei Bedarf folgendes vorgesehen werden:
An die Druckleitung 19 kann - zwecks Schnellfüllung der Kupp­ lung 1 - ein zusätzliches Auf-Zu-Einlaßventil 6 angeschlossen werden, das mittels einer das Mengensteuerventil 7 umgehenden Leitung 7b mit der Einlaßleitung 7a der Kupplung verbunden ist. Auf dieses Ventil 6 kann verzichtet werden, wenn es möglich ist, das Mengensteuerventil 7 bei Bedarf sehr rasch zu öffnen.
Das dem Reversierwandler 2 zugeordnete Einlaßventil 8 ist eben­ falls als Auf-Zu-Ventil ausgebildet. Somit wird zur Verein­ fachung des Systems der Wandler 2 entweder vollkommen gefüllt oder vollkommen entleert. Das Entleeren kann beispielsweise über ein nicht dargestelltes Auf-Zu-Auslaßventil oder vorzugs­ weise (wie dargestellt) über eine dauernd geöffnete und mit einer Drosselstelle 12 versehene Auslaßöffnung 28 erfolgen.
Das die Kupplung 1 und/oder den Wandler 2 verlassende Wasser gelangt in einen Sammelbehälter 29 und von dort mittels einer Abwasserpumpe 4 und über eine Leitung 4a zurück ins Freie. Die Druckleitung 19 kann über eine Leitung 16a (mit einer Drossel 16) mit der Saugleitung der Abwasserpumpe 4 verbunden sein. Hierdurch wird der Gefahr eines Trockenlaufes der Abwasserpumpe 4 vorgebeugt. Die Druckleitung 19 kann außerdem - unter Umge­ hung der Einlaßventile 7 und 8 - mittels einer Umgehungsleitung 30 und über je eine Drosselstelle 10 und 11 mit jeder der bei­ den Einlaßleitungen 7a und 8a verbunden sein. Dies ist von Be­ deutung, falls ein Wasserfahrzeug mehrere erfindungsgemäße An­ triebsanlagen aufweist, deren Druckleitungen 19 mittels einer Verbindungsleitung 15 verbunden sein können (außerdem sind in diesem Falle die Wasserbehälter 29 über eine Verbindungsleitung 14 mit Drossel 13 verbunden). Wenn nun die in Fig. 1 darge­ stellte Antriebsanlage außer Betrieb sein sollte, während eine mit dieser verbundene andere Antriebsanlage in Betrieb ist, so kann über die Leitungen 15, 30, 7a und 8a eine kleine Arbeits­ flüssigkeitsmenge zwecks Kühlung in die Kupplung 1 und in den Wandler 2 gelangen.
Die Fig. 2 zeigt einige zusätzliche Details der hydrodynami­ schen Kupplung 1. Im Primärschaufelrad 21 ist (zusätzlich zu den in der Schale 26 befindlichen Auslaßkanälen 27) wenigstens ein weiterer Auslaßkanal 31 vorgesehen. Dessen Einströmöffnung 32 liegt im radial inneren Bereich des Arbeitsraumes. Der Aus­ laßkanal 31 kann (wie dargestellt) durch ein seitlich aufge­ schnittenes Rohrstück gebildet sein. Abweichend hiervon kann er aber auch in das Primärschaufelrad 21 eingegossen werden. In jedem Fall bildet dieser zusätzliche Auslaßkanal 31 eine Ein­ richtung zum Begrenzen des Kupplungs-Füllungsgrades. Die Anord­ nung ist derart getroffen, daß bei dem maximal erreichbaren Füllungsgrad ein möglichst geringer Mindest-Schlupf erzielbar ist. Somit kann die Antriebsanlage selbsttätig über längere Zeit mit dem bestmöglichen Wirkungsgrad arbeiten. Eine Überfül­ lung der Kupplung und ein daraus resultierendes Ansteigen des Mindest-Schlupfes werden somit vermieden.
Mit der durchgehenden Linie A ist die radial innere Begrenzung des Flüssigkeits-Torus bei normaler Kraftübertragung und somit beim üblichen Mindest-Schlupf von z. B. 2% dargestellt. Die ge­ strichelte Linie B zeigt dagegen die radial innere Begrenzung des Flüssigkeits-Torus für den Fall, daß bei einem Schnell- Stopp-Manöver der Wandler 2 plötzlich gefüllt wird. Hierbei ist für eine kurze Zeit die Kupplung 1 noch gefüllt und die Dreh­ zahl des Sekundärschaufelrades 22 noch auf ihrem vollen Wert, die Drehzahl des Primärschaufelrades 21 jedoch durch den vom Wandler 2 verursachten Drehmomentstoß geringfügig abgesenkt. Die Folge ist, daß nun ein Teil der Arbeitsflüssigkeit von der Einströmöffnung 32 des zusätzlichen Auslaßkanals 31 erfaßt und nach außen abgeführt wird (dargestellt durch den gestrichelten Pfeil 33).
Im weiteren Verlauf des Schnell-Stopp-Manövers findet dann aber eine rasche Drehzahl-Abnahme der Ausgangswelle 18 und somit eine Erhöhung des Kupplungs-Schlupfes statt. Hierbei gelangt ein Teil der Arbeitsflüssigkeit in den Stauraum 34. Es kann nun vorteilhaft sein, daß man einen Teil dieser Arbeitsflüssigkeit vom Stauraum 34 unmittelbar über den Auslaßkanal 31 entweichen läßt. Aus anderen Gründen kann es aber auch zweckmäßig sein, dies zu verhindern, indem man die Verbindung vom Stauraum 34 zum Auslaßkanal 31 mit einem Stopfen 35 verschließt.
Im rechten oberen Quadranten des in Fig. 3 dargestellten Dia­ gramms ist mit einer vollen Linie V die Abhängigkeit des Pro­ peller-Drehmoments von der Drehzahl n des Propellers 20 (Fig. 1) dargestellt. Wie man sieht, folgt das Propeller-Moment V ausgehend vom Stillstand (Drehzahl = Null) zunächst einer re­ lativ steilen Parabel T1. In diesem unteren Drehzahlbereich be­ findet sich der Propeller 20 noch vollkommen unterhalb der Was­ seroberfläche. Im Bereich der maximalen Propeller-Drehzahl 1.0 verläuft das Propeller-Moment V entlang einer wesentlich fla­ cheren Parabel T2. Bei diesem Betriebszustand gleitet das Boot in einem gewissen Abstand oberhalb der Wasseroberfläche, so daß nur noch der unterste Bereich der Rotationsfläche des Propel­ lers 20 in das Wasser eintaucht. Deshalb ist das erforderliche Antriebsmoment für den Propeller in diesem Betriebszustand re­ lativ gering, verglichen mit der Anfahr-Phase. In dem Zwischen­ bereich, in dem der Propeller 20 allmählich aus dem Wasser aus­ taucht, geht das Propeller-Moment V über von der steileren Parabel T1 zur flacheren Parabel T2. In diesem Übergang hat die V-Kurve nahe der Parabel T1 einen Höcker H, beispielsweise bei ca. 30% der maximalen Propeller-Drehzahl.
Das Propeller-Moment bei der maximalen Propeller-Drehzahl n = 1.0 ist bezeichnet mit T = 1.0. Dies ist vorzugsweise gleich dem Nenn-Drehmoment des Motors M. Wie oben erläutert, findet die Kraftübertragung in diesem Bereich durch die hydrodynamische Kupplung 1 statt. Somit ist das Drehmoment T = 1.0 zugleich das Nenn-Drehmoment der Kupplung 1 bei ihrem Mindest-Schlupf.
Etwa im Bereich zwischen 50 und 100% der maximalen Propeller- Drehzahl wird die Kupplung 1 mit dem größtmöglichen Füllungs­ grad und mit dem Mindest-Schlupf betrieben. In diesem Bereich ist das Motor-Moment stets größer oder gleich dem Propeller-Mo­ ment. Im Bereich kleinerer Propeller-Drehzahlen wäre jedoch das Motor-Moment kleiner als das Propeller-Moment, sofern man die Kupplung 1 weiterhin mit vollem Füllungsgrad betreiben würde. Hier ist es deshalb erforderlich, die Kupplung mit Teilfüllung zu betreiben, also mit größeren Schlupfwerten, die es dem Motor erlauben, bei höheren Drehzahlen ein höheres Drehmoment abzuge­ ben.
Im linken unteren Quadranten der Fig. 3 erkennt man eine mit T3 bezeichnete Parabel; dies ist das Propeller-Moment bei Rück­ wärtsfahrt, also bei Antrieb des Propellers 20 über den Rever­ sierwandler 2. Hierbei bleiben das Boot und der Propeller stän­ dig im Wasser eingetaucht.
In der oberen Hälfte der Fig. 3 ist noch der Verlauf des Pum­ pen-Moments R1 des Reversierwandlers dargestellt. Wie man sieht, liegt dieses Pumpen-Moment R1 ungefähr bei der Hälfte des Motor-Nennmoments. Außerdem ist das Turbinen-Moment R2 des Reversierwandlers dargestellt. Im rechten unteren Quadranten der Fig. 3 (dies ist der sogenannte Gegenbremsbereich) liegt dieses Turbinen-Moment ungefähr zwischen dem 1,5- und 2,5-fa­ chen des Motor-Nennmoments. Der höchste Wert liegt in der Nähe der Propellerdrehzahl n = 0. Der kleinste, im Gegenbremsbereich vorkommende Wert des Turbinen-Moments R2 liegt bei der maxima­ len Propeller-Drehzahl n = 1.0.
Nachfolgend wird nun das oben schon erwähnte Schnell-Stopp- Manöver erläutert. Hierbei muß die Propeller-Drehzahl bei­ spielsweise vom Maximalwert n = 1.0 in kürzester Zeit auf den Wert Null oder in den negativen Bereich (Rückwärtsfahrt) ge­ bracht werden. Durch das plötzliche Füllen des Wandlers 2 wird der Motor M plötzlich zusätzlich durch das Pumpen-Moment R1 des Reversierwandlers belastet. Hinzu kommt, daß die Turbine 24 des Wandlers sehr rasch ein hohes Bremsmoment auf die Propellerwel­ le 18 ausübt. Da sich die Kupplung 1 relativ langsam entleert, überträgt diese das Bremsmoment auf die Eingangswelle 17. Wohl führt dies zu der oben schon erwähnten Drückung der Motor-Dreh­ zahl, zugleich aber auch - schon während der Anfangsphase des Schnell-Stopp-Manövers - zu einer deutlichen Reduzierung der Propeller-Drehzahl, so daß der Propeller das Boot abbremst. Da­ nach entleert sich die Kupplung 1 mehr und mehr, so daß die Mo­ tor-Drehzahl rasch wieder ansteigt. Hierdurch beschleunigt sich der Anstieg des Wandler-Turbinen-Moments entlang der Kurve R2, so daß das Boot rasch zum Stillstand kommt oder zur Rückwärts­ fahrt übergeht.

Claims (6)

1. Antriebsanlage für einen Bootspropeller (20), mit einem Mo­ tor (M), der ein bestimmtes Motor-Nennmoment abgibt, sowie mit einem zwischen Motor und Propeller angeordneten Wende­ getriebe, mit den folgenden Merkmalen:
  • a) das Wendegetriebe umfaßt für die Vorwärtsfahrt eine hy­ drodynamische Kupplung (1) mit einem torusförmigen Ar­ beitsraum, der begrenzt ist durch ein Primärschaufelrad (21) und durch ein Sekundärschaufelrad (22)
  • b) das Wendegetriebe hat für die Rückwärtsfahrt einen hy­ drodynamischen Drehmomentwandler (2), der als Rever­ sierwandler ausgebildet ist und der auch in einem Ge­ genbremsbereich arbeiten kann;
  • c) das Primärschaufelrad (21) der Kupplung (1) und ein Pumpenschaufelrad (23) des Reversierwandlers (2) sind mit einer Eingangswelle (17) des Wendegetriebes gekop­ pelt, während das Sekundärschaufelrad (22) der Kupplung und ein Turbinenschaufelrad (24) des Reversierwandlers mit einer Ausgangswelle (18) des Wendegetriebes gekop­ pelt sind,
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale, zwecks Verwen­ dung der Antriebsanlage in einem Gleitboot, dessen Propel­ ler bei rascher Vorwärtsfahrt weitgehend über die Wasser­ oberfläche auftaucht:
  • d) für den gesamten Vorwärts-Geschwindigkeitsbereich ist nur eine einzige hydrodynamische Kraftübertra­ gungseinheit, nämlich die hydrodynamische Kupplung (1) vorgesehen, deren Füllungsgrad variabel ist;
  • e) im Gegenbremsbereich des Reversierwandlers (2) liegt das Verhältnis des (negativen) Turbinen-Moments (R2) zum (positiven) Pumpen-Moment (R1) im Bereich zwischen 2 und 5.
2. Antriebsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:
  • a) das durch die hydrodynamische Kupplung (1) bei ihrem Mindest-Schlupf (und somit bei der maximalen Propel­ ler-Drehzahl) übertragbare Drehmoment ist wenigstens angenähert gleich dem Motor-Nennmoment (T = 1.0);
  • b) das Pumpen-Moment (Eingangsmoment R1) des Reversier­ wandlers (2) beträgt zumindest im Gegenbremsbereich nur ungefähr 40-70%, vorzugsweise 50%, des Motor-Nenn­ moments (T = 1.0);
  • c) der Mindestwert des Turbinen-Moments (des Ausgangsmo­ ments R2) des Reversierwandlers im Gegenbremsbereich liegt etwa beim 1,0- bis 2,0-fachen des Motor-Nenn­ moments (T = 1.0).
3. Antriebsanlage nach Anspruch 1 oder 2, worin die hydrodyna­ mische Kupplung (1) mindestens einen dauernd geöffneten Auslaßkanal (27) und ein die Durchflußmenge steuerndes Ein­ laßventil (7) hat, gekennzeichnet durch die folgenden Merk­ male:
  • a) im Primärschaufelrad (21) der hydrodynamischen Kupplung (1) sind - zwecks Erzielung eines möglichst geringen Mindest-Schlupfes - einige zusätzliche Auslaßkanäle (31) vorgesehen, die vom Arbeitsraum nach außen führen und derart angeordnet sind, daß der Füllungsgrad im Ar­ beitsraum beim Mindest-Schlupf auf einen bestimmten (optimalen) Wert begrenzt ist;
  • b) die Einströmöffnungen (32) der zusätzlichen Auslaßkanä­ le (31) liegen im radial inneren Bereich des Arbeits­ raumes.
4. Antriebsanlage nach Anspruch 2 oder 3, worin radial inner­ halb des Arbeitsraumes der Kupplung ein Stauraum (34) vor­ gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stauraum (34) mit den zusätzlichen Auslaßkanälen (31) in Leitungsverbin­ dung steht.
5. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch die folgenden Merkmale:
  • a) dem Wendegetriebe ist eine Füllpumpe (3) für Arbeits­ flüssigkeit zugeordnet, an die eine Druckleitung (19) angeschlossen ist;
  • b) die Druckleitung (19) ist über ein Kupplungs-Ein­ laßventil (7) mit einer Kupplungs-Einlaßleitung (7a) verbunden und außerdem über ein Wandler-Einlaßventil (8) mit einer Wandler-Einlaßleitung (8a);
  • c) die Druckleitung (19) ist außerdem - unter Umgehung der Einlaßventile (7, 8) - über je eine Drosselstelle (10, 11) mit jeder der beiden Einlaßleitungen (7a, 8a) ver­ bunden.
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