DE10035480A1 - Ship's gearbox with trolling device has heater for hydraulic medium with electric heating element, especially electric resistance, that can be mounted inside housing of ship's gearbox - Google Patents
Ship's gearbox with trolling device has heater for hydraulic medium with electric heating element, especially electric resistance, that can be mounted inside housing of ship's gearboxInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe mit einer Trolling-Einrichtung, die eine hydraulische Kupplung auf weist, die wahlweise geschlossen oder in einer Trolling-Betriebsart teilweise geschlossen mit Schlupf betreibbar ist.The invention relates to a marine transmission with a Trolling device that has a hydraulic clutch points, either closed or in a Trolling mode can be operated partially closed with slip is.
Bei Schiffsantrieben mit Trolling-Einrichtungen be steht die Möglichkeit, unabhängig von der Motordrehzahl Einfluß auf die Propellerdrehzahl zu nehmen. Trolling wird insbesondere angewandt bei Hafenmanövern und Kanalfahrten, da hier in der Regel bei konstanter Getriebeübersetzung die Schiffsgeschwindigkeit bei kleinstmöglicher Motordrehzahl (Leerlaufdrehzahl) noch zu groß ist. Andere Anwendungsge biete des Trolling sind die Kriechfahrt beim Fischen mit Schleppnetz. In der Trolling-Betriebsart wird eine Kupplung der Trolling-Einrichtung schlupfend betrieben. Üblicherwei se ist eine solche Kupplung als mehrlamellige, hydraulische Lamellenkupplung ausgeführt. Während der Trolling-Betriebsart wird diese Kupplung mit einem Hydraulikdruck beaufschlagt, der gerade so groß ist, daß ein bestimmtes Moment auf die Propellerwelle übertragen werden kann, wobei sich zwischen den beiden zu kuppelnden Gliedern eine Diffe renzdrehzahl einstellt.For ship drives with trolling facilities there is the possibility, regardless of the engine speed To influence the propeller speed. Is trolling especially used for port maneuvers and canal trips, because here the gear ratio is usually constant Vessel speed at the lowest possible engine speed (Idle speed) is still too high. Other application areas Trolling offers crawl when fishing Trawl. In the trolling mode, a clutch the trolling facility slipped. Üblicherwei se is such a clutch as a multi-plate, hydraulic Multi-plate clutch executed. During trolling mode this clutch with hydraulic pressure acted on, which is just so large that a certain Moment can be transferred to the propeller shaft, whereby there is a difference between the two links to be coupled limit speed.
Bei niedrigen Temperaturen des Getriebeöls, welches üblicherweise als Hydraulikmedium verwendet wird, können aufgrund der hohen Viskosität des Getriebeöls und/oder ei nes geänderten Reibverhaltens der Reibbeläge der Lamellen der Lamellenkupplung Probleme in der Trolling-Betriebsart auftreten. Insbesondere kann es problematisch sein, einen konstanten Schlupf an der Kupplung einzustellen. Bei sehr kalten Wassertemperaturen, wie sie beispielsweise in der Nordsee vorherrschen, und Kriechfahrt beim Fischen mit Schleppnetz erreicht das Getriebeöl nur eine geringe Tempe ratur, die zu klein für ein zuverlässiges Funktionieren der Trolling-Betriebsart ist.At low temperatures of the gear oil, which can usually be used as hydraulic medium due to the high viscosity of the gear oil and / or egg changed friction behavior of the friction linings of the plates the multi-plate clutch problems in trolling mode occur. In particular, it can be problematic constant slip on the clutch. At very cold water temperatures, such as those in the Dominate the North Sea, and crawl when fishing with Trawl only reaches the gearbox oil at a low temperature rature that is too small for the reliable functioning of the Trolling mode is.
Auch direkt nach einem Kaltstart, wenn die Trolling-Betriebsart beispielsweise für Hafenmanöver verwendet wer den soll, ist die Temperatur des Getriebeöls zu gering.Even right after a cold start if the trolling mode for example, for port maneuvers the temperature of the gear oil is too low.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schiffsgetriebe so weiterzu bilden, daß die Trolling-Betriebsart auch bei sehr kalten Wassertemperaturen und kurz nach einem Kaltstart zuverläs sig funktioniert.The present invention is therefore based on the object based on a generic marine transmission so on form that the trolling mode even in very cold Water temperatures and shortly after a cold start sig works.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Heizvorrichtung für das Hydraulikmedium vorhanden ist. Damit wird das Hydraulikmedium bzw. das Getriebeöl schnell auf eine Betriebstemperatur gebracht, bei der der Trolling-Betrieb zuverlässig funktioniert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfaßt die Heizvorrichtung ein elektrisches Heizelement, wie z. B. einen elektrischen Widerstand. Damit ist eine entsprechende Wärmeleistungsabgabe unabhängig von der Motortemperatur möglich. Mit einer Stromversorgungsein richtung, beispielsweise einer Batterie auf dem Schiff oder ein Netzanschluß im Hafen, ist sogar eine Vorwärmung des Hydraulikmediums möglich. Während der Fahrt kann die elek trische Heizvorrichtung von einem Generator, welcher vom Antriebsmotor gespeist wird, versorgt werden.According to the invention this object is achieved in that a heating device for the hydraulic medium is present. This makes the hydraulic medium or the gear oil quick brought to an operating temperature at which the trolling operation works reliably. In an advantageous Embodiment, the heater includes an electrical Heating element such as B. an electrical resistance. In order to a corresponding heat output is independent of possible engine temperature. With a power supply direction, for example a battery on the ship or a network connection in the port is even a preheat of the Hydraulic medium possible. The elec trical heater from a generator, which from Drive motor is fed, are supplied.
Die Heizvorrichtung kann innerhalb eines Gehäuses des Schiffsgetriebes oder in einem Kühlkreislauf für das Hydraulikmedium angeordnet sein, welcher einen Wärmetauscher mit einer Zulaufleitung für zu kühlendes, heißes Hydraulik medium und einer Rücklaufleitung für gekühltes Hydraulikme dium aufweist. Sind diese Zu- und die Rücklaufleitung des Wärmetauschers durch eine Überbrückungsleitung miteinander verbunden, wobei ein Thermostatventil die Temperatur des Hydraulikmediums in der Zulaufleitung erfaßt und unterhalb einer Umschalttemperatur die Überbrückungsleitung freigibt, so daß der Wärmetauscher nicht durchströmt wird, und ober halb der Umschalttemperatur die Überbrückungsleitung sperrt, so daß der Wärmetauscher durchströmt wird, wird die Heizvorrichtung vorteilhafterweise an einer Stelle im Kühl kreislauf angeordnet, welche bei freigegebener Überbrückungsleitung durchströmt wird. Die Heizvorrichtung ist dann also in einem sogenannten Primär-Kreislauf angeordnet, der bei niedrigen Temperaturen durchströmt wird, während der Wärmetauscher in einem Sekundär-Kreislauf angeordnet ist.The heater can be inside a housing of the Marine transmission or in a cooling circuit for that Hydraulic medium can be arranged, which is a heat exchanger with an inlet line for cooling, hot hydraulics medium and a return line for cooled hydraulics dium has. Are these supply and return lines of the Heat exchanger through a bypass line with each other connected, with a thermostatic valve the temperature of the Hydraulic medium detected in the supply line and below releases the bypass line at a changeover temperature, so that the heat exchanger is not flowed through, and upper the bypass line at half the changeover temperature locks so that the heat exchanger is flowed through Heating device advantageously at one point in the cooling arranged circuit, which with released bridging line is flowed through. The heater is then So arranged in a so-called primary circuit, the is flowed through at low temperatures during the Heat exchanger is arranged in a secondary circuit.
Es ist möglich, die Temperatur oder die Leistungsabga be der Heizvorrichtung über einen Regelkreis, in dem eine zentrale Steuereinheit vorgesehen ist, zu regeln. In einer einfacher aufgebauten Ausgestaltung der Erfindung ist die Oberflächentemperatur einer an das Hydraulikmedium angren zenden Oberfläche der Heizvorrichtung auf einen vorgebba ren, konstanten Wert einstellbar. Damit kann die Heizvor richtung als autonomes Element betrieben werden und es wer den keine weiteren Steuer- oder Meßeinrichtungen oder Re gelkreise benötigt. Der Temperaturwert wird dabei so einge stellt, daß keine schädliche, örtliche Überhitzung des Hy draulikmediums auftritt.It is possible to change the temperature or the power output be the heater via a control loop in which a central control unit is provided to regulate. In a simpler design of the invention is Affect the surface temperature of the hydraulic medium zenden surface of the heater on a vorgebba adjustable constant value. So that the Heizvor direction as an autonomous element and who which no further control or measuring devices or Re gel circles needed. The temperature value is entered in this way ensures that there is no harmful local overheating of the Hy draulic medium occurs.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin dung wird erzielt, wenn die Oberflächentemperatur der Heiz vorrichtung auf einen Wert eingestellt wird, der in etwa gleich der Umschalttemperatur des Thermostatventils zwi schen Primär- und Sekundär-Kreislauf ist. Hierbei ist die Heizvorrichtung an einer Stelle im Kühlkreislauf angeord net, welche nicht von Hydraulikmedium durchströmt wird, welches durch den Wärmetauscher gekühlt ist. Solange die Temperatur des Hydraulikmediums in der Zulaufleitung klei ner ist als die Umschalttemperatur des Thermostatventils, zirkuliert das Hydraulikmedium nur im Primär-Kreislauf, d. h. vom Getriebe über die Zulaufleitung und die Überbrückungsleitung in die Rücklaufleitung zum Getriebe zurück, ohne daß der Wärmetauscher durchströmt wird. Da die Ober flächentemperatur der Heizvorrichtung in etwa gleich der Umschalttemperatur des Thermostatventils ist, herrscht in diesem Betriebszustand eine Temperaturdifferenz zwischen Hydraulikmedium und der Oberfläche der Heizvorrichtung, so daß von der Heizvorrichtung Wärme an das Hydraulikmedium abgegeben wird. Die Heizleistung ist dabei um so größer, je niedriger die Temperatur des Hydraulikmediums ist. Die Zeit bis zum Erreichen der Betriebs- bzw. Umschalttemperatur wird hierdurch erheblich verkürzt. Durch die anfangs sehr hohe Heizleistung wird sehr schnell eine Temperatur er reicht, in der der Trolling-Betrieb zuverlässig funktio niert.A particularly advantageous embodiment of the Erfin tion is achieved when the surface temperature of the heating device is set to a value which is approximately equal to the switching temperature of the thermostatic valve between primary and secondary circulation. Here is the Heating device arranged at one point in the cooling circuit net, which is not flowed through by hydraulic medium, which is cooled by the heat exchanger. As long as the Small temperature of the hydraulic medium in the supply line is lower than the changeover temperature of the thermostatic valve, the hydraulic medium only circulates in the primary circuit, d. H. from the gearbox via the feed line and the bypass line in the return line to the gearbox, without flowing through the heat exchanger. Because the waiter surface temperature of the heater is approximately equal to Switchover temperature of the thermostatic valve is in this operating state a temperature difference between Hydraulic medium and the surface of the heater, so that heat from the heater to the hydraulic medium is delivered. The heating power is the greater, depending the temperature of the hydraulic medium is lower. The time until the operating or changeover temperature is reached is significantly shortened. By the very beginning high heat output very quickly becomes a temperature is sufficient in which the trolling operation functions reliably ned.
Ist die Umschalttemperatur dann nach kurzer Zeit er reicht, wird die Überbrückungsleitung vom Thermostatventil gesperrt, so daß das Hydraulikmedium nunmehr im Sekundär- Kreislauf durch den Wärmetauscher zirkuliert und von diesem gekühlt wird. Da die Heizvorrichtung an einer Stelle im Kühlkreislauf angeordnet ist, welche nicht von durch den Wärmetauscher gekühltem Hydraulikmedium durchströmt wird, ist die Temperatur des Hydraulikmediums an der Heizvorrichtung in diesem Betriebszustand höher als die Oberflächen temperatur der Heizvorrichtung. Es wird also keine weitere Wärme mehr von der Heizvorrichtung abgegeben und die Lei stungsaufnahme der Heizvorrichtung ist gleich Null. Sobald also die Umschalttemperatur erreicht ist, wird die Heizvor richtung automatisch abgeschaltet. In dieser Konfiguration kann die Heizvorrichtung das ganze Jahr über unabhängig von den Umgebungstemperaturen oder Betriebsbedingungen betrie ben werden, ohne daß hierfür aufwendige Regelkreise oder Steuereinrichtungen benötigt werden.Is the changeover temperature then after a short time is sufficient, the bypass line from the thermostatic valve locked so that the hydraulic medium is now in the secondary Circuit circulated through and from the heat exchanger is cooled. Since the heater at one point in the Cooling circuit is arranged, which is not by the Flow of heat exchanger cooled hydraulic medium, is the temperature of the hydraulic medium on the heater in this operating state higher than the surfaces heater temperature. So there won't be any more Heat emitted more by the heater and the lei power consumption of the heating device is zero. As soon as So the changeover temperature is reached, the heating pre direction automatically switched off. In this configuration the heater can be used all year round regardless of the ambient temperatures or operating conditions ben without complex control loops or Control devices are needed.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert, wobeiThe invention is illustrated by the attached figures explained in more detail, whereby
Fig. 1 eine erste Ausführungsform und Fig. 1 shows a first embodiment and
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigen. Fig. 2 show a second embodiment of the invention.
In Fig. 1 ist mit 2 ein Schiffsgetriebe bezeichnet, das eine Trolling-Einrichtung 3 umfaßt, die eine nicht nä her dargestellte, hydraulische Kupplung aufweist, die in einer Trolling-Betriebsart schlupfend betreibbar ist. Damit das Getriebeöl möglichst schnell eine Temperatur erreicht, in der die Trolling-Betriebsart zuverlässig funktioniert, ist eine Heizvorrichtung 4 vorgesehen. Diese weist einen elektrischen Widerstand auf, der in thermischem Kontakt mit Getriebeöl ist, das in einem Kühlkreislauf 6 zirkuliert. Die Heizvorrichtung weist elektrische Anschlüsse 8 auf zur Verbindung mit einer elektrischen Spannungsquelle, wie bei spielsweise ein nicht dargestellter, vom Antriebsmotor des Schiffs betriebener Generator. Der Kühlkreislauf 6 weist zwischen einer Zulaufleitung 10 und einer Rücklauflei tung 12 einen Primär- und einen Sekundär-Kreislauf auf. Im Sekundär-Kreislauf fließt zu kühlendes Getriebeöl über die Zulaufleitung 10 und die Zwischenleitung 14 durch den Wär metauscher 16 und über die Zwischenleitung 18 zur Rücklauf leitung 12. Im Wärmetauscher 16 tritt das Getriebeöl in thermischen Kontakt mit Wasser, das den Wärmetauscher 16 in Richtung des Pfeils 20 durchströmt. Hierbei wird das Ge triebeöl abgekühlt. Dieser Sekundär-Kreislauf wird vom Thermostatventil 22 oberhalb einer bestimmten Umschalttem peratur des Getriebeöls freigegeben.In Fig. 1, 2 denotes a marine transmission, which comprises a trolling device 3 , which has a hydraulic clutch, not shown, which can be operated in a trolling mode in a slipping manner. A heating device 4 is provided so that the transmission oil reaches a temperature as quickly as possible in which the trolling operating mode functions reliably. This has an electrical resistance that is in thermal contact with gear oil that circulates in a cooling circuit 6 . The heating device has electrical connections 8 for connection to an electrical voltage source, such as a generator (not shown) operated by the drive motor of the ship. The cooling circuit 6 has between a supply line 10 and a Rücklauflei device 12, a primary and a secondary circuit. In the secondary circuit, gear oil to be cooled flows via the feed line 10 and the intermediate line 14 through the heat exchanger 16 and via the intermediate line 18 to the return line 12 . In the heat exchanger 16 , the transmission oil comes into thermal contact with water which flows through the heat exchanger 16 in the direction of the arrow 20 . Here, the gear oil is cooled. This secondary circuit is released by the thermostatic valve 22 above a certain Umschalttem temperature of the transmission oil.
Unterhalb der Umschalttemperatur des Thermostatven tils 22 zirkuliert das Getriebeöl lediglich im Primär- Kreislauf. Im Primär-Kreislauf ist zwischen der Zulauflei tung 10 und der Rücklaufleitung 12 eine Überbrückungslei tung 24 vorgesehen, die vom Thermostatventil 22 unterhalb einer Umschalttemperatur freigegeben wird. Solange das Ge triebeöl lediglich im Primär-Kreislauf zirkuliert, wird der Wärmetauscher 16 nicht durchströmt, so daß schneller eine Betriebstemperatur erreicht wird. Die Heizvorrichtung 4 ist zwischen der Zulaufleitung 10 und dem Thermostatventil 22 angeordnet und wird im Primär-Kühlkreislauf bei freigegebe ner Überbrückungsleitung 24 durchströmt.Below the switchover temperature of the thermostatic valve 22, the gear oil circulates only in the primary circuit. In the primary circuit between the supply line 10 and the return line 12, a bridging line 24 is provided, which is released by the thermostatic valve 22 below a changeover temperature. As long as the Ge transmission oil circulates only in the primary circuit, the heat exchanger 16 is not flowed through, so that an operating temperature is reached faster. The heating device 4 is arranged between the inlet line 10 and the thermostatic valve 22 and is flowed through in the primary cooling circuit when the bridging line 24 is released.
Die Oberflächentemperatur eines Teils der elektrischen Heizvorrichtung 4, welcher mit dem Getriebeöl in Kontakt ist, ist auf einen vorgebbaren, konstanten Wert einstell bar, der in etwa der Umschalttemperatur des Thermostatven tils 22 entspricht. Hierdurch wird erreicht, daß, solange die Temperatur des Getriebeöls in der Zulaufleitung 10 kleiner als die Umschalttemperatur ist, von der Heizvor richtung Wärme abgegeben wird. Auf diese Weise wird nach einem Kaltstart sehr schnell eine Betriebstemperatur er reicht, in der die Trolling-Betriebsart zuverlässig funk tioniert. Ist die Umschalttemperatur des Thermostatven tils 22 erreicht, wird aufgrund der konstanten Oberflächen temperatur der Heizvorrichtung 4, die der Umschalttempera tur entspricht, keine weitere Wärme an das Getriebeöl über tragen. Wesentlich dabei ist, daß die elektrische Heizvor richtung an einer Stelle im Kühlkreislauf 6 angeordnet ist, welche nicht von durch den Wärmetauscher 16 gekühltem Ge triebeöl durchströmt wird. Neben der in der Zeichnung dar gestellten Anordnung der Heizvorrichtung wäre also auch eine Anordnung zwischen dem Thermostatventil 22 und der Überbrückungsleitung 24 möglich.The surface temperature of a part of the electric heating device 4 , which is in contact with the transmission oil, is adjustable to a predeterminable, constant value, which corresponds approximately to the switching temperature of the thermostatic valve 22 . This ensures that as long as the temperature of the gear oil in the feed line 10 is less than the changeover temperature, heat is emitted from the Heizvor direction. In this way, an operating temperature is reached very quickly after a cold start, in which the trolling operating mode functions reliably. If the switchover temperature of the Thermostatven valve 22 is reached, due to the constant surface temperature of the heating device 4 , which corresponds to the switchover temperature, no further heat is transferred to the transmission oil. It is essential that the electric Heizvor direction is arranged at one point in the cooling circuit 6 , which is not flowed through by the heat exchanger 16 cooled Ge transmission oil. In addition to the arrangement of the heating device shown in the drawing, an arrangement between the thermostatic valve 22 and the bypass line 24 would also be possible.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfin dung, bei der die elektrische Heizvorrichtung 4 im Bereich des Ölsumpfs in das Getriebegehäuse eingeschraubt ist. Fig. 2 shows a second embodiment of the inven tion, in which the electric heater 4 is screwed into the oil sump in the gear housing.
22
Schiffsgetriebe
Marine gear
33
Trolling-Einrichtung
Trolling device
44
elektrische Heizvorrichtung
electric heater
66
Kühlkreislauf
Cooling circuit
88th
elektrische Anschlüsse
electrical connections
1010
Zulaufleitung
supply line
1212
Rücklaufleitung
Return line
1414
Zwischenleitung
intermediate line
1616
Wärmetauscher
heat exchangers
1818
Zwischenleitung
intermediate line
2020
Pfeil
arrow
2222
Thermostatventil
thermostatic valve
2424
Überbrückungsleitung
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| Twin Disc-Schiffswendegetriebe mit Modulations- kupplung für Leistungsverzweigung und "Schleich- fahrt". In: HANSA-Schiffahrt-Schiffbau-Hafen, 125.Jg., 1988, Nr.12, S.673,675 * |
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