CH648102A5

CH648102A5 - Abzweiggetriebe fuer einen schiffsantrieb.

Info

Publication number: CH648102A5
Application number: CH4050/80A
Authority: CH
Inventors: Robert Hamm
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1980-05-23
Filing date: 1980-05-23
Publication date: 1985-02-28
Also published as: FR2486019B1; JPS5718837A; NL179266C; IT8121611A1; JPS5930937B2; IT8121611A0; DE3046679C2; NL8102223A; US4406633A; IT1137573B; FR2486019A1; GB2076350A; SE446078B; NL179266B; SE8103151L; DE3046679A1; GB2076350B

Description

Die Erfindung betrifft ein Abzweiggetriebe für einen Schiffsantrieb gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche Abzweiggetriebe, die auch als PTO-Getriebe bezeichnet werden (PTO = Power Take Off), haben bei Schiffen die Aufgabe, Hilfsstromgeneratoren für Pumpen, Hebezeuge usw. anzutreiben. Für derartige Antriebszwecke werden Antriebsleistungen in der Grössenordnung von 250 bis 2500 kW benötigt, was ungefähr einem Zehntel der Hauptmotorenleistung entspricht. Da Pumpen, Hebezeuge usw. auch bei Hafenaufenthalten betriebsfähig sein müssen, sind den Hilfsstromgeneratoren zwar eigene Motoren, im allgemeinen schnellaufende Dieselmotoren zugeordnet; auf See ist es jedoch wirtschaftlicher, alle Generatoren vom Schiffsmotor, im allgemeinen einem langsamlaufenden Dieselmotor, aus anzutreiben, der im Gegensatz zu den schnellaufenden Dieselmotoren mit verhältnismässig billigem Bunkerai betrieben wird und ausserdem einen geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauch hat, im allgemeinen auch weniger Lärm entwickelt.

Wegen dieser Vorteile werden nicht nur Schiffsneubauten, sondern auch ältere Schiffe zunehmend mit Abzweiggetrieben ausgerüstet. Der nachträgliche Einbau bekannter Abzweiggetriebe erfordert jedoch kostspielige Änderungen von Teilen des bestehenden Schiffsantriebes.

So sind Abzweiggetriebe der eingangs beschriebenen Gattung bekannt (LuS-Mitteilungen 721/78 sowie Renk Technik Information 15), bei denen das Grossrad des Abzweiggetriebes mehr oder weniger starr an einem Wellenstück der Propellerwelle befestigt ist, das an der Abtriebswelle des Hauptmotors oder -getriebes angeflanscht ist. Das Gehäuse des Abzweiggetriebes ist beiderseits des in ihm angeordneten Grossrades auf dem Wellenstück der Propellerwelle gelagert und ist am Schiffsfundament derart beweglich abgestützt, dass das gesamte Abzweiggetriebe radialen Bewegungen, insbesondere Biegeschwingungen des von ihm umschlossenen Wellenstücks der Propellerwelle folgen kann. Diese Gestaltung setzt voraus, dass das vom Gehäuse des Abzweiggetriebes umschlossene Wellenstück der Propellerwelle speziell für die Befestigung des Grossrades und für die Lagerung des Gehäuses des Abzweiggetriebes ausgebildet ist. Zum nachträglichen Einbau eines Abzweiggetriebes muss deshalb ein Wellenstück der Propellerwelle ausgewechselt oder zumindest mit Befestigungsflächen für das Grossrad sowie mit Lagerflächen für das Gehäuse des Abzweiggetriebes versehen werden, was sich an Bord eines Schiffes nicht durchführen lässt. Im Betrieb der bekannten gattungsgemässen Abzweiggetriebe können Schwierigkeiten daraus entstehen, dass die recht beachtliche träge Masse des Abzweiggetriebes durch Biegeschwingungen des von ihm umschlossenen Wellen-stücks der Propellerwelle in Bewegung versetzt wird,

wodurch erhebliche Massenträgkeitskräfte entstehen, die einerseits die Propellerwelle sowie deren Lagerungen und andererseits die Lager, mit denen das Abzweiggetriebe auf der Propellerwelle gelagert ist, stark belasten.

Es ist auch ein Schiffsgetriebe bekannt (DE-PS 2 501 675), bei dem ein Untersetzungsgetriebe und ein zwischen diesem und einem Schiffsmotor angeordnetes Abzweiggetriebe eine Baueinheit bilden. Das Abzweiggetriebe hat ein Gehäuse, das unmittelbar an das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes angebaut ist. Im Gehäuse des Abzweiggetriebes ist eine hohle Nabe eines Grossrades gelagert, durch die sich eine Torsionswelle hindurcherstreckt, welche den Schiffsmotor mit dem Untersetzungsgetriebe verbindet. Das Grossrad des Abzweiggetriebes ist mit einem an der Torsions welle ausgebildeten Flansch durch eine Doppelzahnkupplung verbunden. Zur Doppelzahnkupplung gehört eine Kupplungsmuffe, welche die Torsionswelle mit radialem Spiel umschliesst, sich ihrerseits mit radialem Spiel durch die hohle Nabe des Grossrades des Abzweiggetriebes hindurcherstreckt und an ihren beiden Enden je eine Aussenverzahnung aufweist. Von diesen beiden Aussenverzahnungen greift die eine in eine Innenverzahnung ein, die an einem mit dem genannten Flansch der Torsions welle verschraubten ersten Kupplungsring ausgebildet ist; die andere Aussenverzahnung der Kupplungsmuffe greift in eine Innenverzahnung eines zweiten Kupplungsrings ein, der mit der Nabe des Grossrades des Abzweiggetriebes an dessen von dem ersten Kupplungsring abgewandter Seite verschraubt ist. Diese bekannte Anordnung eines Abzweiggetriebes zwischen einem Schiffsmotor und dem zugehörigen Untersetzungsgetriebe eignet sich nur für Fälle, in denen Untersetzungsgetriebe und Abzweiggetriebe von vorneherein eine bauliche Einheit bilden; ein nachträglicher Anbau des Abzweiggetriebes an einen vorhandenen Schiffsantrieb ist ohne Ausbau und Veränderung des Untersetzungsgetriebes nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Abzweiggetriebe für einen Schiffsantrieb derart zu gestalten, dass es sich rasch und mit geringen Kosten, insbesondere auch nachträglich in vorhandene Schiffsantriebe, einbauen lässt.

Diese Aufgabe ist bei einem Abzweiggetriebe der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass es die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 aufweist.

Dadurch wird erreicht, dass nur eine Flanschverbindung der Propellerwelle gelöst und ein dahinterliegender Teil der Propellerwelle axial verschoben zu werden braucht, damit die Kupplungsmuffe und das sie umgebende Grossrad des

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Abzweiggetriebes über den Flansch der Propellerwelle geschoben werden können, mit dem das Grossrad durch die Kupplungsmuffe verbunden werden soll. Veränderungen an dem vom Gehäuse des Abzweiggetriebes umschlossenen Wellenstück der Propellerwelle sind nicht erforderlich. Das erfin-dungsgemässe Abzweiggetriebe lässt sich deshalb ohne weiteres auch nachträglich einbauen, wozu im allgemeinen nicht mehr als ein halber Tag benötigt wird. Dementsprechend leicht lässt sich das Abzweiggetriebe im Falle einer Havarie wieder ausbauen, nötigenfalls auch auf See.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsge-mässen Abzweiggetriebes ist die gelenkige Kupplung als Doppelzahnkupplung mit zwei an je einem Ende der Kupplungsmuffe angeordneten Kupplungsverzahnungen ausgebildet, die in je eine Kupplungsverzahnung an der Nabe und an dem Kupplungsring eingreifen; die Länge der Kupplungsmuffe ist höchstens gleichgross wie die Länge der Nabe, und die Kupplungsverzahnung der Nabe ist in deren Symmetrieebene angeordnet. Dadurch wird der zum Einbauen der Kupplungsmuffe und des Grossrades des Abzweiggetriebes erforderliche axiale Einbauraum auf eine Grösse vermindert, die der Länge der Nabe des Grossrades entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schiffsantriebes mit Abzweiggetriebe, und

Fig. 2 einen axialen Teilschnitt des Abzweiggetriebes.

Der in Fig. 1 dargestellte Schiffsantrieb ist auf einem Schiffsfundament 12 aufgebaut und besteht im wesentlichen aus einem Hauptmotor 14, einem Untersetzungsgetriebe 16 mit Abtriebswelle 18, einer mehrteiligen Propellerwelle 20, die sich durch ein Abzweiggetriebe 22 hindurcherstreckt und einem auf der Propellerwelle 20 befestigten Propeller 24.

Die Abtriebswelle 18 endet in einem Flansch 26, der mit einem vorderen Flansch 28 eines ersten Wellenstücks 30 der Propellerwelle 20 verschraubt ist. Das erste Wellenstück 30 endet in einem hinteren Flansch 32, der mit einem Flansch 34 eines zweiten Wellenstücks 36 der Propellerwelle 20 verschraubt ist. Dieses zweite Wellenstück 36 ist in einem am Schiffsfundament 12 befestigten Axialdrucklager 38 sowie in einem weiteren Lager 40 gelagert und trägt ein Verstellgetriebe 42 für den Propeller 24.

Das Abzweiggetriebe 22 hat ein eigenes Gehäuse 44 mit einem am Schiffsfundament 12 befestigten Gehäuseunterteil 46, einem damit verschraubten Gehäuseoberteil 48 sowie stirnseitigen Gehäuseabschlüssen 50 und 52, die beide zweiteilig ausgebildet und mit Gehäuseunterteil 46 und -Oberteil 48 verschraubt sind. Im Gehäuse 44 sind Lager 54 angeordnet, in denen ein Grossrad 56 mit einer verhältnismässig breiten Nabe 58 gelagert ist. Das Grossrad 56 kämmt mit einem Zwischenrad 60 und dieses wiederum mit einem Ritzel 62, das auf einer Abtriebswelle 64 des Abzweiggetriebes 22 befestigt ist. Die Abtriebs welle 64 ist durch eine Schaltkupplung 66 mit der Welle 68 eines Generators 70 verbunden.

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Das Grossrad 56 des Abzweiggetriebes 22 wird vom Wellenstück 30 der Propellerwelle 20 aus über eine bewegliche Kupplung 72 angetrieben, die im dargestellten Beispiel als Doppelzahnkupplung ausgebildet ist. Zu der beweglichen Kupplung 72 gehört eine Kupplungsmuffe 76, die an ihren beiden Enden je eine Aussenverzahnung 78 bzw. 80 aufweist. Die Aussenverzahnung 78 greift in eine Innenverzahnung 82 ein, die an einem zweigeteilten Kupplungsring 84 ausgebildet ist. Der Kupplungsring 84 ist am hinteren Flansch 32 des Wellenstücks 30 befestigt, und zwar mit Schrauben 86, die ohnehin vorhanden sind, um die Flansche 32 und 34, und somit die Wellenstücke 30 und 36 der Propellerwelle 20, miteinander zu verbinden.

Die Aussenverzahnung 80 der Kupplungsmuffe 76 greift in eine Innenverzahnung 88 ein. die in der Mitte der Nabe 58 des ingesamt in bezug auf eine Symmetrieebene 90 symmetrischen Grossrades 56 ausgebildet ist.

Beiderseits der Innenverzahnung 88 ist in die Nabe 58 je eine Hülse 92 eingebaut, welche die Axialbeweglichkeit der Kupplungsmuffe 76 in bezug auf das Grossrad 56 begrenzt. Die Hülsen 92 sind durch je einen mit der Nabe 58 verschraubten Befestigungsring 94 festgehalten. Die Axialbeweglichkeit der Kupplungsmuffe 76 in bezug auf den Kupplungsring 84 ist durch einen mit diesem verschraubten Anschlagring 96 begrenzt.

Der Aussendurchmesser der Kupplungsmuffe 76 ist deutlich kleiner als derjenige der Hülse 92 und des Befestigungsrings 94, welche die Kupplungsmuffe umschliessen. Der Innendurchmesser ist etwas grösser als der Aussendurchmesser des Flansches 32, und somit erheblich grösser als der Aussendurchmesser des Wellenstücks 30. Die Kupplungsmuffe 76 ermöglicht infolgedessen Relativbewegungen zwischen der Propellerwelle 20 und dem Grossrad 56 des Abzweiggetriebes 22. Dadurch wird vermieden, dass Fluchtungsfehler zwischen der Propellerwelle 20 und dem Grossrad 56 des Abzweiggetriebes 22 irgendwelche Kräfte hervorrufen, welche die Propellerwelle oder Teile des Abzweiggetriebes 22, insbesondere die Lager 54 belasten könnten. Solche Fluchtungsfehler können infolge von Mon-tageungenauigkeiten, elastischen oder bleibenden Verformungen des Schiffsfundaments 12 oder auch infolge von Biegeschwingungen der Propellerwelle 20 auftreten.

Da der Innendurchmesser der Kupplungsmuffe 76 grösser ist als der Aussendurchmesser des Flansches 32, lässt sich die Kupplungsmuffe für den Ein- oder Ausbau des Abzweiggetriebes 22 zusammen mit dem Grossrad 56 über den Flansch 32 des Wellenstücks 30 schieben, sobald die Schrauben 86 gelöst und die Wellenstücke 30 und 36 axial auseinandergeschoben worden sind. Die Länge der Kupplungsmuffe 76 ist etwas kleiner als die axiale Länge der Nabe 58; infolgedessen lässt sich die Kupplungsmuffe 76 vollständig in die Nabe 58 hineinschieben, wenn die Befestigungsringe 94 und Hülsen 92 ausgebaut worden sind. Der zum Ein- und Ausbau des Abzweiggetriebes 22 erforderliche axiale Zwischenraum zwischen den Flanschen 32 und 34 ist deshalb nicht wesentlich grösser als die axiale Länge der Nabe 58.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

648 102 PATENTANSPRÜCHE

1. Abzweiggetriebe für einen Schiffsantrieb, bei dem eine Propellerwelle an der Abtriebswelle eines Hauptmotors oder -getriebes angeflanscht ist, wobei das Abzweiggetriebe ein Grossrad aufweist, das zur gleichachsigen Anordnung mit der Propellerwelle bestimmt ist, um von dieser angetrieben zu werden, wobei das Grossrad innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist und das Abzweiggetriebe als selbständige Baueinheit zur Abstützung am Schiffsfundament bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (44) des Abzweiggetriebes (22) unabhängig von der Propellerwelle (20) am Schiffsfundament (12) abstützbar ist, dass das Grossrad (56) des Abzweiggetriebes (22) eine hohle Nabe (58) hat, die im Gehäuse (44) gelagert und mit der Propellerwelle (20) durch eine gelenkige Kupplung (72) verbunden ist, welche eine mit radialem Spiel rings um die Propellerwelle (20) und teilweise innerhalb der Nabe (58) angeordnete Kupplungsmuffe (76) sowie einen an einem Flansch (32) der Propellerwelle (20) befestigten Kupplungsring (84) aufweist, dass der kleinste Innendurchmesser der Kupplungsmuffe (76) grösser als der Aussendurchmesser des Flansches (32) ist und dass der Kupplungsring (84) in einer axialen Ebene geteilt ist.

2. Abzweiggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Kupplung (72) als Doppelzahnkupplung mit zwei an je einem Ende der Kupplungsmuffe (76) angeordneten Kupplungsverzahnungen (78,80) ausgebildet ist, die in je eine Kupplungsverzahnung (88 bzw. 82) an der Nabe (58) und an dem Kupplungsring (84) eingreifen, dass die Länge der Kupplungsmuffe (76) höchstens gleich-gross ist wie die Länge der Nabe (58), und dass die Kupplungsverzahnung (88) der Nabe (58) in deren Symmetrieebene (90) angeordnet ist.