[0001] Die Erfindung betrifft eine Schiffsantriebsanlage gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
[0002] Bei Schiffsantriebsanlagen ist es allgemein bekannt, die Antriebsleistung eines Motors über eine Getriebeanlage und eine Propellerwelle auf eine Schiffsschraube, einen sogenannten Propeller, zu übertragen, der die Antriebsleistung im Wasser in eine lineare Vortriebskraft umsetzt. Die daraus resultierende Axialkraft wird üblicherweise an der Propellerwelle durch ein starr mit dem Schiffsrumpf verbundenes - auch als Drucklager bezeichnetes - Axiallager aufgenommen. In radialer Richtung wird die Propellerwelle durch starr mit dem Schiffsrumpf verbundene Radiallager drehbar geführt.
[0003] Zur Verringerung der Übertragung von Geräuschen der Antriebsanlage kann das Getriebe elastisch aufgestellt werden - d.h. in vorbestimmten Grenzen beweglich an das Schiffsfundament bzw. den Schiffsrumpf angebunden werden. Die Übertragung des Körperschalls zwischen einer Getriebeabtriebswelle und der Propellerwelle kann durch die Zwischenschaltung einer elastischen Kupplung unterbrochen werden.
[0004] Bei sogenannten Verstellpropellern, d.h. Schiffsantriebsschrauben mit verstellbaren Anstellwinkeln ihrer Flügel, ist zum Verstellen der Propellerflügel eine entsprechende Ansteuereinheit - eine sogenannte OD-Box - erforderlich. Eine solche Ansteuereinheit wird üblicherweise an die Abtriebswelle des Getriebes angeflanscht und der Verstellmechanismus, d.h. die Gestänge, welche auf die Propellerflügel wirken, werden durch die Getriebeabtriebswelle, ggf. durch eine elastische Kupplung und das Drucklager hindurch zum Propeller geführt.
[0005] Bei elastisch aufgestellten Getrieben ist diese Anordnung jedoch nicht möglich, weil sich die Ansteuereinheit mit den Verlagerungen des Getriebes mitbewegt, aber die Gestänge des Verstellmechanismus diese Verlagerungen nicht ausgleichen können.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schiffsantriebsanlage mit elastisch aufgestelltem Getriebe zu schaffen, die mit einer Ansteuereinheit für Verstellpropeller und einer elastischen Kupplung kombiniert werden kann.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0008] Durch das erfindungsgemässe Durchführen der Propellerwelle durch das Getriebe kann die Ansteuereinrichtung eines Verstellpropellers besonders vorteilhaft am freien Ende der Propellerwelle in Richtung zum Vorschiff gesehen vor dem Getriebe angeordnet werden.
[0009] Durch die elastische Aufstellung des Getriebes wird die Übertragung des Körperschalls in das Schiffsfundament bzw. in den Schiffsrumpf vorteilhaft unterbunden.
[0010] Durch die Anordnung einer elastischen Kupplung zwischen einer Getriebeabtriebswelle und der Propellerwelle gemäss einer vorteilhaften Fortbildung der Erfindung wird der Körperschall ausgehend vom Getriebe auch nicht auf die Propellerwelle übertragen. Dadurch wird verhindert, dass sich die durch den Körperschall angeregten Schwingungen über die starr aufgestellten Lager in den Schiffsrumpf übertragen können.
[0011] Durch die elastische Kupplung zwischen Getriebeabtriebswelle und Propellerwelle können in vorteilhafter Weise Verlagerungen des Getriebes ausgeglichen werden, so dass das Drucklager sehr nah am Getriebe angeordnet werden kann. Dadurch kann besonders vorteilhaft Bauraum gespart werden, weil auf eine mehrere Meter lange Zwischenwelle ein Ausgleichselement für die Verlagerungen verzichtet werden kann.
[0012] Aufgrund der Durchführung der Propellerwelle durch das Getriebe hindurch werden in vorteilhafter Weise verschiedene Anordnungsvarianten der Antriebselemente möglich.
[0013] Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.
[0014] Anhand der schematischen Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
<tb>Fig. 1<sep>zeigt eine erfindungsgemässe Antriebsanlage, in
<tb>Fig. 2<sep>ist eine weitere erfindungsgemässe Ausführung dargestellt, die
<tb>Fig. 3<sep>zeigt eine dritte Ausführung der Erfindung und in
<tb>Fig. 4<sep>ist ein viertes Ausführungsbeispiel gezeigt.
[0015] In Fig. 1 ist im linken Bereich ein Teil einer Propellerwelle 1 dargestellt, an welches ein weiteres Wellenstück mit einer Schiffsschraube - nachfolgend auch als Propeller bezeichnet - angeschlossen werden kann. Dieses Wellenstück verläuft zum Heck des Schiffes hin und der Durchgang der Welle durch die Schiffswand sowie der Propeller ist wie allgemein bekannt ausgeführt. Als Propeller ist vorzugsweise ein Verstellpropeller vorgesehen, dessen Flügel bezüglich ihrer Anstellwinkel in allgemein bekannter Weise verstellt werden können.
[0016] An der Propellerwelle 1 ist ein Axiallager 2 (nachfolgend auch als Drucklager bezeichnet) vorgesehen, welches starr mit dem Schiffsrumpf bzw. Schiffsfundament verbunden ist und die Axialkräfte des Propellers abstützt. In das Axiallager 2 ist vorzugsweise ein Radiallager integriert. Es ist auch möglich, ein separates Radiallager vorzusehen.
[0017] Die Propellerwelle 1 ist an ihrer dem Propeller abgewendeten Seite - also in Richtung zum Vorschiff - mit einer elastischen Kupplung 4 verbunden. Die elastische Kupplung ist hohl und an einem zweiten Anschlussende mit einer als Hohlwelle ausgeführten Abtriebswelle 5 eines Getriebes verbunden. Die Getriebeabtriebswelle 5 ist drehbar in einem Getriebegehäuse 7 gelagert und wird über einen Motor und weitere - nicht dargestellte Getriebezüge - angetrieben. Das Getriebe ist über sein Getriebegehäuse 7 elastisch an das Schiffsfundament bzw. den Schiffsrumpf angebunden. Durch die in allgemein bekannter Art ausgeführte elastische Anbindung an das Schiffsfundament kann sich das Getriebe in begrenzten Bereichen verlagern, so dass einerseits Schwingungen gedämpft werden und andererseits noch vorhandene Schwingungen nicht an das Schiffsfundament übertragen werden.
[0018] Die Propellerwelle 1 wird durch die hohl ausgeführte elastische Kupplung 4 und die hohle Getriebeabtriebswelle 5 hindurch nach vorne zum Vorschiff fortgeführt, wo sie vor dem Getriebe aus dem Getriebegehäuse 7 herausragt und in einem Radiallager 3 geführt wird. Das Radiallager 3 ist starr mit dem Schiffsfundament bzw. Schiffsrumpf verbunden. An dem aus dem Radiallager 3 in Richtung zum Vorschiff herausragenden Ende der Propellerwelle 1 ist eine Ansteuereinheit 6 - eine sogenannte OD-Box - für den Verstellpropeller angeordnet.
[0019] Die Ansteuereinheit 6 funktioniert in allgemein bekannter Weise und die Verstellgestänge werden durch die hohle Propellerwelle 1 zum Propeller geführt.
[0020] Durch die starre Aufstellung der Ansteuereinheit 6 sowie die Lagerung der Propellerwelle 1 in starr aufgestellten Lagern 2, 3 kann der Verstellpropeller vom Antrieb unbeeinflusst angesteuert werden. Innerhalb der sich mit dem Getriebegehäuse 7 verlagerbaren Getriebeabtriebswelle 5 sowie der elastischen Kupplung 4 muss für die darin geführte Propellerwelle 1 genügend Spielraum vorgesehen werden, so dass auch bei einer maximal möglichen Verlagerung des Getriebes 7 eine Kollision ausgeschlossen ist.
[0021] Aufgrund der erfindungsgemässen Fortführung der Propellerwelle 1 durch das Getriebe 7 hindurch ist in Richtung Vorschiff ein freies Wellenende vorhanden, an welches die Ansteuereinheit 6 für einen Verstellpropeller angeflanscht werden kann. Durch die gleichzeitige elastische Anbindung des Getriebes 7 an die Propellerwelle 1 sowie an das Schiffsfundament kann in vorteilhafter Weise die Körperschallübertragung der Antriebsgeräusche unterbunden werden.
[0022] Aus Fig. 2 geht eine weitere erfindungsgemässe Anordnung der bereits oben beschriebenen Antriebselemente hervor. Von Achtern - links in der Zeichnung - ist zunächst das Drucklager 2 mit einem vorzugsweise integrierten Radiallager angeordnet, dem sich in Richtung Vorschiff direkt das elastisch aufgestellte Getriebe 7 anschliesst. Die Propellerwelle 1 ist durch die als Hohlwelle ausgeführte Abtriebswelle 5 des Getriebes hindurchgeführt und Vorschiffsseitig - also vor dem Getriebe - über die elastische Kupplung 4 mit der Getriebeabtriebswelle 5 verbunden.
[0023] Die Propellerwelle 1 wird durch die elastische Kupplung 4 hindurch weiter nach vorne geführt und in dem starr mit dem Schiffsfundament verbundenen Radiallager 3 gelagert. Am überragenden Ende in Richtung des Vorschiffs ist wie im oben erläuterten Ausführungsbeispiel die Ansteuereinheit 6 angeordnet.
[0024] In der erfindungsgemässen Ausführung nach Fig. 3 ist die Propellerwelle 1 vom Propeller her kommend zunächst in einem starr aufgestellten Radiallager 3 gelagert, dem sich das elastisch aufgestellte Getriebe 7 anschliesst. Die Propellerwelle 1 wird durch die hohle Getriebeabtriebswelle 5 hindurch geführt und über eine elastische Kupplung 4 vorschiffsseitig mit der Abtriebswelle 5 verbunden. Die Propellerwelle 1 wird durch die Kupplung 4 hindurch weiter nach vorn geführt, wo ein starr aufgestelltes Drucklager 2 den Axialschub aufnimmt. Im Drucklager 2 ist vorzugsweise ein Radiallager integriert und am überragenden Ende in Richtung Vorschiff ist wie in den oben erläuterten Beispielen die Ansteuereinheit 6 für den Verstellpropeller angeordnet.
[0025] Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4sind gegenüber der Ausführung nach Fig. 3 nur die Positionen der elastischen Kupplung 4 und des Getriebes 7 vertauscht, so dass das Getriebe 7 in Vorschiffrichtung vor der elastischen Kupplung 4 angeordnet ist.
[0026] Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, dass die elastische Kupplung die Verlagerung des Getriebes gegenüber der in starr aufgestellten Lagern gelagerten Propellerwelle ausgleicht, so dass die Wellenlager, insbesondere das Drucklager nahe am Getriebe angeordnet werden können. Bei Anordnungen gemäss dem Stand der Technik müssen zwischen Drucklager, und Getriebe zum Ausgleich der Getriebeverlagerungen längere Zwischenwellen vorgesehen werden, welche die Verlagerungen durch Verbiegung ausgleichen. Solche Anordnungen benötigen einige Meter mehr Baulänge.
Bezugszeichenliste
[0027]
<tb>1<sep>Propellerwelle
<tb>2<sep>Axiallager (Drucklager)
<tb>3<sep>Radiallager
<tb>4<sep>Kupplung
<tb>5<sep>Getriebeabtriebswelle
<tb>6<sep>Ansteuereinrichtung
<tb>7<sep>Getriebegehäuse
The invention relates to a ship propulsion system according to the features of claim 1.
In marine propulsion systems, it is well known to transmit the drive power of an engine via a gear system and a propeller shaft on a propeller, a so-called propeller, which converts the drive power in the water in a linear propulsive force. The resulting axial force is usually taken on the propeller shaft by a rigidly connected to the hull - also referred to as a thrust bearing - thrust bearing. In the radial direction, the propeller shaft is rotatably guided by rigidly connected to the hull radial bearings.
To reduce the transmission noise of the drive system, the transmission can be set up elastically - i. E. be flexibly connected to the ship's foundation or the ship's hull within predetermined limits. The transmission of structure-borne noise between a transmission output shaft and the propeller shaft can be interrupted by the interposition of an elastic coupling.
In so-called controllable pitch propellers, i. Ship drive screws with adjustable angles of attack of their wings, a corresponding control unit - a so-called OD box - is required to adjust the propeller blades. Such a drive unit is usually flanged to the output shaft of the transmission and the adjustment mechanism, i. the linkage, which act on the propeller blades are guided through the transmission output shaft, possibly through a flexible coupling and the thrust bearing through to the propeller.
In elastically mounted gears, however, this arrangement is not possible because the drive unit moves with the displacements of the transmission, but the linkage of the adjustment mechanism can not compensate for these displacements.
The object of the invention is to provide a marine propulsion system with elastically placed gear, which can be combined with a drive unit for variable pitch propeller and an elastic coupling.
This object is solved by the features of patent claim 1.
By the inventive performing the propeller shaft through the gearbox, the drive means of a variable pitch propeller can be particularly advantageously arranged at the free end of the propeller shaft in the direction of the forecastle in front of the transmission.
Due to the elastic placement of the transmission transmission of structure-borne noise is advantageously prevented in the ship's foundation or in the hull.
Due to the arrangement of an elastic coupling between a transmission output shaft and the propeller shaft according to an advantageous development of the invention, the structure-borne noise is transmitted from the transmission also not on the propeller shaft. This prevents that the vibrations excited by the structure-borne noise can be transmitted via the rigidly mounted bearings into the hull.
Due to the elastic coupling between the transmission output shaft and propeller shaft displacements of the transmission can be compensated in an advantageous manner, so that the thrust bearing can be arranged very close to the transmission. As a result, space can be saved particularly advantageous because a compensation element for the displacements can be dispensed with on an intermediate shaft several meters long.
Due to the implementation of the propeller shaft through the transmission through different arrangement variants of the drive elements are possible in an advantageous manner.
Further advantages will be apparent from the dependent claims in conjunction with the description.
Reference to the schematic drawing, the invention will be explained in more detail below.
<Tb> FIG. 1 <sep> shows an inventive drive system, in
<Tb> FIG. 2 <sep>, another embodiment of the invention is shown, the
<Tb> FIG. FIG. 3 shows a third embodiment of the invention and FIG
<Tb> FIG. 4, a fourth embodiment is shown.
In Fig. 1, a portion of a propeller shaft 1 is shown in the left area, to which another shaft piece with a propeller - hereinafter also referred to as a propeller - can be connected. This wave piece runs to the stern of the ship and the passage of the shaft through the ship's wall and the propeller is carried out as is well known. As a propeller, a variable pitch propeller is preferably provided whose wings can be adjusted in terms of their angle in a generally known manner.
At the propeller shaft 1, a thrust bearing 2 (hereinafter referred to as thrust bearing) is provided, which is rigidly connected to the hull or ship foundation and supports the axial forces of the propeller. In the thrust bearing 2, a radial bearing is preferably integrated. It is also possible to provide a separate radial bearing.
The propeller shaft 1 is at its side facing away from the propeller - ie in the direction of the foredeck - connected to an elastic coupling 4. The elastic coupling is hollow and connected at a second connection end with a driven shaft 5 designed as a hollow shaft of a transmission. The transmission output shaft 5 is rotatably mounted in a transmission housing 7 and is driven by a motor and further - not shown gear trains. The transmission is connected via its transmission housing 7 elastically connected to the ship's foundation or the ship's hull. By executed in a well-known manner elastic connection to the ship's foundation, the transmission can shift in limited areas, so that on the one hand vibrations are damped and on the other hand still existing vibrations are not transmitted to the ship's foundation.
The propeller shaft 1 is continued through the hollow elastic coupling 4 and the hollow transmission output shaft 5 forward through the foredeck, where it protrudes from the transmission housing 7 in front of the transmission and is guided in a radial bearing 3. The radial bearing 3 is rigidly connected to the ship's foundation or ship's hull. At the end of the propeller shaft 1 projecting from the radial bearing 3 in the direction of the fore ship, a drive unit 6 - a so-called OD box - is arranged for the variable pitch propeller.
The drive unit 6 works in a well-known manner and the Verstellgestänge be guided by the hollow propeller shaft 1 to the propeller.
Due to the rigid installation of the drive unit 6 and the storage of the propeller shaft 1 in rigidly mounted bearings 2, 3, the variable pitch propeller can be controlled by the drive unaffected. Within the displaceable with the transmission housing 7 transmission output shaft 5 and the elastic coupling 4 must be provided for the guided therein propeller shaft 1 sufficient margin, so that even with a maximum possible displacement of the transmission 7, a collision is excluded.
Due to the inventive continuation of the propeller shaft 1 through the gear 7 through a free shaft end is present in the direction of the foredeck, to which the drive unit 6 can be flanged for a variable pitch propeller. Due to the simultaneous elastic connection of the transmission 7 to the propeller shaft 1 and to the ship foundation, the structure-borne sound transmission of the drive noise can be prevented in an advantageous manner.
From Fig. 2 shows a further inventive arrangement of the drive elements already described above. From the aft - left in the drawing - the thrust bearing 2 is first arranged with a preferably integrated radial bearing, which adjoins directly in the direction of the foredeck the elastically mounted gear 7. The propeller shaft 1 is passed through the output shaft 5 of the transmission designed as a hollow shaft and connected to the transmission output shaft 5 via the flexible coupling 4 on the forward side - ie in front of the transmission.
The propeller shaft 1 is passed through the elastic coupling 4 further forward and stored in the rigidly connected to the ship foundation radial bearing 3. At the projecting end in the direction of the foredeck, as in the embodiment explained above, the drive unit 6 is arranged.
In the inventive embodiment of FIG. 3, the propeller shaft 1 coming from the propeller is initially stored in a rigidly mounted radial bearing 3, which is followed by the elastically mounted gear 7. The propeller shaft 1 is guided through the hollow transmission output shaft 5 and connected via a flexible coupling 4 on the ship's front side with the output shaft 5. The propeller shaft 1 is passed through the clutch 4 further forward, where a rigidly mounted thrust bearing 2 receives the axial thrust. In the thrust bearing 2, a radial bearing is preferably integrated and at the projecting end in the direction of the foredeck, as in the above-explained examples, the drive unit 6 for the variable pitch propeller is arranged.
In the embodiment according to FIG. 4, compared with the embodiment according to FIG. 3, only the positions of the elastic coupling 4 and of the transmission 7 are interchanged so that the gear 7 is arranged in the forward direction before the elastic coupling 4.
Another essential aspect of the invention is the fact that the elastic coupling compensates for the displacement of the transmission relative to the mounted in rigidly mounted bearings propeller shaft, so that the shaft bearings, in particular the thrust bearing can be arranged close to the transmission. In arrangements according to the prior art longer intermediate shafts must be provided between thrust bearing, and gearbox to compensate for the transmission displacements, which compensate for the displacements by bending. Such arrangements require a few meters more length.
LIST OF REFERENCE NUMBERS
[0027]
<Tb> 1 <sep> propeller shaft
<tb> 2 <sep> Thrust Bearing (Thrust Bearing)
<Tb> 3 <sep> Radial
<Tb> 4 <sep> Clutch
<Tb> 5 <sep> transmission output shaft
<Tb> 6 <sep> driver
<Tb> 7 <sep> gear case