CN102325692B - 带有副驱动装置的船舶驱动设备 - Google Patents

Abstract

可枢转的船舶驱动设备，该船舶驱动设备包括传动件单元(1)，其中，在传动件单元(1)中，在连接部位(A)上，驱动装置(10)的可由驱动机驱动的输入轴(11)以能绕第一转动轴线(5)转动的方式布置，并且与输入轴(11)联接的输出轴(3)以能绕第二转动轴线(6)转动的方式布置，其中，转动轴线(5、6)彼此既不平行又不同中心地安置。在此情况下，在传动件单元(1)上设置有至少一个另外的连接部位(B、C)，在所述至少一个另外的连接部位(B、C)上，布置有可由另外的驱动机驱动的另外的驱动装置(20)，用以驱动输出轴(3)。

Description

带有副驱动装置的船舶驱动设备

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的、用于控制和驱动船舶的船舶驱动设备。

背景技术

所谓的吊舱式驱动设备(Pod-Antriebe)是公知的，该吊舱式驱动设备也被称可枢转的船舶驱动设备或舵桨装置。这种用于同时控制和驱动船舶的船舶驱动设备具有处在船体内部的传动件单元和在船体下方处在水中的控制单元。在该控制单元上可转动地布置有至少一个螺旋桨，并且该螺旋桨由螺旋桨轴驱动，所述螺旋桨轴可转动地支承在控制壳体内部。该控制单元为了控制船舶而可绕其竖轴线枢转，该竖轴线基本上平行于船舶的竖轴线。该传动件单元通过驱动轴与驱动马达相联接。该驱动马达与传动件单元一样布置在船体内部。在传动件单元中布置有曲拐传动机构(Winkeltriebe)，从而将驱动功率向下传导给螺旋桨轴。在该曲拐传动机构中或在可选的速比等级下，实现转速或转矩的变换以及轴转动的逆反。现有技术中的传动件单元只具有轴连接部，该轴连接部与驱动轴或马达相连接。如果选择性地，另一驱动机应当对螺旋桨加以驱动，这就像例如在其中附加设置有作为另选驱动机的电动机的混合驱动设备的情况下那样，则为此该传动件单元需要所谓的副驱动装置(Nebenantrieb)。在混合驱动设备中电动机的优点在于其在如下运行范围中的使用可行性，其中，噪音发出和/或废气排放得到限制，或在低速度范围内，例如在缓慢的行驶或在灵活操作时用于加载或撤除(An-oder Ablegen)。

在下面，副驱动装置被理解成如下的技术机构，该技术机构与附加的驱动机连接，并且实现了将输入功率继续传导给从动件或输出轴。在确定的应用情况下，两种不同的驱动机规格的布置方案同样是有意义的，其中，功率较强的驱动机在具有高功率需求的例如高速度或高牵引负荷的第一驱动区域中运行，而功率较弱的驱动机则在带有较小负荷的第二运行范围中运行。通过可选择地运行多个机器，可以使各个机器都在其最佳的效率范围内运行。

DE 69933288T2示出一种可枢转的船舶驱动设备，但在该可枢转的船舶驱动设备处，不能通过可另选的驱动机来进行驱动。为了完成副驱动装置，必须构造新型传动件单元，或将已有的传动件单元进行改造和重构。由此，仅利用非常高的花费才能将上述类型的现有的船舶驱动设备混合化。

EP 1259423B1示出一种双马达-船舶驱动设备。在此，该船舶驱动设备具有用于各一个驱动机的两个输入轴。这两个输入轴借助多个离合器选择性地与螺旋桨轴相连接，或者可以共同驱动螺栓浆轴。即便利用仅一个驱动马达来使船舶驱动设备运行，在传动件中也存在两个输入轴，也就是说，该传动件比所需的更复杂地构造，这例如在成本或装配花费和重量的提高方面很明显。如果在相反的情况下，传动件设计用于由仅一个驱动马达进行驱动，则在装配传动件时，可以取消未被利用的第二输入轴。当如果船舶驱动设备应当为了双马达运行而在事后进行改装的话，则为此需要很大的改装花费。此外，所介绍的传动件不适用于可枢转的船舶驱动设备，这是因为引导功率的轴进行对于舵桨装置所需的成角形偏转的问题得不到解决。

发明内容

本发所基于的任务是，完成一种实施成舵桨装置的船舶驱动设备，该船舶驱动设备的传动件单元能被以简单的方式改造，以便能够由至少一个另外的驱动机来驱动。

该任务通过权利要求1的特征得以解决。

构造为舵桨装置的、可枢转的船舶驱动设备包括在船体内部的传动件单元和在船体外部的控制单元。在该传动件单元中，在连接部位上，驱动装置的可由驱动机驱动的输入轴以可绕第一转动轴线转动的方式来布置。与该输入轴相联接的输出轴以可绕第二转动轴线转动的方式来布置。这些转动轴线彼此既不平行又不同中心地安置。在此，在传动件单元上至少设置有至少一个另外的连接部位，在该至少一个另外的连接部位上布置有可由另外的驱动机来驱动的另外的驱动装置，用以驱动输出轴。借助输出轴的可选的附加的驱动可行性，可行的是，设置附加的驱动机，这就像例如用于实现混合驱动设备所需要的那样，为此需要附加的电动机。同样开辟了附加的驱动可行性，即，主驱动机对应高负荷范围，较小的驱动机对应低负荷范围，其中，这两个驱动机在各自的运行范围中均能以其最佳的效率范围内运行。

本发明的具有优点的构造方案由从属权利要求给出。

在按照本发明的主题的改进方案中，驱动装置各自包括：带有用于与驱动机相适配的机构的输入轴，和用于可转动地支承该输入轴的轴承机构。

另外，可以设置为，第二驱动装置的输入轴与输出轴同轴地布置，并且抗相对转动(drehfest)地与该输出轴连接，由此，该输出轴借助第二驱动装置的轴承机构来支承。因为同样在现有技术的可枢转的船舶驱动设备中，也就是在不存在通过可选择的驱动机进行驱动的可能性时，也必须对该输出轴加以支承，所以用于与驱动机相适配的机构的附加花费是非常少的，这是因为副驱动装置和输出轴只需要一个共同的轴承。由此，通过附加的驱动机进行驱动的选择方案的实现意味着仅极少的构造花费。

此外，可行的是，第一驱动装置的输入轴借助包括至少两个圆锥轮的曲拐传动机构与输出轴相联接。

同样可行的是，另外的驱动装置的输入轴借助曲拐传动机构与输出轴相联接。

在对此可选择的实施方案中，那个另外的驱动装置的输入轴与第一驱动装置的驱动轴一样能绕第一转动轴线转动。

传动件单元优选包括传动件壳体，在该传动件壳体中构造有多个用于分别容纳驱动装置的内轮廓。

在本发明的特别具有优点的构造方案中，驱动装置的圆锥轮的外直径小于传动件壳体的配属于该驱动装置的内轮廓的内直径。该条件产生了如下可行性方案，即，可以从传动件单元的外部将驱动装置装配到传动件壳体中。这例如具有以下优点，即，可以在传动件单元外部将驱动装置迅速装配成套并且可以随后以简单的方式将驱动装置装到传动件壳体中。此外，不需要为了在保养或修理情况下更换驱动装置而将传动件单元从船体中拆出。

优选的是，将用于支承各驱动装置输出轴的轴承布置在轴承衬套中，其中，该轴承衬套可以布置在传动件壳体的相应内轮廓中。由此，可以在传动件单元外部对驱动装置进行预先装配。

最后，被认为具有优点的是：在多个附加的驱动装置中，将轴承机构、输入轴和用于与另外的驱动机进行适配的机构与在第二驱动装置中一样相同地构造。这具有以下优点，即，通过使用相同部件使得维修和装配得以简化并且更为经济。

附图说明

在附图中示出本发明的实施例，并且下面详细加以介绍。

其中：

图1示出船舶驱动设备的传动件单元的剖面图，以及

图2示出船舶驱动设备的透视图。

具体实施方式

在图1中示出传动件单元1的剖面图。该剖切是以如下的平面进行的，所述平面由输入轴11的转动轴线5和输出轴3的转动轴线6撑开，其中，转动轴线5处在船体的纵方向上并且与转动轴线6交成直角，并且其中，该转动轴线6垂直地交在转动轴线5上。传动件单元1布置在船体内部。在传动件单元1的传动件壳体4中，在三个连接部位A、B和C上分别构成有圆柱形的内轮廓7、8和9，其中，内轮廓7和9的位置与转动轴线5同轴并且内轮廓8的位置与转动轴线6同轴。

在内轮廓7中，在连接部位A上布置有与转动轴线5同轴的驱动装置10。在连接部位A中，将主驱动马达的驱动功率引入到传动件单元1中，因此，驱动装置10也被称作主驱动装置。驱动装置10包括带有两个圆锥滚子轴承41和42的轴承衬套14、法兰12、输入轴11、盖件15以及圆锥轮13。

轴承衬套14具有圆柱形的外轮廓18，该外轮廓18与内轮廓7构成配合尺寸。由此，轴承衬套14在传动件壳体4中与转动轴线5同轴地布置。在轴承衬套14的内轮廓上布置有两个圆锥滚子轴承41和42。在圆锥滚子轴承41和42中，输入轴11以绕转动轴线5能转动的方式得到支承。在输入轴11的第一端部上，在传动件壳体4外部布置有法兰12，并且法兰12抗相对转动地与输入轴11连接。通过法兰12，输入轴11为了该输入轴11的驱动而与主驱动马达的未示出的驱动轴抗相对转动地连接。

在传动件壳体4内部，在输入轴11的第二端部上构成有圆锥轮13，并且该圆锥轮13与输入轴11一起形成一个构件。对此可选择地，也可以将圆锥轮13构成为单独的构件，并且圆锥轮13抗相对转动地与输入轴11连接。在轴承衬套14与法兰12之间布置有盖件15，盖件15借助多个螺栓46与转动轴线5同中心地固定在轴承衬套14上。在盖件15与输入轴11之间，径向轴密封环49固定地布置在盖件15上，由此，密封传动件单元1的内部得以密封，以对抗外部的影响，例如：污物、水等。

在连接部位B上，在传动件壳体4的内轮廓8中布置有驱动装置20。该驱动装置20包括空心轴21、轴带动件22、带有两个圆锥滚子轴承43和44的轴承衬套24、带有盖件29的适配法兰26以及圆锥轮23。

轴承衬套24与轴承衬套14类似地借助多个螺栓48抗相对转动地与传动件壳体4连接并且具有外轮廓28，该外轮廓28与内轮廓8形成配合，并且于是在传动件壳体4中关于转动轴线6定中心。适配法兰26同样与转动轴线6同轴地布置在轴承衬套24上，并且借助多个螺栓47抗相对转动地与该轴承衬套24连接。空心轴21在圆锥滚子轴承43和44中以能绕转动轴线6转动的方式得到支承。在空心轴21的第一端部上，在空心轴21的内轮廓27处，轴带动件22抗相对转动地与空心轴21连接。该轴带动件22在其外轮廓上具有啮合部22a。在空心轴21的第二端部上，输出轴3在内轮廓27上抗相对转动地与空心轴21相连接。同样在空心轴21的第二端部上构成有圆锥轮23，从而空心轴21和圆锥轮23形成一个构件。对此可选择地，也可以将圆锥轮23构成为特定的构件并且抗相对转动地与空心轴21连接。

借助轴带动件22，输出轴3可以直接由除了对输入轴11加以驱动的驱动机之外的另一驱动机来驱动，从而驱动装置20形成副驱动装置。

未示出的另外那个传动系的固定的部分与适配法兰26固定连接。附加的传动系的同样未示出的、转动的、起驱动作用的部分借助与啮合部22a的型锁合而抗相对转动地与轴带动件22连接。输出轴3垂直向下引导到图2中所示的控制单元中，并且在那里通过另一曲拐传动机构对螺旋桨轴加以驱动。为了使主驱动机与第二驱动机脱开关联，例如在传动件单元1的外部在各传动系中设置有离合器。

如果在传动件单元1上未通过附加的驱动机设置驱动的话，则将适配法兰26由盖件29封闭。然后便不再需要轴带动件22。如果在一构造方案中，轴带动件22抗相对转动地、但在轴向上可推移地布置在空心轴21中的话，则能以简单的方式移除该轴带动件22。

在驱动装置20中，所示的实施方案中将两个功能统一起来，由此，用于适配附加传动系的花费是最小的。一方面，在依照现有技术的传动件单元中需要用于输出轴3的支承件。根据本发明，输出轴3借助同一空心轴21支承在驱动装置20中，轴带动件22同样抗相对转动地与空心轴21相连接。由此，可以如下方式构成驱动装置20，即，以简单的方式实现附加的驱动机的适配。为了将驱动装置20构成为副驱动装置，只附加需要适配法兰26和轴带动件22。

在图1中未在连接部位C上提供附加的驱动，因为驱动装置30既不包括轴承也不包括空心轴。在所示的驱动装置30中，具有外轮廓38的轴承衬套34被压入到传动件壳体4的内轮廓9中，并且借助多个螺栓51抗相对转动地与传动件壳体4连接。轴承衬套34同轴承衬套14一样与转动轴线5同轴地布置。适配法兰6借助多个螺栓52与固定的轴承衬套24抗相对转动地连接。利用盖件39封闭该适配法兰36。

基于轴承衬套34和24的具有优点的相同的构型，在轴承衬套34中，能够以相同的方式布置圆锥滚子轴承、带有圆锥轮和轴带动件的空心轴。由此，也可以在连接部位C上绕转动轴线5，与输入轴11相对地实现副驱动装置。通过在两个驱动装置20和30中使用相同部件的可行性方案，可以减少装配花费和制造花费，其中，由于输出轴3支承在驱动装置20中，所以驱动装置20本来就可以当在连接部位B上不进行附加地驱动时除了轴带动件22外都布置在传动件壳体4中。

通过这两种可能的用于附加驱动的连接部位B和C，附加的驱动机的装入并不仅限于一个装入点，从而造船商可以在考虑到不同船舶的不同的空间比例的情况下灵活地设计附加的驱动机的布置方案。

如果驱动装置30像驱动装置20那样地实施，即：在连接部位C上不应对传动件单元1进行附加的驱动的话，那么圆锥轮进而还有空心轴和圆锥滚子轴承都空闲着与输出轴3一起运行，这例如导致了效率损失和磨损。此外，若将完全不需要的部件装配在传动件单元1中，这例如出于成本、装配花费和重量的原因是不希望的。

为了实现将驱动装置10、20和30简单地装配到传动件壳体4中，能以如下方式具有优点的方式选定内轮廓7、8和9的内直径，即，所述内直径分别大于各圆锥轮13或23的最大外直径。由此，整个驱动装置10、20可以在传动件单元1的外部完全预先装配在轴承衬套14、24中。

接下来，轴承衬套14、24可以连同装配于其中的部件一起被移入到传动件壳体4中。各圆锥轮以简单的方式发生嵌接。接下来，相关的轴承衬套借助螺栓固定在传动件壳体上。按照这种方式可以在每个驱动装置中进行装入或更换，而不将传动件单元1从船体中拆出。理论上讲，轴承在不同的连接部位上直接布置在传动件壳体4中而取消相应轴承壳罩是可行的，但这还是使得驱动装置装配到传动件单元中的过程变得困难。

由此，在传动件单元1上，在三个连接部位A、B和C上，不同的驱动是可行的，其中，相应的离合器在不同的传动系中设置在传动件单元1的外部。如果应当避免静止的驱动机被连带倒拖，必须将该驱动机与传动件单元1脱开关联。如果应当将这些驱动机在其驱动功率方面进行累加的话，必须将这些驱动机与传动件单元1相联接。

在连接部位B和C上，借助各驱动装置同样可以进行从动输出，也就是对处在传动件单元1之外的机构进行驱动。

图2示出所述类型的船舶驱动设备的透视图，在该透视图中，可以看到传动件单元1和各副驱动装置的相应的布置方案。另外，示出了置于船体外部的、处在伸出部中的控制单元2。在外部视图中可以看到驱动装置20、轴承衬套24和适配法兰26以及盖件29和相应的螺栓。同样地，在驱动装置30中示出轴承衬套34和适配法兰36以及盖件和相应的螺栓。驱动装置10被以输入轴11遮盖。

附图标记列表

1    传动件单元

2    控制单元

3    输出轴

4    传动件壳体

5    转动轴线

6    转动轴线

7    内轮廓

8    内轮廓

9    内轮廓

10   驱动装置

11   输入轴

12   法兰

13   圆锥轮

14   轴承衬套

15    盖件

18    外轮廓

20    驱动装置

21    空心轴

22    轴带动件

22a   啮合部

23    圆锥轮

24    轴承衬套

25    盖件

26    适配法兰

28    外轮廓

30    驱动装置

34    轴承衬套

35    盖件

36    适配法兰

38    外轮廓

41    圆锥滚子轴承

42    圆锥滚子轴承

43    圆锥滚子轴承

44    圆锥滚子轴承

45    螺栓

46    螺栓

47    螺栓

48    螺栓

51    螺栓

52    螺栓

53    径向轴密封环

A     连接部位

B     连接部位

C     连接部位

Claims (10)

1.能枢转的船舶驱动设备，所述船舶驱动设备包括传动件单元(1)，其中，在所述传动件单元(1)中，在第一连接部位(A)上，第一驱动装置(10)的能由驱动机驱动的输入轴(11)以能绕第一转动轴线(5)转动的方式布置，并且与所述输入轴(11)联接的输出轴(3)以能绕第二转动轴线(6)转动的方式来布置，其中，所述第一和第二转动轴线(5、6)彼此既不平行又不同中心地安置，其特征在于，在所述传动件单元(1)上设置有两个另外的连接部位(B、C)，在所述两个另外的连接部位(B、C)上布置有能由另外的驱动机驱动的另外的驱动装置，用以驱动所述输出轴(3)，从而在所述传动件单元(1)上，在三个连接部位(A、B、C)上，不同的驱动能布置在不同的装入点,

在第二连接部位(B)上布置有第二驱动装置(20)，所述第二驱动装置(20)包括轴带动件(22)和作为输入轴的空心轴(21)，在所述空心轴(21)的第一端部上，在所述空心轴(21)的内轮廓(27)处，所述轴带动件(22)抗相对转动地与所述空心轴(21)连接，在所述空心轴(21)的第二端部上，所述输出轴(3)在所述空心轴(21)的内轮廓(27)上抗相对转动地与所述空心轴(21)相连接，并且在所述空心轴(21)的第二端部上构成有圆锥轮(23)，使得所述空心轴(21)和所述圆锥轮(23)形成一个构件。

2.根据权利要求1所述的船舶驱动设备，其特征在于，所述第一和第二驱动装置(10、20)包括：带有用于与驱动机相适配的机构(12、22、26)的输入轴，和用于支承该输入轴的轴承机构(14、41、42、24、43、44)。

3.根据权利要求1所述的船舶驱动设备，其特征在于，所述第二驱动装置(20)的输入轴与所述输出轴(3)同轴地布置，并且抗相对转动地与所述输出轴(3)连接，由此，所述输出轴(3)借助所述第二驱动装置(20)的轴承机构(24、43、44)来支承。

4.根据权利要求2所述的船舶驱动设备，其特征在于，所述第一驱动装置的输入轴(11)借助包括至少两个圆锥轮(13、23)的曲拐传动机构与所述输出轴(3)联接。

5.根据权利要求1所述的船舶驱动设备，其特征在于，另外的驱动装置的输入轴借助曲拐传动机构与所述输出轴(3)联接。

6.根据权利要求5所述的船舶驱动设备，其特征在于，所述另外的驱动装置的输入轴能绕所述第一转动轴线(5)转动。

7.根据权利要求1所述的船舶驱动设备，其特征在于，所述传动件单元(1)包括传动件壳体(4)，在所述传动件壳体(4)中构造有多个用于分别容纳驱动装置(10、20、30)的内轮廓(7、8、9)。

8.根据权利要求7所述的船舶驱动设备，其特征在于，所述第一和第二驱动装置(10、20)的圆锥轮(13、23)的外直径小于所述传动件壳体(4)的配属于该驱动装置的内轮廓(7、8)的内直径。

9.根据权利要求7所述的船舶驱动设备，其特征在于，用于支承所述第一和第二驱动装置(10、20)的输入轴的轴承(41、42、43、44)布置在轴承衬套(14、24)中，其中，所述轴承衬套布置在所述传动件壳体(4)的各内轮廓(7、8、9)中。

10.根据权利要求3所述的船舶驱动设备，其特征在于，在多个附加的驱动装置中，轴承机构(43、44)、输入轴和用于与另外的驱动机相适配的机构(22、26)与在所述第二驱动装置(20)中一样相同地构造。