CN104203747A - 船舶驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种船舶驱动装置(1)，其包括驱动机(2)、传动装置(3)、由传动装置(3)驱动的螺旋桨轴(5)和支承系统，船舶驱动装置(1)能利用该支承系统紧固在船体(6)上，其中，驱动机(2)和传动装置(3)借助连接法兰(4)彼此连接并且布置在船体(6)的内部，其特征在于，实施为转动支承部(7)的第一支承位置相对于螺旋桨轴(5)的旋转轴线(15)布置，使得由螺旋桨推动(8)和由发动机(2)和传动装置(3)的重力造成的弯矩(9)在连接法兰(4)上最优化。

Description

船舶驱动装置

技术领域

本发明涉及一种具有驱动机、传动装置、由传动装置驱动的螺旋桨轴和支承系统的船舶驱动装置，船舶驱动装置能利用该支承系统紧固在船体中，其中，驱动机和传动装置借助连接法兰彼此连接并且布置在船体的内部。 

背景技术

具有驱动机、传动装置、螺旋桨轴和用于将驱动组件紧固在船体中的支承系统的船舶驱动装置是已公知的，在这些船舶驱动装置中驱动机和传动装置布置在船体内部。在船体中这类船舶驱动装置的令人满意的支承系统必须满足多种要求。首先，支承系统必须不仅接收由驱动机和传动装置组成的动力机组的重力，而且必须接收在运行中由螺旋桨轴传递的螺旋桨推动力并且将它们传递到船体中。 

其次，在运行中由驱动机和螺旋桨产生的转矩必须得到支撑。在前文所述的船舶驱动装置中，例如在驱动机与传动装置之间的连接法兰通过弯矩被特别加载，该弯矩由螺旋桨推动力，简而言之为螺旋桨推动以及驱动机和传动装置的重力造成。 

第三，支承系统必须吸收尤其通过运转的驱动机，例如内燃机引起的振动。因此，应该防止，该振动传递到船体中并且因此造成在船体或其它组件上的干扰的噪声或振荡损伤。 

例如，由EP 0792234B1公知了一种具有所述的目标的用于船舶驱动装置的支承系统。该文献描述了一种作为支承系统的所谓的三点装配系统(Drei-Punkt-Montagesystem)，在其中，船舶马达和船舶驱 动装置以昂贵的布置方案支承在船体中。 

发明内容

本发明的任务在于进一步改进关于耐久性和简单、价格低廉的制造和装配的船舶驱动装置，在该船舶驱动装置中驱动机和传动装置布置在船体的内部，其中，船舶驱动装置和其支承系统应满足前文所述的要求。 

基于本发明的任务通过具有权利要求1的特征的船舶驱动装置来解决。优选的实施方式在从属权利要求中要求保护。 

因此，要求保护一种船舶驱动装置，其包括驱动机、传动装置、由传动装置驱动的螺旋桨轴和支承系统，该船舶驱动装置能利用支承系统紧固在船体中，其中，驱动机和传动装置借助连接法兰彼此连接并且布置在船体的内部。根据本发明，实施为转动支承部的支承位置相对于螺旋桨轴布置，使得由螺旋桨推动和由驱动机和传动装置的重力造成的在连接法兰上的弯矩最优化。 

已经表明，支承系统的多个中的至少一个支承位置应有利地实施为转动支承部。动力机组的由此实现的绕转动支承部的转动轴线的可扭转性可以实现对在运行中动力机组的变形进行补偿。 

对在连接法兰上的弯矩最优化优选以如下方式实现，即，螺旋桨轴的旋转轴线延伸穿过绕转动支承部的转动轴线的狭窄的区域，其中，旋转轴线以小于500mm的间距从转动支承部的转动轴线旁边延伸经过。在该区域内部，旋转轴线与转动轴线之间的间距视期望的转矩生成的情况而变化。优选地，例如可以选择范围在1至100mm之间的间距。 

利用让螺旋桨轴的旋转轴线接近地从转动支承部旁边要求保护地 延伸经过避免了，螺旋桨轴的推动力产生绕第一支承位置的转动支承部的转动轴线的高转矩。由此，由螺旋桨轴的推动力造成的弯矩在驱动机与传动装置之间的连接法兰上保持很小。然而同时，却确保了动力机组绕转动轴线的期望的可扭转性用以平衡在运行中的变形。 

由此，连接法兰和其连接元件，像例如螺栓，必定承受明显少了的负载并且可以因此实施得更小且更轻。对构件的较少的负载也导致构件更长的使用寿命。驱动机和其壳体不承载或仅承载非常少的由螺旋桨推动造成的转矩。换而言之，螺旋桨的推动力例如经由推动力支承部，再经由传动装置的壳体和第一支承位置传递到船体上。 

本发明优选的实施方案设置：螺旋桨轴的旋转轴线在转动轴线上方延伸。依赖于旋转轴线与转动轴线之间的间距地因此由螺旋桨产生转矩，该转矩与由驱动机和传动装置的重力造成的在连接法兰上的弯矩起反作用。以这种方式，可以在船舶驱动装置运行时减少出现在连接法兰上的最大弯矩并且可以改进船体驱动装置的耐久性。 

在该文献中使用到的上方的概念指的是具有按常规安装的船舶驱动装置的直立于静止的水中的船舶的状态。在该步骤中使用的水平和竖直的概念被如此理解，即，水平意味着平行于静止的水面，而竖直处于垂直于静止的水面的状态。 

本发明另一优选的实施方案设置：螺旋桨轴的旋转轴线与转动支承部的转动轴线相交。利用本发明的该实施方式完全地避免了，螺旋桨的推动力产生绕第一支承位置的转动支承部的转动轴线的转矩。由此，在驱动机与传动装置之间的连接法兰上不出现由螺旋桨轴的推动力产生的额外的转矩。然而同时，却确保了动力机组的绕转动支承部的转动轴线的可扭转性用以平衡运行中的振动和变形。优选地，转动支承部的转动轴线沿水平方向且例如横向于船舶的前进行驶方向地延伸。也就是说根据定义，转动支承部的基本上水平延伸的转动轴线意 味着，转动支承部的转动轴线在立于或行驶于水中的船舶中平行于水面地延伸。 

有利的是，借助本发明，其它的支承位置的尺寸可以设计得更小且更轻，这是因为螺旋桨推动力经由第一支承位置吸收，或者说被引到船体中。优选的是，第一支承位置为此经由保持部能刚性地紧固在船体的纵向承载体上。保持部例如能刚性地紧固在所谓的纵梁上，这些纵梁沿船体的纵向方向延伸地与该船体刚性连接或实施成一体式。 

转动支承部接收由驱动机和传动装置形成的动力机组的变形，例如由于在运行期间的振动和热膨胀而出现该变形。为此，第一支承位置根据本发明的另一优选的实施方案具有至少一个吸收振动的元件。例如由弹性材料和/或弹簧元件制成的元件适用于此。 

以如下方式得到船舶驱动装置的简单且稳定的结构形式，即，第一支承位置的部分优选与传动装置的壳体实施成一体式。 

优选地，支承系统实施为所谓的三点支承(Drei-Punkt-Lagerung)并且相应地恰好具有三个支承位置，其中，第二和第三支承位置布置在驱动机上。第二和第三支承位置可以与驱动机的壳体至少部分地实施成一体式。同样如第一支承位置那样，第二和第三支承位置也可以具有吸收振动的元件，以便缓冲尤其由驱动机造成的振动并且不传递到船体中。通常地，采用内燃机作为船舶的驱动机。内燃机在船舶中造成干扰的振动，该干扰的振动例如依赖于内燃机气缸的数量和尺寸并且助长了噪声生成。通过吸收振动的元件对噪声生成有积极的影响，以及使靠近振动源的干扰振动减小。这两者都提高了针对乘客的舒适性并且减少了船舶其它组件的负载。 

最后，本发明还包括一种具有前文所述的船舶驱动装置的船舶。 

附图说明

结合以下描述的和在附图中示出的实施方式对本发明进行了详细描述。其中： 

图1以侧视图示出根据本发明的船舶驱动装置的示意性结构，并且 

图2以俯视图示出根据本发明的船舶驱动装置的示意性结构。 

图1和图2以不同的视图示出了本发明的相同的实施方式。因此，在两个附图中的相同的元件用相同的附图标记来标示。 

具体实施方式

除了支承系统以外，根据本发明的船舶驱动装置1还包括驱动机2、传动装置3和螺旋桨轴5，该螺旋桨轴经由传动装置3驱动并且表示为传动装置3的从动轴。在运行中，螺旋桨轴5绕它的旋转轴线15旋转并且驱动未示出的螺旋桨，该螺旋桨提供在水中期望的推进。为此，在水中旋转的螺旋桨在螺旋桨轴内产生螺旋桨推动8，螺旋桨推动在图1中通过箭头来标示。螺旋桨推动8是船舶的推进力并且例如经由未示出的在传动装置3中的推动力支承部，再经由传动装置3的壳体并且经由转动支承部7传递到船体6上。 

驱动机2例如是内燃机、电驱动装置或混合驱动装置。驱动机2和传动装置3在连接法兰4处例如借助螺栓连接地彼此连接。 

船舶驱动装置1借助支承系统紧固在船体6中，该支承系统由形式为第一支承位置的转动支承部7、第二支承位置11和第三支承位置12组成。在附图中示意性的图示仅分别示出船体6的截段，相应的支承位置7、11、12紧固在这些截段上。船体6上的紧固方式通常在未示出的纵向承载体上实现，该纵向承载体是船体6的部分。 

经由三个支承位置7、11和12支撑了在船舶驱动装置1上出现的 所有相对船体6的力和转矩。第一支承位置设计为转动支承部7并且能够对船舶驱动装置1内部的变形进行补偿。转动支承部7尤其允许了绕转动轴线10的旋转的变形，该转动轴线水平地延伸并且与船舶的行驶方向17正交地布置。第二和第三支承位置11和12在图2中由于表示的原因扭转了90度地示于绘图平面中。但是，这两支承位置如此实施，使得它们基本上吸收了垂直指向的力，比如驱动机2和传动装置3的重力。第二和第三支承位置以如下方式支持了对变形的所述的补偿能力，即，它们容许沿着和逆着前行方向17的移动。行驶方向箭头17示出了船舶的前行方向。 

转动支承部7包括与传动装置3刚性地连接的支承部件14，该支承部件可以与传动装置3的壳体实施成一体式。经由保持部13实现了转动支承部7与船体6的连接，在图2的视图中两件式地示出了该保持部，但也可以实施成一件式。在支承部件14与船体6之间的力流中布置有吸收振动的元件18。通过该吸收振动的元件18对噪声生成有积极的影响，也就是说，降低了噪声级。此外，还减小了靠近振动源，在这种情况下是驱动机2处的干扰的振动。以上两点提高了针对乘客的舒适性并且减少了船舶其它组件的负载。 

通过所述的支承系统由驱动机2和传动装置3的重力在连接法兰4上出现弯矩9。弯矩9对连接法兰4的元件进行加载并且在船舶行驶期间由于振动还会被加强。除了由驱动机2和传动装置3的重力造成的弯矩之外，由螺旋桨推动8造成的额外的转矩可以经由螺旋桨轴5导入到传动装置3中，该额外的转矩影响了在连接法兰4的区域内的弯矩9的高低。但是，额外的转矩的高低依赖于螺旋桨轴5的旋转轴线15相对于转动支承部7的转动轴10线的布置方案。随着转动轴线10相对于旋转轴线15在垂直的方向上沿着标记的方向箭头16移动地改变该转矩的高低。 

如果螺旋桨轴5的旋转轴线15相应于本发明的在图1中示出的实 施方式准确地延伸经过转动轴线10，那么就不出现由于螺旋桨推动8产生的额外的转矩，并且螺旋桨推动8始终不影响在连接法兰4上的弯矩9。在此，螺旋桨推动力直接从螺旋桨轴5经由未示出的在传动装置3中的推动力支承部，再经由传动装置3的壳体和转动支承部7传递到船体6上。 

根据本发明的另一实施形式，螺旋桨轴5可以沿着垂直的方向箭头16向上移动，从而使旋转轴线15在转动支承部7的转动轴线10的上方延伸。在该布置方案中，螺旋桨推动8造成在船舶驱动装置1中的转矩，该转矩在连接法兰4上与弯矩9相反地指向并且至少部分补偿该弯矩。以这种方式可以在特定的运行阶段中限制作用到连接法兰4上的最大负载。 

附图标记列表 

1   船舶驱动装置 

2   驱动机 

3   传动装置 

4   连接法兰 

5   螺旋桨轴 

6   船体 

7   转动支承部 

8   螺旋桨推动 

9   弯矩 

10  转动轴线 

11  第二支承位置 

12  第三支承位置 

13  保持部 

14  支承部分 

15  旋转轴线 

16  方向箭头 

17  行驶方向箭头 

18  吸收振动的元件 。

Claims (11)

1.船舶驱动装置(1)，其包括驱动机(2)、传动装置(3)、由所述传动装置(3)驱动的螺旋桨轴(5)和支承系统，所述船舶驱动装置(1)能利用所述支承系统紧固在船体(6)上，其中，所述驱动机(2)和所述传动装置(3)借助连接法兰(4)彼此连接并且布置在所述船体(6)的内部，其特征在于，实施为转动支承部(7)的第一支承位置相对于所述螺旋桨轴(5)的旋转轴线(15)布置，使得由螺旋桨推动(8)和由所述驱动机(2)的和所述传动装置(3)的重力造成的在所述连接法兰(4)上的弯矩(9)最优化。

2.根据权利要求1所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述螺旋桨轴的旋转轴线(15)延伸穿过绕所述转动支承部(7)的转动轴线(10)的狭窄的区域，其中，所述旋转轴线(15)与所述转动轴线(10)之间的间距小于500mm，优选小于100mm。

3.根据权利要求1或2所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述螺旋桨轴(5)的旋转轴线(15)在所述转动轴线(10)上方延伸。

4.根据权利要求1所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述螺旋桨轴(5)的旋转轴线(15)与所述转动支承部(7)的转动轴线(10)相交。

5.根据权利要求2、3或4所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述转动支承部(7)的转动轴线(10)基本上水平地延伸。

6.根据上述权利要求中任一项所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述转动支承部(7)经由保持部(13)刚性地紧固在所述船体(6)的纵向承载体上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述第一支承位置的至少一个支承部分(14)与所述传动装置的壳体实施成一体式。

8.根据上述权利要求中任一项所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述第一支承位置具有至少一个吸收振动的元件(18)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述支承系统恰好具有三个支承位置，并且第二支承位置(11)和第三支承位置(12)布置在所述驱动机(2)上。

10.根据权利要求9所述的船舶驱动装置，其特征在于，所述第二和所述第三支承位置具有吸收振动的元件。

11.船舶，其特征在于具有根据上述权利要求中任一项所述的船舶驱动装置(1)。