DE10046424A1

DE10046424A1 - Schiffsantrieb

Info

Publication number: DE10046424A1
Application number: DE2000146424
Authority: DE
Inventors: George Marsland; Guenter Rothenhaeusler; Winfried Bareth; Franco Bennati
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: DE10046424B4

Abstract

Die Erfindung geht von einem Schiffsantrieb (1) mit mindestens einer Antriebsmaschine (2), einem Getriebe (3) und einer Vortriebseinheit (8) aus. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass ein das Getriebe (3) aus einer Grundgetriebeeinheit (4) in Planetenbauweise und einer vorgeschalteten Adaptionsgetriebeeinheit (5, 6, 7) in Vorgelegebauweise zusammengesetzt ist. Dadurch ist es möglich, mit wenig Aufwand das Getriebe für eine große Anzahl von Antriebsvarianten anzupassen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Schiffsantriebe, insbesondere für Freizeitboote und Schnellboote, besitzen eine Vielzahl von Varianten. Sie umfassen in der Regel eine Antriebsmaschine, ein Getriebe und eine Vortriebseinheit. Als Antriebsmaschinen kommen vor allem Brennkraftmaschinen in Frage, z. B. Hubkolbenbrenn kraftmaschinen, die nach dem Dieselprinzip arbeiten, und Turbinen, z. B. Gasturbinen. Als Vortriebseinheiten dienen meistens Propeller mit festen oder verstellbaren Schaufeln, mit oder ohne Ummantelung, oder so genannte Wasserstrahl vortriebe. Ferner unterscheiden sich die Propeller dadurch, ob sie ganz oder nur teilweise ins Wasser eintauchen.

Wegen ihres günstigen Leistungsgewichts werden An triebsmaschinen mit relativ hohen Drehzahlen verwendet, die nicht unmittelbar mit den Vortriebseinheiten zusammenarbei ten können. Daher ist es erforderlich, zwischen der An triebsmaschine und der Vortriebseinheit ein Untersetzungs getriebe vorzusehen. Auf Grund der vielen Kombinationsmög lichkeiten zwischen der Antriebsmaschine und der Vortriebs einheit ergeben sich ebenso viele Getriebevarianten, die zu hohen Herstellungs- und Lagerkosten führen. Eine weitere Folge sind lange Lieferzeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenig Aufwand den Schiffsantrieb für verschiedene Anwendungen so zu modifizieren, dass eine große Anzahl von Varianten mit geringen Änderungen hergestellt werden kann. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü chen.

Nach der Erfindung ist das Getriebe aus einer Grundge triebeeinheit in Planetenbauweise und einer vorgeschalteten Adaptionsgetriebeeinheit in Vorgelegebauweise zusammenge setzt. Die Grundgetriebeeinheit, die für alle Anwendungs fälle gleich ist, beinhaltet eine Mindestuntersetzung und ist für die Übertragung hoher Drehmomente ausgelegt. Hier für eignet sich insbesondere die kompakt bauende Planeten bauweise. Die vorgeschaltete Adaptionsgetriebeeinheit ist auf der schneller drehenden Seite der Grundgetriebeeinheit angeordnet und braucht deshalb nur entsprechend kleinere Drehmomente zu übertragen. Sie enthält alle die Bauteile und Funktionen, in denen sich die Schiffsantriebsvarianten unterscheiden. So kann die Adaptionsgetriebeeinheit z. B. eine zusätzliche Untersetzungsstufe und/oder Umkehrstufe umfassen. Ferner kann die Adaptionsgetriebeeinheit minde stens zwei Eingangswellen und eine Summierungsstufe aufwei sen, so dass das Getriebe für einen Schiffsantrieb mit meh reren parallel angeordneten Antriebsmaschinen geeignet ist. Die Verbindung zwischen der Adaptionsgetriebeeinheit und der Grundgetriebeeinheit wird zweckmäßigerweise so gestal tet, dass die Adaptionsgetriebeeinheit wahlweise in unter schiedlichen Winkelpositionen um eine Ausgangswelle gedreht montiert werden kann. Da das Adaptionsgetriebe in Vorgele gebauweise ausgeführt ist, kann es leicht den Anforderungen entsprechend modifiziert werden. Es kann ferner einen Achs versatz zwischen der Antriebsmaschine und der Vortriebsein heit ausgleichen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeich nungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam menfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Anordnung eines Schiffsan triebs,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Getriebes,

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Getriebes mit ver schieden Montagepositionen,

Fig. 5 eine Vorderansicht eines Getriebes mit zwei Eingangswellen für zwei Antriebsmaschinen und

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Getriebe nach Fig. 2 in einem größeren Maßstab.

Der in Fig. 1 dargestellte Schiffsantrieb besitzt eine Antriebsmaschine 2 in Form einer Hubkolbenbrennkraftmaschi ne, die über ein Getriebe 3 eine Vortriebseinheit 8 in Form eines Wasserstrahlvortriebs antreibt. Der Wasserstrahlvor trieb besitzt ein Schaufelrad 30, das in einem Strahl rohr 29 untergebracht ist und über eine Leitvorrichtung 31 einen Wasserstrahl 21 erzeugt, der das nicht näher darge stellte Schiff vorwärts treibt. Zur Rückwärtsfahrt des Schiffs wird der Wasserstrahl 21 mittels einer Umlenkklap pe 32 um ca. 180° zum Bug des Schiffes hin umgelenkt.

Das Getriebe 3 passt die Drehzahl der Antriebsmaschi ne 2 den Erfordernissen der Vortriebseinheit 8 an. Es ist aus einer Grundgetriebeeinheit 4 und einer Adaptionsgetrie beeinheit 5 zusammengesetzt, wobei die Grundgetriebeein heit 4 für hohe Drehmomente ausgelegt ist und eine für alle Anwendungsfälle gemeinsame Mindestübersetzung aufweist. Die Adaptionsgetriebeeinheit 5 ist vorgeschaltet und kann daher für geringere Drehmomente ausgelegt werden. Im Falle eines Wasserstrahlvortriebs kann eine Umkehrstufe in der Adapti onsgetriebeeinheit 5 entfallen. Ferner erfordert eine Hub kolbenbrennkraftmaschine, die nach dem Dieselprinzip arbei tet, im Vergleich zu einer Gasturbine eine deutlich gerin gere Getriebeübersetzung, so dass das Adaptionsgetriebe in der Regel mit einer Untersetzungsstufe auskommt (Fig. 2), während bei einem Antrieb mit einer Gasturbine die Adapti onsgetriebeeinheit 6 mindestens zwei Untersetzungsstufen aufweist.

Da die Grundgetriebeeinheit 4 im wesentlichen rotati onssymmetrisch zur Ausgangswelle 12 gestaltet ist, kann die Adaptionsgetriebeeinheit 5, 6, 7 je nach Erfordernis unter verschiedenen Winkelpositionen zur Ausgangswelle 12 mon tiert werden. Zweckmäßigerweise wird die Grundgetriebeein heit 4 in ein Getriebegehäuse 23 der Adaptionsgetriebeein heit 5, 6, 7 eingesetzt (Fig. 6), so dass nur ein Gehäuse anzupassen ist. In Fig. 4 sind mit einer gestrichelten Li nie drei weitere um jeweils 90° versetzte Winkelpositionen angedeutet, jedoch sind auch Positionen mit einem geringe ren Winkelversatz möglich.

Das Adaptionsgetriebe 7 nach Fig. 5 besitzt zwei Ein gangswellen 9 für zwei parallel angeordnete Antriebsmaschi nen 2. Die beiden Eingangswellen 9 arbeiten über eine Sum mierungsstufe der Adaptionsgetriebeeinheit 7 auf die Grund getriebeeinheit 4. Dabei kann die Summierungsstufe als Dif ferenzialgetriebe ausgestaltet sein.

Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein Getriebe 3 mit einer Grundgetriebeeinheit 4 und einer Adaptionsgetrie beeinheit 5. Auf der Eingangswelle 9 der Adaptionsgetrie beeinheit 5 sitzt ein Antriebsritzel 10. Mit diesem kämmt ein Ritzel 11, das mit einem Hohlrad 13 der Grundgetriebe einheit 4 verbunden ist. Eine Ausgangswelle 12 der Grundge triebeeinheit 4 ist mit einem Planetenträger 16 fest ver bunden, auf dessen Planetenbolzen 15 Planetenräder 14 gela gert sind, die einerseits mit dem Hohlrad 13 und anderer seits mit einem Sonnenrad 17 kämmen. Das Sonnenrad 17 ist über eine Hohlwelle 18 mit einer Bremse 19 verbunden, die zum Anfahren des Schiffs das Sonnenrad 17 mit dem Getriebe gehäuse 23 verbindet. Die Bremse 19 wird durch einen Hy draulikkolben 26 betätigt, auf den am Umfang über Vorsprün ge 28 Rückstellfedern 27 wirken. Bei geschlossener Brem se 19 stützt sich das Antriebsmoment am Getriebegehäuse 23 ab, so dass die Ausgangswelle 12 über den Planetenträger 16 angetrieben wird. Die Eingangswelle 9 und die Ausgangswel le 12 sowie das Ritzel 11 sind durch Lager 20 in Form von Kugellagern im Getriebegehäuse 23 bzw. Lagerdeckeln 22 ge lagert.

Die Adaptionsgetriebeeinheit 5 besitzt ferner einen Hilfsabtrieb 24 für eine Ölpumpe oder andere Aggregate. Der Hilfsabtrieb 24 ist von der Eingangswelle 9 abgeleitet und auf der der Antriebsmaschine 2 gegenüberliegenden Stirnsei te der Adaptionsgetriebeeinheit 5, 6, 7 angeordnet. Ferner besitzt die Adaptionsgetriebeeinheit 5, 6, 7 eine Trailing pumpe 25 auf der der Vortriebseinheit 8 abgewandten Seite, die über eine Welle 33 mit der Ausgangswelle 12 verbunden ist. Die Trailingpumpe 25 übernimmt die Ölversorgung, wenn die Antriebsmaschine 2 abgestellt ist, und das Schiff in einer Strömung Fahrt macht, so dass die Ausgangswelle 12 von der Vortriebseinheit 8 angetrieben wird.

Bezugszeichen

1

Schiffsantrieb

2

Antriebsmaschine

3

Getriebe

4

Grundgetriebeeinheit

5

Adaptionsgetriebeeinheit

6

Adaptionsgetriebeeinheit

7

Adaptionsgetriebeeinheit

8

Vortriebseinheit

9

Eingangswelle

10

Antriebsritzel

11

Ritzel

12

Ausgangswelle

13

Hohlrad

14

Planetenrad

15

Planetenbolzen

16

Planetenträger

17

Sonnenrad

18

Hohlwelle

19

Bremse

20

Lager

21

Wasserstrahl

22

Lagerdeckel

23

Getriebegehäuse

24

Hilfsabtrieb

25

Trailingpumpe

26

Hydraulikkolben

27

Rückstellfeder

28

Vorsprung

29

Strahlrohr

30

Schaufelrad

31

Leitvorrichtung

32

Umlenkklappe

33

Welle

Claims

1. Schiffsantrieb (1) mit mindestens einer Antriebsma schine (2), einem Getriebe (3) und einer Vortriebsein heit (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (3) aus einer Grundgetriebeeinheit (4) in Pla netenbauweise und einer vorgeschalteten Adaptionsgetriebe einheit (5, 6, 7) in Vorgelegebauweise zusammengesetzt ist.

2. Schiffsantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Adaptionsgetriebeein heit (5, 6, 7) mindestens eine Untersetzungsstufe umfasst.

3. Schiffsantrieb (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsgetriebe einheit (5, 6, 7) eine Umkehrstufe hat.

4. Schiffsantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsgetriebeeinheit (6) mindestens zwei Eingangs wellen (9) und eine Summierungsstufe aufweist.

5. Schiffsantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaptionsgetriebeeinheit (5) wahlweise in unterschied lichen Winkelpositionen um eine Ausgangsswelle (12) gedreht montiert werden kann.

6. Schiffsantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlrad (13) der Grundgetriebeeinheit (4) mit einem Ritzel (11) auf der Abtriebsseite der Adaptionsgetriebeein heit (5, 6, 7) verbunden ist und mit Planetenrädern (14) kämmt, die auf Planetenbolzen (15) eines Planetenträ gers (16) gelagert sind und mit einem Sonnenrad (17) käm men, das über eine Bremse (19) mit dem Getriebegehäuse (23) verbunden werden kann, wobei der Planetenträger (16) mit der Ausgangswelle (12) verbunden ist.

7. Schiffsantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundgetriebeeinheit (4) in ein Getriebegehäuse (23) der Adaptionsgetriebeeinheit (5, 6, 7) eingesetzt ist.

8. Schiffsantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adaptionsgetriebe (5, 6, 7) einen Hilfsabtrieb auf weist.

9. Schiffsantrieb (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Adaptionsgetriebe (5, 6, 7) auf der der Vortriebseinheit abgewandten Seite eine Trailingpumpe (25) angebaut ist, die von der Ausgangswelle (12) des Getriebes (3) angetrieben wird.