DE10063338A1 - Device for driving ship has elastically mounted electric motor, internal combustion engine for coupling to ship's shaft via gearbox that is stationary in decoupled state with engine off - Google Patents

Device for driving ship has elastically mounted electric motor, internal combustion engine for coupling to ship's shaft via gearbox that is stationary in decoupled state with engine off

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Abstract

The device has an electric motor (3) and an internal combustion engine (2) that can be coupled at least temporarily to the ship's shaft (1). The electric motor is elastically mounted with respect to the ship's structure (14) and the internal combustion engine can be coupled to the ship's shaft via a gearbox (4) that is stationary in the decoupled state with the internal combustion engine switched off.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Schiffes, die einen Elektromotor sowie einen Verbrennungsmotor aufweist, die wenigstens zeitweilig mit einer Schiffswelle koppelbar sind.The invention relates to a device for propelling a ship, the one Electric motor and an internal combustion engine, which at least temporarily with a ship wave can be coupled.

Insbesondere bei der Konstruktion von Marineschiffen besteht eine wesentliche Anforderung darin, eine Abstrahlung von Schall in das Wasser möglichst zu minimieren. Da der Betrieb von Verbrennungsmotoren in der Regel zu hohen Schallemissionen führt, sind derartige Schiffe sowohl mit Verbrennungsmotoren für hohe Geschwindigkeiten als auch mit elektrischen Motoren für einen Betrieb mit geringeren Geschwindigkeiten und erheblich reduzierter Schallabstrahlung ausgestattet. Insbesondere im Vergleich zu Dieselmotoren weisen Elektromotoren den Vorteil auf, dass keine oszillierenden Massen vorhanden sind und dass deshalb das Auftreten von Schall und Vibrationen in einem hohen Umfang vermieden wird.There is an essential one, particularly in the construction of naval ships Requirement to emit sound in the water as possible minimize. Because the operation of internal combustion engines is usually too high Noise emissions leads, such ships are both with internal combustion engines for high speeds as well as with electric motors for operation with lower speeds and significantly reduced sound radiation fitted. Especially compared to diesel engines, electric motors have the Advantage on that there are no oscillating masses and therefore that Occurrence of sound and vibrations is avoided to a high degree.

Bekannt ist es ebenfalls bereits, für den Antrieb von Schiffen Gasturbinen einzusetzen, da hier bei relativ geringem Baugewicht eine hohe Leistung erzeugt werden kann, die zu einem Antrieb des Schiffes mit hoher Geschwindigkeit einsetzbar ist.It is also already known to use gas turbines for propelling ships, since a high power can be generated here with a relatively low construction weight can be used to propel the ship at high speed.

Aus der DE-OS 197 23 611 ist es bekannt, unterschiedliche Antriebe bedarfsabhängig mit den vorgesehenen Antriebswellen zu koppeln. Insbesondere wird hier die Verwendung einer Gasturbine erläutert.From DE-OS 197 23 611 it is known that different drives depending on the need to couple with the intended drive shafts. In particular, the Explained using a gas turbine.

Die bislang bekannten Antriebskonzepte sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, sehr hohe Anforderungen an die Vermeidung einer Schallabstrahlung an das Wasser zu erfüllen.The previously known drive concepts are not yet sufficient for this suitable, very high requirements for the avoidance of sound radiation on the Meet water.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass eine weitere Verminderung der Schallabstrahlung erreicht werden kann.The object of the present invention is therefore to introduce a device to construct the type mentioned in such a way that a further reduction in the Sound radiation can be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elektromotor relativ zur Schiffsstruktur elastisch gelagert ist und dass der Verbrennungsmotor über ein Getriebe mit der Schiffswelle koppelbar ist, das in einem abgekoppelten Zustand bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor stillsteht.This object is achieved in that the electric motor is relative is mounted elastically to the ship structure and that the internal combustion engine has a Gearbox can be coupled to the ship's shaft, which in a decoupled state switched off internal combustion engine stops.

Durch die elastische Aufstellung des Elektromotors wird eine starre Verbindung mit dem Schiffskörper vermieden. Insbesondere kann hierdurch der vom Elektromotor erzeugte Körperschall nicht durch die Schiffsstruktur an das umgebende Wasser übertragen und dabei in Wasserschall umgesetzt werden.The elastic positioning of the electric motor creates a rigid connection with avoided the hull. In particular, this can be that of the electric motor structure-borne noise generated by the ship structure to the surrounding water transmitted and thereby converted into water sound.

Zur Vermeidung einer Weiterleitung von Körperschall des Elektromotors über die Schiffswelle wird vorgeschlagen, dass der Elektromotor über eine elastische Kupplung mit der Schiffswelle verbunden ist.To avoid transmission of structure-borne noise from the electric motor via the Propeller shaft is proposed that the electric motor has an elastic coupling is connected to the ship's shaft.

Zur Bereitstellung eines günstigen Installationsortes für den Elektromotor wird vorgeschlagen, dass die Schiffswelle durch das Getriebe hindurchgeführt ist.To provide a favorable installation location for the electric motor proposed that the ship shaft is passed through the transmission.

Zur Vermeidung von drehenden Zahnrädern im Getriebebereich bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Zahnrad des Getriebes auf einer die Schiffswelle umgebenden Hohlwelle geführt ist.To avoid rotating gears in the transmission area when the gear is switched off Internal combustion engine is proposed that at least one gear of the transmission is guided on a hollow shaft surrounding the ship shaft.

Eine kompakte Anordnung bei gleichzeitiger Bereitstellung einer Möglichkeit zur Übertragung großer Antriebskräfte kann dadurch erreicht werden, dass die Hohlwelle über eine Kupplung mit der Schiffsweile verbindbar ist. A compact arrangement while providing a way to Transmission of large driving forces can be achieved in that the hollow shaft can be connected to the ship's shaft via a coupling.  

Eine Verwendung von schnelldrehenden Elektromotoren wird dadurch unterstützt, dass der Elektromotor über ein Vorgelege-Getriebe mit der elastischen Kupplung verbunden ist.The use of fast rotating electric motors is supported that the electric motor via a countershaft transmission with the elastic coupling connected is.

Bei einer Verwendung von schnelldrehenden Elektromotoren kann eine hochwirksame Schallisolierung dadurch erfolgen, dass der Elektromotor gemeinsam mit dem Vorgelege-Getriebe auf einem Tragrahmen angeordnet ist, der relativ zur Schiffsstruktur elastisch gelagert ist.Using high-speed electric motors can be a highly effective Sound insulation by the fact that the electric motor together with the Countershaft gear is arranged on a support frame which is relative to Ship structure is mounted elastically.

Ebenfalls trägt es zu einer günstigen Anordnung des Elektromotors bei, dass der Elektromotor ausgehend von einem Antriebspropeller hinter dem Getriebe mit der Schiffswelle verbunden ist.It also contributes to a favorable arrangement of the electric motor that the Electric motor starting from a propeller behind the gearbox with the Ship wave is connected.

Eine hohe Antriebsleistung bei kompakten Abmessungen des Antriebs kann dadurch bereitgestellt werden, dass der Verbrennungsmotor als eine Gasturbine ausgebildet ist.This can result in high drive power with compact drive dimensions be provided that the internal combustion engine is designed as a gas turbine is.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. It demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebskonzeptes mit Verbrennungsmotor und Elektromotor und Fig. 1 is a schematic representation of a drive concept with an internal combustion engine and electric motor and

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 modifizierte Anordnung bei Verwendung eines schnelldrehenden Elektromotors mit Vorgelegegetriebe. Fig. 2 shows a modified arrangement compared to Fig. 1 when using a fast-rotating electric motor with countershaft transmission.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Schiffswelle (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) sowie einem Elektromotor (3) koppelbar ist. Die Schiffswelle (1) ist durch ein Getriebe (4) hindurchgeführt, über das der Verbrennungsmotor (2) mit der Schiffswelle (1) koppelbar ist. Fig. 1 shows an embodiment in which a ship shaft ( 1 ) with an internal combustion engine ( 2 ) and an electric motor ( 3 ) can be coupled. The ship shaft ( 1 ) is guided through a gear ( 4 ), via which the internal combustion engine ( 2 ) can be coupled to the ship shaft ( 1 ).

Der Verbrennungsmotor (2) erstreckt sich mit einer Abtriebswelle (5) in ein Getriebegehäuse (6) hinein und wirkt durch Zahnräder (7, 8) auf eine Hohlwelle (9) ein, die bereichsweise die Schiffswelle (1) in Längsrichtung umschließt. Die Hohlwelle (9) ist über eine Kupplung (10) mit der Schiffswelle (1) verbindbar. Die Kupplung (10) kann beispielsweise als eine Radialkupplung ausgebildet sein.The internal combustion engine ( 2 ) extends with an output shaft ( 5 ) into a gear housing ( 6 ) and acts through gear wheels ( 7 , 8 ) on a hollow shaft ( 9 ), which partially encloses the ship shaft ( 1 ) in the longitudinal direction. The hollow shaft ( 9 ) can be connected to the ship shaft ( 1 ) via a coupling ( 10 ). The coupling ( 10 ) can be designed, for example, as a radial coupling.

Die Schiffswelle (1) trägt im Bereich eines Endes einen Antriebspropeller (11) und ist im Bereich ihres dem Antriebspropeller abgewandten Endes über eine elastische Kupplung (12) mit dem Elektromotor (3) verbunden. Der Elektromotor (3) ist von elastischen Lagern (13) gegenüber einer Schiffsstruktur (14) abgestützt.The ship shaft ( 1 ) carries a drive propeller ( 11 ) in the area of one end and is connected to the electric motor ( 3 ) in the area of its end facing away from the drive propeller via an elastic coupling ( 12 ). The electric motor ( 3 ) is supported by elastic bearings ( 13 ) opposite a ship structure ( 14 ).

Fig. 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der ein hochdrehender Elektromotor (3) zum Einsatz kommt, der bezüglich seiner Außenabmessungen sowie bezüglich seines Baugewichtes deutlich kleiner als ein langsam drehender Elektromotor (3) dimensioniert werden kann. Gemäß Fig. 2 ist der Elektromotor (3) gemeinsam mit einem Vorgelege-Getriebe (15) auf einem Tragrahmen (16) angeordnet, und der Tragrahmen (16) ist durch die elastischen Lager (13) gegenüber der Schiffsstruktur (14) abgestützt. Das Vorgelege-Getriebe (15) ist über die elastische Kupplung (12) mit der Schiffswelle (1) verbunden. Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt somit sowohl im Hinblick auf die Schiffsstruktur (14) als auch im Hinblick auf die Schiffswelle (1) eine elastische Kopplung und Lagerung des Elektromotors (3). Auch bei dieser Ausführungsform ist es somit ausgeschlossen, dass Körperschall des Elektromotors (3) über die Schiffswelle (1) und Lager der Schiffswelle (1) auf die Schiffsstruktur (14) übertragen wird. Fig. 2 shows a modified embodiment in which a high-speed electric motor ( 3 ) is used, which can be dimensioned significantly smaller than a slow-rotating electric motor ( 3 ) in terms of its outer dimensions and in terms of its structural weight. Referring to FIG. 2, the electric motor (3) is arranged together with a countershaft gear (15) on a supporting frame (16) and the supporting frame (16) is supported by the elastic bearing (13) relative to the vessel structure (14). The countershaft transmission ( 15 ) is connected to the ship shaft ( 1 ) via the elastic coupling ( 12 ). In this embodiment too, there is elastic coupling and mounting of the electric motor ( 3 ) both with regard to the ship structure ( 14 ) and with regard to the ship shaft ( 1 ). In this embodiment, too, it is therefore impossible for structure-borne noise from the electric motor ( 3 ) to be transmitted to the ship structure ( 14 ) via the ship shaft ( 1 ) and bearing of the ship shaft ( 1 ).

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Antrieb eines Schiffes, die einen Elektromotor sowie einen Verbrennungsmotor aufweist, die wenigstens zeitweilig mit einer Schiffswelle koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) relativ zur Schiffsstruktur (14) elastisch gelagert ist und dass der Verbrennungsmotor (2) über ein Getriebe (4) mit der Schiffswelle (1) koppelbar ist, das in einem abgekoppelten Zustand bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor (2) stillsteht.1. Device for propelling a ship, which has an electric motor and an internal combustion engine which can be coupled at least temporarily to a ship's shaft, characterized in that the electric motor ( 3 ) is elastically mounted relative to the ship structure ( 14 ) and that the internal combustion engine ( 2 ) Can be coupled to the ship shaft ( 1 ) via a transmission ( 4 ), which stands still in a decoupled state when the internal combustion engine ( 2 ) is switched off. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) über eine elastische Kupplung (12) mit der Schiffswelle (1) verbunden ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the electric motor ( 3 ) via an elastic coupling ( 12 ) with the ship's shaft ( 1 ) is connected. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiffswelle (1) durch das Getriebe (4) hindurchgeführt ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the ship shaft ( 1 ) is guided through the gear ( 4 ). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zahnrad (7, 8) des Getriebes (4) auf einer die Schiffswelle (1) umgebenden Hohlwelle (9) geführt ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least one gear ( 7 , 8 ) of the transmission ( 4 ) is guided on a hollow shaft ( 9 ) surrounding the ship shaft ( 1 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (9) über eine Kupplung (10) mit der Schiffswelle (1) verbindbar ist. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hollow shaft ( 9 ) via a coupling ( 10 ) with the ship shaft ( 1 ) can be connected. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) über ein Vorgelege-Getriebe (15) mit der elastischen Kupplung (12) verbunden ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electric motor ( 3 ) via a countershaft transmission ( 15 ) is connected to the elastic coupling ( 12 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) gemeinsam mit dem Vorgelege-Getriebe (15) auf einem Tragrahmen (16) angeordnet ist, der relativ zur Schiffsstruktur (14) elastisch gelagert ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electric motor ( 3 ) is arranged together with the countershaft transmission ( 15 ) on a support frame ( 16 ) which is elastically mounted relative to the ship structure ( 14 ). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) ausgehend von einem Antriebspropeller (11) hinter dem Getriebe (4) mit der Schiffswelle (1) verbunden ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electric motor ( 3 ) starting from a drive propeller ( 11 ) behind the transmission ( 4 ) with the ship shaft ( 1 ) is connected. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (2) als eine Gasturbine ausgebildet ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the internal combustion engine ( 2 ) is designed as a gas turbine. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Elektromotor (3) und Schiffswelle (1) eine trennbare Kupplung vorgesehen ist.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that a separable coupling is provided between the electric motor ( 3 ) and the ship shaft ( 1 ).
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