DE102004053108B4

DE102004053108B4 - Anordnung zur Kraftübertragung für einen Schiffsantrieb mit gegenläufigen Schrauben

Info

Publication number: DE102004053108B4
Application number: DE200410053108
Authority: DE
Inventors: Alexander Rubinraut
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: DE102004053108A1

Abstract

Anordnung zur Kraftübertragung für einen Schiffsantrieb mit gegenläufigen Schrauben (18; 19), deren hintere Schraube (18) an einer Innenwelle (3) und deren vordere Schraube (19) an einer koaxial zur Innenwelle (3) geführten Hohlwelle (4) kopfendig angeordnet ist, parallel zur Innenwelle (3) und zur Hohlwelle (4) zwei Eingangswellen (1; 2) vorgesehen sind, auf denen Zahnräder (6; 10) angeordnet sind, die mit einem auf der Hohlwelle (4) befestigten Zahnrad (8) in Eingriff sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Eingangswellen (1; 2) mittels einer Kupplung (24; 25; 26; 27) jeweils mit zwei Antriebsaggregaten (20; 21 und 22; 23) verbunden sind,
– zwischen dem auf der Innenwelle (3) befestigten Zahnrad (7) und den auf den Eingangswellen (1; 2) befestigten Zahnrädern (9; 5) zwei weitere Zahnräder (28; 29) angeordnet sind, die die Gegenläufigkeit der Schraube (18) zur Schraube (19) bewirken und
– die Hohlwelle (4) fußendig in einer innerhalb des Getriebes...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kraftübertragung für einen Schiffsantrieb mit gegenläufigen Schrauben.
Schiffsantriebe für gegenläufige Schrauben sind bekannt.
So offenbaren JP 04100796 A und JP 07033084 A jeweils eine Anordnung zur Kraftübertragung für einen Schiffsantrieb mit gegenläufigen Schrauben, deren hintere Schraube an einer Innenwelle und deren vordere Schraube an einer konzentrisch zur Innenwelle geführten Hohlwelle kopfendig angeordnet ist, mit einem Getriebe und mit einem Antriebsaggregat.
Mit diesen technischen Lösungen verbindet sich jedoch das Problem, dass eine gestufte Abschaltung der einzelnen Antriebsaggregate nicht möglich ist bzw. der Leergang einer der Schrauben bei Abschalten eines der Aggregate nicht ausgeschlossen werden kann.
Aus der DE 39 39 187 C2 geht ein Schiffsantrieb mit zwei gegenläufigen Schiffsschrauben hervor, die koaxial angeordnet sind. Bei diesem Antrieb sind ein durch eine Antriebsmaschine angetriebenes großes Zahnrad und mehrere kleine Zahnräder so angeordnet, dass sie jeweils an mehreren festgelegten Stellen in Umfangsrichtung des großen Zahnrades mit diesem in Eingriff stehen. Auf den jeweiligen Zahnradwellen der kleinen Zahnräder sind eine Anzahl von Planetenrädern, ein Sonnenrad und ein innenverzahntes Außenzahnrad angeordnet, die jeweils mit den Planetenrädern in Eingriff stehen. An einer Innenwelle, die als Zahnradwelle des Sonnenrades dient, ist die hintere Schiffsschraube und auf einer rohrförmigen beziehungsweise hohlen Außenwelle, die als Zahnradwelle des innenverzahnten Außenzahnrades dient, ist die vordere Schiffsschraube montiert. Als Nachteil dieser technischen Lösung wird zum einen die große Anzahl von Einzelelementen, insbesondere die hohe Anzahl von Planetenrädern, gesehen. Darüber hinaus ist ein Notantrieb bei Problemen mit diesem Antrieb nicht möglich.
Die EP 418 599 B1 beschreibt eine Anordnung zur Kraftübertragung von einer Antriebsmaschine auf den vorderen und hinteren Schraubenpropeller eines Schiffes mit einer inneren Schraubenwelle, die an ihrem einen Ende mit dem hinteren Schaubenpropeller und an ihrem anderen Ende mit der Antriebsmaschine verbunden ist sowie einer mit dem vorderen Schraubenpropeller verbundenen inneren Schraubenwelle. Zwischen der inneren und der äußeren Schraubenwelle ist ein Planetengetriebe so angeordnet, dass sich die innere Schraubenwelle in einer der Drehrichtung der äußeren Schraubenwelle entgegengesetzten Richtung dreht. Die Wellen der Planetenräder werden mittels einer Kupplung verbunden und voneinander gelöst. Das mit dieser Konstruktion verbundene Problem besteht in der Kompliziertheit des Aufbaus des Planetengetriebes, des Erreichens eines optimalen Verhältnisses der Umdrehungen des Vortriebsorganes und des Dieselmotors und einer großen Anzahl von Lagern.
Die DE 42 44 586 C2 beschreibt ebenfalls einen Schiffsantrieb mit zwei gegenläufigen Schrauben, bei dem die hintere Schiffsschraube an einer Innenwelle und die vordere Schiffsschraube an einer konzentrisch zur Innenwelle geführten Hohlwelle kopfendig befestigt sind. Die Innenwelle wird durch ein Getriebe geführt und ist fußendig an der Ausgangswelle eines ersten als Langsamläufer ausgelegten Motors befestigt. An der Hohlwelle ist fußendig ein Zahnrad angeordnet, welches mit einem weiteren Zahnrad kämmt, das an einer parallel zur Innenwelle geführten mit dem Ausgang eines zweiten als Mittelschnellläufer ausgelegten Motors verbindbaren Eingangswelle befestigt ist.
Mit dieser technischen Lösung verbindet sich das Problem, dass bei Abschalten oder Ausfallen einer Antriebsmaschine die mechanische Verbindung mit einer der Wellen verloren geht, so dass nur noch mit einer Schiffsschraube die Manövrierfähigkeit des Schiffes gewährleistet ist. Die zweite Schiffsschraube läuft in einem solchen Fall im Leergang und erhöht dadurch den Verlust der Triebwerksanlage des Schiffes.
Im Schiffsbetrieb mit halber oder geringerer Fahrt ist eines der Aggregate normalerweise abgeschaltet, während das andere Aggregat die Gesamtlast trägt. Hier liegt der Ansatz für den wichtigsten Vorzug eines Schiffsantriebes mit gegenläufigen Schrauben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zur Kraftübertragung für einen Schiffsantrieb mit gegenläufigen Schrauben bei Vermeidung eines Leerganges der Schrauben bereit zu stellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.
Mit der Erfindung verbindet sich der besondere Vorzug, dass entsprechend der erforderlichen Schiffsgeschwindigkeit der Antrieb wahlweise mit allen vier Aggregaten oder mit weniger Aggregaten bis hin zu einem Aggregat ohne Leerlauf einer der Schrauben realisiert werden kann. Das Schiff erhält dadurch nicht nur eine hohe Manövrierfähigkeit, sondern ist auch noch bei Ausfall mehrerer Aggregate steuerbar.
Im Folgenden soll die Erfindung an einer Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt
1 das Schema der erfindungsgemäßen Anordnung zur Kraftübertragung.
Die 1 zeigt das kinematische Schema der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer aus 4 Motoren 20, 21, 22 und 23 bestehenden Antriebsgruppe, dem Getriebe 12 und der an einer Innenwelle 3 angeordneten hinteren Schraube 18 sowie der konzentrisch zur Innenwelle 3 geführten Hohlwelle 4 mit der kopfendig befestigten vorderen Schraube 19.
Mittels der Kupplungen 24, 25, 26 und 27 sind die parallel zu der Innenwelle 3 und der Hohlwelle 4 angeordneten Eingangswellen 1 und 2 mit den Motoren 20, 21, 22 und 23 verbunden. Auf der Eingangswelle 1 sind die Zahnräder 5 und 6 und auf der Eingangswelle 2 die Zahnräder 9 und 10 befestigt. Die Zahnräder 6 und 10 kämmen mit dem Zahnrad 8 und bewirken so die Drehrichtung der eingangs der Hohlwelle 4 angeordneten vorderen Schraube 19. Das an der Eingangswelle 1 befestigte Zahnrad 5 kämmt mit dem Zahnrad 28 und das an der Eingangswelle 2 befestigte Zahnrad 9 mit dem Zahnrad 29. Die Zahnräder 28 und 29 wiederum sind mit dem auf der Innenwelle 3 befestigten Zahnrad 7 in Eingriff. Das Drehmoment der Zahnräder 5 und 9 wird auf diese Weise auf das an der Innenwelle 3 befestigte Zahnrad 7 übertragen, wodurch die Gegenläufigkeit der Schraube 18 zur Schraube 19 erreicht wird.
Wie aus 1 ersichtlich, weist das Getriebe 12 eine innere Trennwand 13 auf, in der die Hohlwelle 4 fußendig gelagert und gegen das Eindringen von Getriebeöl abgedichtet ist.
An der Innenwelle 3 ist das Drucklager 15 und an der Hohlwelle 4 sind das Drucklager 16 und das Radiallager 17 vorgesehen, die hier außerhalb des Getriebes angeordnet beziehungsweise in dessen Gehäuse integriert sind.
Die Eingangswellen 1 und 2 sind jeweils im Gehäuse und der Trennwand 13 des Getriebes 12 gelagert. Die Zahnräder 28 und 29 sind bei dieser Ausführungsform jeweils im Gehäuse des Getriebes 12 gelagert. Sie könnten zusätzlich noch in der Trennwand 13 des Getriebes 12 gelagert werden.
Für die Schrauben 18, 19, die Innenwelle 3 und die Hohlwelle 4 sowie die Drucklager 15 und 16, das Radiallager 17 und die Abdichtungen können standardisierte Bauelemente zum Einsatz kommen.
Die Drehgeschwindigkeit der gegenläufigen Schrauben 18 und 19 kann mittels der Betriebsstoffzufuhr der hier als Antriebsaggregate 20, 21 22 und 23 eingesetzten Dieselmotoren und deren Bewegungsumkehr durch die Änderung der Drehrichtung der Motoren erreicht werden.
Durch die gegebene Möglichkeit des Abschaltens einzelner oder mehrerer Motoren 20, 21, 22 und 23 wird ein für die jeweilige Schiffsgeschwindigkeit maximaler Wirkungsgrad der Schrauben 18 und 19 bei minimalen Strömungsverlusten erreicht. Die Anordnung kann insofern zweiachsig oder dreiachsig betrieben werden.

1: Eingangswelle
2: Eingangswelle
3: Innenwelle
4: Hohlwelle
5: Zahnrad
6: Zahnrad
7: Zahnrad
8: Zahnrad
9: Zahnrad
10: Zahnrad
11: Drucklager
12: Getriebe
13: Trennwand
14: Abdichtung
15: Drucklager
16: Drucklager
17: Drucklager
18: Schraube
19: Schraube
20: Aggregat
21: Aggregat
22: Aggregat
23: Aggregat
24: Kupplung
25: Kupplung
26: Kupplung
27: Kupplung
28: Zahnrad
29: Zahnrad

Claims

Anordnung zur Kraftübertragung für einen Schiffsantrieb mit gegenläufigen Schrauben (18; 19), deren hintere Schraube (18) an einer Innenwelle (3) und deren vordere Schraube (19) an einer koaxial zur Innenwelle (3) geführten Hohlwelle (4) kopfendig angeordnet ist, parallel zur Innenwelle (3) und zur Hohlwelle (4) zwei Eingangswellen (1; 2) vorgesehen sind, auf denen Zahnräder (6; 10) angeordnet sind, die mit einem auf der Hohlwelle (4) befestigten Zahnrad (8) in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, dass – die Eingangswellen (1; 2) mittels einer Kupplung (24; 25; 26; 27) jeweils mit zwei Antriebsaggregaten (20; 21 und 22; 23) verbunden sind, – zwischen dem auf der Innenwelle (3) befestigten Zahnrad (7) und den auf den Eingangswellen (1; 2) befestigten Zahnrädern (9; 5) zwei weitere Zahnräder (28; 29) angeordnet sind, die die Gegenläufigkeit der Schraube (18) zur Schraube (19) bewirken und – die Hohlwelle (4) fußendig in einer innerhalb des Getriebes (12) angeordneten Trennwand (13) gelagert ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle (4) außerhalb des Getriebes (12) das Drucklager (16) vorgesehen ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hohlwelle (4) im Gehäuse des Getriebes (12) das Drucklager (16) vorgesehen sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Eingangswellen (1; 2) im Gehäuse des Getriebes (12) in der Trennwand (13) Lager zur Aufnahme der Radial- und Axialkräfte angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwelle (3) außerhalb des Getriebes (12) das Drucklager (15) vorgesehen ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwelle (3) innerhalb des Gehäuses des Getriebes (12) das Drucklager (11) vorgesehen ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen der Zahnräder (28; 29) im Gehäuse des Getriebes (12) gelagert sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen der Zahnräder (28; 29) in der Trennwand (13) gelagert sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Trennwand (13) gelagerte Hohlwelle (4) mit geeigneten Mitteln (14) gegen das Eindringen von Öl aus dem Getriebe zwischen Hohlwelle (4) und Innenwelle (3) abgedichtet ist.