DE102005050021A1

DE102005050021A1 - Schiffsgetriebe

Info

Publication number: DE102005050021A1
Application number: DE200510050021
Authority: DE
Inventors: Hartmut Hultsch
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe zur Übertragung der Antriebsleistung von mindestens einem Antriebsmotor auf Schiffsantriebselemente, wie Propeller oder Waterjet, mit mindestens zwei Schaltstufen, wobei die zweite und ggf. jede weitere Schaltstufe durch ein zuschaltbares Planetengetriebe erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Schiffsgetriebe werden meist mit einer festen Übersetzung ausgeführt. In Einzelfällen werden Mehrganggetriebe verlangt, um für verschiedene Betriebszustände die jeweils beste Übersetzung vom Antriebsmotor auf die Abtriebswelle (z.B. Propeller oder Wasserstrahlantrieb) zu erreichen. Dies ist vor allem bei Mehrmotorenanlagen erforderlich, bei welchen die Antriebsleistung beispielsweise durch mehrere Dieselmotoren, Elektromotoren oder Gasturbinen bzw. durch Kombination verschiedener dieser Antriebseinrichtungen aufgebracht wird und die jeweiligen Motoren im Bereich zwischen Teillast – wo nur eine Antriebsmaschine eingesetzt wird – und Volllast – wo alle Antriebsmaschinen eingesetzt werden – immer mit ihrer optimierten Nenndrehzahl betrieben werden können.

In der Regel werden als Mehrganggetriebe für Schiffsantriebe Vorschaltgetriebestufen eingesetzt, die mit hydraulisch geschalteten Lamellenkupplungen zu- und abgeschaltet werden. Ebenso ist die Kombination von hydraulisch geschalteten Lamellenkupplungen mit Freiläufen oder so genannten Synchronkupplungen bekannt.

Nachteilig bei diesen Lösungen ist ein erheblicher Mehraufwand hinsichtlich Gewicht und Kosten.

Bei Anwendungsfällen, bei denen ein zweiter Gang nur in Ausnahmefällen geschaltet werden soll, sind Lösungen möglich, bei welchen Komponenten der Anlage im Stillstand ein- bzw. ausgerückt werden können und damit ein zweiter Gang geschaltet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompaktes, gewichtssparendes Schaltgetriebe für eine Schiffsantriebsanlage zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird in vorteilhafter Weise nur ein einziges Vorgelege als Untersetzungsgetriebestufe benötigt, welches von allen Motoren benützt wird. Dadurch werden vorteilhaft Gewicht und Kosten gespart.

Durch das erfindungsgemäße Schaltgetriebe können die Antriebsmotoren optimal mit ihrer Nenndrehzahl an die Propellerlastkurve angepasst werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe kann jeder der beiden Antriebsmotoren vorteilhaft einzeln mit dem zweiten Gang den Propeller oder andere Antriebselemente wie beispielsweise einen Waterjet antreiben.

Beim Umschalten von einer zur anderen Getriebeschaltstufe bleibt bei dem erfindungsgemäßen Schaltgetriebe vorteilhaft die Drehrichtung der Abtriebswelle unverändert.

Für das Umschalten des erfindungsgemäßen Schaltgetriebes ist vorteilhaft nur ein einziger Stellmechanismus erforderlich.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die
1 zeigt eine beispielhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Schiffsgetriebes.
Das in 1 als Schnittbild dargestellte Ausführungsbeispiel basiert auf einem Zweimotorengetriebe, wobei im Normalbetrieb beide Motoren 12 gleichzeitig auf die Abtriebswelle 2 treiben. Dabei ist der Normalgang mit der kleineren Übersetzung, d.h. mit der höheren Abtriebsdrehzahl ausgelegt. Mit der Abtriebswelle 2 kann ein Propeller oder Waterjetantrieb verbunden werden.
Wird ein Betriebszustand wie im Einmotorenbetrieb gewünscht, so kann während eines kurzen Stillstandes der Anlage der zweite Gang mit der zusätzlichen Übersetzung eingelegt werden, der in der Summe eine höhere Übersetzung und damit eine kleinere Abtriebsdrehzahl ergibt. Dadurch kann der Motor 12 mit seiner Nenndrehzahl optimal auf die Propellerlastkurve angepasst werden.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht aus einem zusätzlichen Planetengetriebe 1, das an der gemeinsamen Abtriebswelle 2 angeordnet ist. Das Planetengetriebe ist dabei über eine Hohlwelle 3a mit der Abtriebswelle 2 verbunden und zentrisch um eine gedachte Verlängerung der Abtriebswelle 2 herum angeordnet. Der Antrieb geht von einem gemeinsamen Hauptabtriebsstirnrad 3 auf ein Hohlrad 4 des Planetengetriebes 1. Der Abtrieb erfolgt über einen Planetenträger 5, in dem die Planetenräder gelagert sind, auf die Hauptabtriebswelle 2. Das Sonnenrad 6 kann entweder gegen das Gehäuse 8 blockiert werden oder läuft mit dem Planetensatz frei um. Damit kann jeder der beiden Motoren 12 mit dem gleichen Planetenzusatzgetriebe 1 in der zweiten Schaltstufe betrieben werden.
Im ersten Gang bzw. der ersten Schaltstufe, die in der oberen Hälfte der Zeichnung dargestellt ist, in der Regel meist der Normalbetrieb, wird das Planetengetriebe 1 als Block geschaltet, wobei das antreibende Hohlrad 4 mit dem abtreibenden Planetenträger 5 über eine Zahnkupplung 7 direkt gekuppelt wird. Das Sonnenrad 6 ist dabei frei drehbar und läuft mit dem Planetensatz gemeinsam um.
Zum Umschalten auf den zweiten Gang bzw. die zweite Schaltstufe wird im Stillstand die Verbindung der Zahnkupplung 7 zwischen Hohlrad 4 und Planetenträger 5 unterbrochen und das Sonnenrad 6 gegen das Gehäuse 8 blockiert. Damit kann bei gleich bleibender Drehrichtung der Abtriebswelle 2 eine vorgegebene zusätzliche Untersetzung erreicht werden. Diese Schaltstellung ist in der unteren Bildhälfte dargestellt.
Der Umschaltmechanismus ist so gestaltet, dass mit einem einzigen Stellmechanismus 9 beide Stellvorgänge, nämlich das Auskuppeln der Zahnkupplung 7 und das Festsetzen des Sonnenrades 6 gleichzeitig betätigt werden. Dazu ist der Stellmechanismus 9 als Schiebeeinrichtung ausgeführt, welche die Zahnkupplung 7 und das Blockierelement des Sonnenrades gleichzeitig verschiebt, wobei das Sonnenrad 6 – wie in der unteren Bildhälfte dargestellt – im zweiten Gang mit dem Gehäuse 8 geblockt und der Planetenträger 5 vom Hohlrad entkoppelt wird. In der entgegengesetzten Schieberichtung wird der Planetenträger 5 mit dem Hohlrad gekuppelt, während das Sonnenrad 6 aus der Arretierung am Gehäuse 8 herausgeschoben wird – wie in der oberen Bildhälfte dargestellt ist.
Zum erleichterten Finden einer korrekten „Zahn auf Lücke" Stellung zum Einrücken kann eine zusätzliche Dreheinrichtung 10 vorgesehen werden, mit welcher die Zahnräder unabhängig von den Motoren 12 verdreht werden können.
Eine Automatisierung des Ein- und Ausrückens ist durch eine im Betrieb schaltbare Bremse, die zwischen Sonnenrad 6 und dem Gehäuse 8 angeordnet ist, sowie durch eine im Betrieb schaltbare Reibungskupplung oder Synchronkupplung bzw. Freilauf zwischen Hohlrad 4 und Planetenträger 5 möglich. Hierzu können beispielsweise Lamellenkupplungen oder Scheibenbremsen oder Lamellenbremsen vorgesehen werden.
Die Schaltstellung der beiden Gänge kann über Stellungssensoren an ein Schiffssteuersystem gemeldet werden.

1: Planetengetriebe
2: Abtriebswelle
3: Abtriebsrad
3a: Hohlwelle
4: Hohlrad
5: Planetenträger
6: Sonnenrad
7: Zahnkupplung
8: Gehäuse
9: Verstelleinrichtung
10: Drehvorrichtung
11: Planetenlagerung
12: Motor

Claims

Schiffsgetriebe zur Übertragung der Antriebsleistung von mindestens einem Antriebsmotor auf Schiffsantriebselemente, wie Propeller oder Waterjet, mit mindestens zwei Schaltstufen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und ggf. jede weitere Schaltstufe durch ein zuschaltbares Planetengetriebe (1) erzeugt wird.
Schiffsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) über eine Hohlwelle (3a) mit einer Abtriebswelle verbunden ist und das Planetengetriebe zentrisch um eine gedachte Verlängerung der Abtriebswelle herum angeordnet ist.
Schiffsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) für die erste Schaltstufe als Block schaltbar ist, wobei das Hauptabtriebsrad (3) mit der Abtriebswelle (2) über eine Zahnkupplung (7) kuppelbar ist.
Schiffsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment in der zweiten Schaltstufe bei gehäusefestem Sonnenrad (6) über das Hohlrad (4) in das Planetengetriebe (1) eingetrieben und über einen Planetenträger (5) abgetrieben wird.
Schiffsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) durch eine Verstelleinrichtung (9) bei Stillstand der Anlage von einer zur anderen Schaltstufe schaltbar ist.
Schiffsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Getriebeelementen des Planetengetriebes (1) Bremsen, lastschaltbare Kupplungen und/oder Freiläufe vorgesehen sind und das Planetengetriebe bei rotierender Anlage schaltbar ist.
Schiffsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (1) bei einer Mehrmotorenanlage mit jedem Motor (12) in der zweiten Schaltstufe betreibbar ist.
Schiffsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Getriebeelement eine Drehvorrichtung (10) vorgesehen ist, mit welcher die Zahnräder in schaltbare Positionen verdrehbar sind.
Schiffsgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung der Planetenräder mit Wälz- oder Gleitlagerungen ausführbar sind.