DE102014005516A1

DE102014005516A1 - Getriebeanordnung für einen Schiffsantrieb und Schiffsantrieb mit einer Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE102014005516A1
Application number: DE102014005516.7A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Pinnekamp; Ingo Sommer
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 2014-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2015-10-15
Also published as: KR102133065B1; KR20150118919A; CN105035298A; CN105035298B

Abstract

Getriebeanordnung (1) für einen Schiffsantrieb, mit einer antriebsseitigen Wellenverbindung (3), an welcher ein Antriebsaggregat (4) anbindbar ist, mit einer ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung (7), an der eine erste anzutreibende Einrichtung (5) anbindbar ist, und mit einer zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung (8), an der eine entgegengesetzt zur Drehrichtung der ersten anzutreibenden Einrichtung (5) anzutreibende zweite Einrichtung (6) anbindbar ist, mit einer sich zwischen der antriebsseitigen Wellenverbindung (3) und der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung (7) erstreckenden Zentralwelle (9), über die ein erster Teil der an der antriebsseitigen Wellenverbindung (3) bereitgestellten Antriebsleistung ohne Drehrichtungsumkehr an der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung (7) bereitstellbar ist, und mit einem ein Sonnenrad (11), mehrere Planetenrädern (12, 13) und eine Hohlrad (14) aufweisenden Planetengetriebe (10), über das ein zweiter Teil der an der antriebsseitigen Wellenverbindung (3) bereitgestellten Antriebsleistung mit Drehrichtungsumkehr an der zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung (8) bereitstellbar ist, wobei das Sonnenrad (11) über mindestens eine Ausgleichskupplung (17) an die Zentralwelle (9) angebunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für einen Schiffsantrieb. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Schiffsantrieb.
Aus der US 4,642,059 A ist ein Schiffsantrieb mit zwei von einem Antriebsaggregat aus gegenläufig angetriebenen Schiffspropellern bekannt. Zwischen das Antriebsaggregat und die beiden gegenläufig angetriebenen Schiffspropeller ist eine Getriebeanordnung geschaltet. Die Getriebeanordnung umfasst eine innere Welle, die dem Antreiben eines ersten Schiffspropellers in einer ersten Drehrichtung dient, sowie ein Planetengetriebe, welches dem Antreiben eines zweiten Schiffspropellers in einer entgegengesetzten zweiten Drehrichtung dient. Das Planetengetriebe umfasst ein Sonnenrad, durch welches sich die innere Welle erstreckt, mehrere mit dem Sonnenrad zusammenwirkende Planetenräder sowie ein Hohlrad. Die aus der US 4,642,059 A bekannte Getriebeanordnung bzw. der aus diesem Stand der Technik bekannte Schiffsantrieb mit einer solchen Getriebeanordnung ermöglicht es, ausgehend von einem gemeinsamen Antriebsaggregat zwei Schiffspropeller in unterschiedlichen Drehrichtungen und damit entgegengesetzt anzutreiben. Gegenläufig angetriebene Schiffspropeller bewirken eine geringere Verwirbelung des Wassers und können den Gesamtwirkungsgrad des Schiffsantriebs verbessern.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Getriebeanordnung für einen Schiffsantrieb und einen neuartigen Schiffsantrieb zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung nach Anspruch 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung weist eine antriebseitige Wellenverbindung, an welcher ein Antriebsaggregat des Schiffsantriebs anbindbar ist, eine erste abtriebsseitige Wellenverbindung, an der eine erste anzutreibende Einrichtung anbindbar ist, und eine zweite abtriebsseitige Wellenverbindung, an der eine entgegengesetzt zur Drehrichtung der ersten anzutreibenden Einrichtung anzutreibende zweite Einrichtung anbindbar ist, auf. Zwischen der antriebsseitigen Wellenverbindung und der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung erstreckt sich eine Zentralwelle, über die ein erster Teil der an der antriebsseitigen Wellenverbindung bereitgestellten Antriebsleistung ohne Drehrichtungsumkehr an der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung bereitstellbar ist. Über ein Planetengetriebe, welches ein Sonnenrad, mehrere Planetenrädern und ein Hohlrad aufweist, ist ein zweiter Teil der an der antriebseitigen Wellenverbindung bereitgestellten Antriebsleistung mit Drehrichtungsumkehr an der zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung bereitstellbar, wobei das Sonnenrad über mindestens eine Ausgleichskupplung an die Zentralwelle angebunden ist. Bedingt dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung das Sonnenrad des Planetengetriebes mit der Zentralwelle über mindestens eine Ausgleichskupplung verbunden ist, kann die über das Planetengetriebe geführte Leistung querkraftfrei dem Sonnenrad des Planetengetriebes zugeführt werden. Ferner kann hierdurch ein radialer Versatz zwischen dem Sonnenrad und den Planetenrädern vorteilhaft ausgeglichen werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Sonnenrad über zwei axial versetzte Ausgleichskupplungen derart an die Zentralwelle angebunden, dass sich zwischen den beiden Ausgleichskupplungen eine die Zentralwelle abschnittsweise umschließende Hohlwelle erstreckt, dass eine erste Ausgleichskupplung zwischen die Zentralwelle und die Hohlwelle geschaltet ist, und dass eine zweite Ausgleichskupplung zwischen die Hohlwelle und das Sonnenrad geschaltet ist. Die Verwendung von zwei axial versetzten Ausgleichskupplungen ist zur querkraftfreien Übertragung der vom Planetengetriebe übertragenen Leistung auf das Sonnenrad des Planetengetriebes besonders vorteilhaft. Ferner kann hierdurch eine besonders kompakte Bauform für die Getriebeanordnung realisiert werden.
Vorzugsweise weist das Planetengetriebe der Getriebeanordnung drei bis fünf ortsfest gelagerte Planetenwellen auf, mit welchen jeweils ein erstes Planetenrad, welches in das Sonnenrad kämmt, und jeweils ein zweites Planetenrad, welches in das Hohlrad kämmt, verbunden ist, wobei die ersten Planetenräder und die zweiten Planetenräder axial versetzt sind und unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Hiermit ist eine besonders vorteilhafte Übertragung des vom Planetengetriebe übertragenen Leistungsanteils des Antriebsaggregats in Richtung auf die mit der zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung koppelbare, zweite anzutreibende Einrichtung möglich.
Vorzugsweise weist das Planetengetriebe der Getriebeanordnung ein Übersetzungsverhältnis zwischen –0,4 und –0,8 auf. Ein derartiges Übersetzungsverhältnis ist für einen Schiffsantrieb mit gegenläufig angetriebenen Schiffspropellern besonders vorteilhaft.
Der erfindungsgemäße Schiffsantrieb ist in Anspruch 8 definiert.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1: eine schematisierte Ansicht einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung für einen Schiffsantrieb.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für einen Schiffsantrieb sowie einen Schiffsantrieb mit einer solchen Getriebeanordnung.
1 zeigt eine Getriebeanordnung 1 bzw. einen Schiffsantrieb 2 mit einer solchen Getriebeanordnung 1, wobei die Getriebeanordnung 1 eine antriebsseitige Wellenverbindung 3 aufweist, an welcher ein Antriebsaggregat 4 des Schiffsantriebs 2 anbindbar ist. Der Schiffsantrieb 2 umfasst ferner zwei gegenläufig angetriebene Schiffspropeller 5, 6, nämlich einen hinteren Schiffspropeller 5 und einen vorderen Schiffspropeller 6, wobei der erste, hintere Schiffspropeller 5 an einer ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung 7 der Getriebeanordnung 1 und der zweite, vordere Schiffspropeller 6 an einer zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung 8 der Getriebeanordnung 1 anbindbar ist.
Zwischen der antriebsseitigen Wellenverbindung 3 der Getriebeanordnung 1 und der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung 7 der Getriebeanordnung 1 erstreckt sich eine Zentralwelle 9, welche ohne Drehrichtungsumkehr und ohne Drehzahlübersetzung der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung 7 und damit den ersten Schiffspropeller 5 in der gleichen Drehrichtung und mit der gleichen Drehzahl antreibt wie die antriebsseitige Wellenverbindung 3 der Getriebeanordnung 1 vom Antriebsaggregat 4 aus angetrieben ist bzw. wird.
Die Getriebeanordnung 1 umfasst weiterhin ein Planetengetriebe 10, welches dem Antreiben der zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung 8 und damit des zweiten Schiffspropellers 6 dient, wobei das Planetengetriebe 10 ein Sonnenrad 11, mehrere Planetenräder 12, 13 und ein vorzugsweise gehärtetes Hohlrad 14 aufweist. Die Zentralwelle 9 erstreckt sich durch das Sonnenrad 11 des Planetengetriebes 10 hindurch. Wie 1 entnommen werden kann, sind erste Planetenräder 12, die in das Sonnenrad 11 kämmen, mit in einem Gehäuse 15 des Planetengetriebes 10 ortsfest gelagerten Planetenwellen 16 verbunden, wobei auch zweite Planetenräder 13 mit den Planetenwellen 16 verbunden sind, wobei die zweiten Planetenräder 13 in das Hohlrad 14 kämmen und axial zu den ersten Planetenrädern 12 versetzt sind. Dabei weisen die zweiten Planetenräder 13 einen kleineren Durchmesser als die ersten Planetenräder 12 auf.
Das Sonnenrad 11 des Planetengetriebes 10 ist mit der Zentralwelle 9 über mindestens eine Ausgleichskupplung 17 verbunden, wobei im gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel das Sonnenrad 11 über zwei axial versetzte Ausgleichskupplungen 17 an die Zentralwelle 9 angebunden ist, nämlich derart, dass sich zwischen den beiden Ausgleichskupplungen 17 eine Hohlwelle 18 erstreckt, welche die Zentralwelle 9 radial außen abschnittsweise umgibt, wobei eine erste Ausgleichskupplung 17 zwischen die Zentralwelle 9 und die Hohlwelle 18 geschaltet ist, wohingegen die zweite Ausgleichskupplung 17 zwischen die Hohlwelle 18 und das Sonnenrad 11 des Planetengetriebes 10 geschaltet ist.
Über diese Anbindung des Sonnenrads 11 des Planetengetriebes 10 an die Zentralwelle 9 der Getriebeanordnung 1 ist es möglich, den vom Planetengetriebe 10 in Richtung auf die zweite abtriebsseitige Wellenverbindung 8 und damit in Richtung auf den zweiten Schiffspropeller 6 übertragenen Leistungsteil querkraftfrei dem Sonnenrad 11 des Planetengetriebes 10 zuzuführen.
Ferner ist durch diese Ausgestaltung ein radialer Versatz zwischen dem Sonnenrad 11 und den Planetenrädern 12 des Planetengetriebes 10 vorteilhaft ausgleichbar.
Die Getriebeanordnung 1 überträgt demnach einen ersten Anteil der vom Antriebsaggregat 4 bereitgestellten Leistung über die Zentralwelle 9 in Richtung auf die erste abtriebsseitige Wellenverbindung 7 und damit in Richtung auf den ersten Schiffspropeller 5. Das Planetengetriebe 10 überträgt einen zweiten Anteil der vom Antriebsaggregat 4 bereitgestellten Leistung in Richtung auf die zweite abtriebsseitige Wellenverbindung 8 und damit in Richtung auf den zweiten Schiffspropeller 6. Die beiden Leistungsanteile sind dabei in etwa gleich groß, sodass demnach über die Zentralwelle 9 und das Planetengetriebe 10 jeweils in etwa 50% der vom Antriebsaggregat 4 bereitgestellten Leistung in Richtung auf die jeweiligen Schiffspropeller 5, 6 übertragen werden.
Wie bereits ausgeführt, überträgt die Zentralwelle 9 den ersten Leistungsanteil der vom Antriebsaggregat 4 bereitgestellten Leistung derart in Richtung auf den ersten Schiffspropeller 5, dass Drehrichtung und Drehzahl der antriebsseitigen Wellenverbindung 3 und erster abtriebsseitigen Wellenverbindung 7 identisch sind. Das Planetengetriebe 10 bewirkt eine Drehrichtungsumkehr und ferner, dass der Betrag der Drehzahl der zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung 8 kleiner ist als der Betrag der Drehzahl der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung 7 und damit der antriebsseitigen Wellenverbindung 3. Das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 10 beträgt dabei vorzugsweise zwischen –0,4 und –0,8.
Die erfindungsgemäße Anbindung des Sonnenrads 11 des Planetengetriebes 10 an die Zentralwelle 9 über die beiden Ausgleichskupplungen 7 sorgt dafür, dass die vom Planetengetriebe 10 zu übertragende Leistung querkraftfrei dem Sonnenrad 11 zugeführt werden kann.
Das Sonnenrad 11 steht mit mehreren, vorzugsweise mit drei bis fünf, ersten Planetenrädern 12 in kämmendem Eingriff, wobei diese ersten Planetenräder 12 zusammen mit den zweiten Planetenrädern 13 axial zueinander versetzt an Planetenwellen 16 befestigt sind, die im Gehäuse 15 des Planetengetriebes 10 bzw. der Getriebeanordnung 1 drehbar, jedoch ortsfest, gelagert sind. Die Lagerung der Planetenwellen 16 im Gehäuse 15 des Planetengetriebes 10 bzw. der Getriebeanordnung 1 erfolgt dabei vorzugsweise über Wälzlager oder Gleitlager. Bei den Ausgleichskupplungen 17 kann es sich um Zahnkupplungen oder auch um elastische Kupplungen handeln.
Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung 1 zeichnet sich durch eine flexible Übersetzungswahl, optimale Lastverteilung, geringes Überlast-Risiko bzw. hohe Betriebssicherheit sowie optimale Lasteinleitung auf das Planetengetriebe 10 aus. Die Bauform ist derselben besonders kompakt und das Gewicht derselben ist gering.
Bezugszeichenliste

1: Getriebeanordnung
2: Schiffsantrieb
3: antriebsseitige Wellenverbindung
4: Antriebsaggregat
5: erster Schiffspropeller
6: zweiter Schiffspropeller
7: erste abtriebsseitige Wellenverbindung
8: zweite abtriebsseitige Wellenverbindung
9: Zentralwelle
10: Planetengetriebe
11: Sonnenrad
12: erstes Planetenrad
13: zweites Planetenrad
14: Hohlrad
15: Planetenrad
16: Planetenwelle
17: Ausgleichskupplung
18: Hohlwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4642059 A [0002, 0002]

Claims

Getriebeanordnung (1) für einen Schiffsantrieb, mit einer antriebseitigen Wellenverbindung (3), an welcher ein Antriebsaggregat (4) anbindbar ist, mit einer ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung (7), an die eine erste anzutreibende Einrichtung (5) anbindbar ist, und mit einer zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung (8), an die eine entgegengesetzt zur Drehrichtung der ersten anzutreibenden Einrichtung (5) anzutreibende zweite Einrichtung (6) anbindbar ist, mit einer sich zwischen der antriebseitigen Wellenverbindung (3) und der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung (7) erstreckenden Zentralwelle (9), über die ein erster Teil der an der antriebseitigen Wellenverbindung (3) bereitgestellten Antriebsleistung ohne Drehrichtungsumkehr an der ersten abtriebsseitigen Wellenverbindung (7) bereitstellbar ist, und mit einem ein Sonnenrad (11), mehrere Planetenrädern (12, 13) und ein Hohlrad (14) aufweisenden Planetengetriebe (10), über das ein zweiter Teil der an der antriebseitigen Wellenverbindung (3) bereitgestellten Antriebsleistung mit Drehrichtungsumkehr an der zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung (8) bereitstellbar ist, wobei das Sonnenrad (11) über mindestens eine Ausgleichskupplung (17) an die Zentralwelle (9) angebunden ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (11) über zwei axial versetzte Ausgleichskupplungen (17) derart an die Zentralwelle (9) angebunden ist, dass sich zwischen den beiden Ausgleichskupplungen (17) eine die Zentralwelle (9) abschnittsweise umschließende Hohlwelle (18) erstreckt, dass eine erste Ausgleichskupplung (17) zwischen die Zentralwelle (9) und die Hohlwelle (18) geschaltet ist, und dass eine zweite Ausgleichskupplung (17) zwischen die Hohlwelle (18) und das Sonnenrad (11) geschaltet ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Ausgleichskupplung (17) eine Zahnkupplung ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede Ausgleichskupplung (17) eine elastische Kupplung ist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetenräder (12), die mit jeweils einer ortsfest gelagerten Planetenwelle (16) verbunden sind, in das Sonnenrad (11) kämmen, und das zweite Planetenräder (13), die mit axialem Abstand zu den ersten Planetenrädern (12) ebenfalls mit den Planetenwellen (16) verbunden sind, in das Hohlrad (14) kämmen, wobei das Hohlrad (14) mit der zweiten abtriebsseitigen Wellenverbindung (8) verbunden ist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe drei bis fünf ortsfest gelagerte Planetenwellen (16) aufweist, mit welchen jeweils ein erstes Planetenrad (12), welches in das Sonnenrad (11) kämmt, und jeweils ein zweites Planetenrad (13), welches in das Hohlrad (14) kämmt, verbunden ist.
Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (10) ein Übersetzungsverhältnis zwischen –0,4 und –0,8 aufweist.
Schiffsantrieb (2), mit einem Antriebsaggregat (4), mit einem ersten anzutreibenden Schiffspropeller (5) und mit einem entgegengesetzt anzutreibenden zweiten Schiffspropeller (6), gekennzeichnet durch eine zwischen die beiden Schiffspropeller (5, 6) und das Antriebsaggregat (4) geschaltete Getriebeanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.