DE102016214487A1

DE102016214487A1 - Schiffsantriebssystem

Info

Publication number: DE102016214487A1
Application number: DE102016214487.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Kleinheinz
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2016-08-04
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2036-08-05
Also published as: EP3279081A1; DE102016214487B4

Abstract

Schiffsantriebssystem, mit mindestens einem Verbrennungsmotor (9), mit mindestens einer elektrischen Maschine (1), mit einer Antriebswelle (6), wobei die Antriebswelle (6) mittels des oder jedes Verbrennungsmotors (1) und/oder mittels der oder jeder elektrischen Maschine (2) antreibbar ist, mit einer mit der Antriebswelle (6) gekoppelten und von der Antriebswelle (6) antreibbaren Schiffsschraube (13), mit einer Tunnelgetriebeanordnung (2), wobei die Antriebswelle (6) die Tunnelgetriebeanordnung (2) durchsetzt, und wobei über die Tunnelgetriebeanordnung (2) von der Antriebswelle (6) unter Bereitstellung eines Power-Take-Out im generatorischen Betrieb der oder jeder elektrische Maschine (1) Leistung abzweigbar und/oder der Antriebswelle (6) unter Bereitstellung eines Power-Take-In im motorischen Betrieb der oder jeder elektrische Maschine (1) Leistung zuführbar, wobei in die Tunnelgetriebeanordnung (2) ein Drucklager (5) integriert ist, über welches auf die Schiffsschraube (13) und auf die Antriebswelle (6) einwirkende Schubkräfte in ein Schiffsfundament (14) übertragbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiffsantriebssystem.
Aus der DE 197 56 420 C2 ist ein Schiffsantriebssystem mit einem Verbrennungsmotor, einer elektrischen Maschine, einer Antriebswelle, einer mit der Antriebswelle gekoppelten Schiffsschraube und einer Tunnelgetriebeanordnung bekannt. Die Antriebswelle des Schiffsantriebssystems ist mittels des Verbrennungsmotors und mittels der elektrischen Maschine antreibbar. Die elektrische Maschine kann entweder motorisch oder generatorisch betrieben werden, wobei im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine von der Antriebswelle Leistung abzweigt wird, und wobei im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine zum Beispiel bei abgekuppeltem Verbrennungsmotor der Antriebswelle Leistung zuführt wird.
Ein weiteres Schiffsantriebssystem ist aus der DE 10 2008 061 951 A1 bekannt. Dieses Schiffsantriebssystem verfügt über einen Verbrennungsmotor und zwei elektrische Maschinen. Ferner weist dieses Schiffsantriebssystem eine Antriebswelle auf, die eine Tunnelgetriebeanordnung durchsetzt, wobei die Antriebswelle mit einer Schiffsschraube gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen können wiederum motorisch als auch generatorisch betrieben werden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Schiffsantriebssystem schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Schiffsantriebssystem nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist in die Tunnelgetriebeanordnung ein Drucklager integriert, über welches auf die Schiffsschraube und auf die Antriebswelle einwirkende Schubkräfte in ein Schiffsfundament übertragbar sind.
Beim erfindungsgemäßen Schiffsantriebssystem ist in die Tunnelgetriebeanordnung ein Drucklager integriert, über welches auf die Schiffsschraube und auf die Antriebswelle einwirkende Schubkräfte in ein Schiffsfundament übertragbar sind. Die Integration eines solchen Drucklagers in die Tunnelgetriebeanordnung erlaubt eine besonders kompakte Bauform des Schiffsantriebssystems.
Vorzugsweise weisen die Tunnelgetriebeanordnung und das Drucklager ein gemeinsames Gehäuse auf, wobei die Tunnelgetriebeanordnung und das Drucklager über das gemeinsame Gehäuse gemeinsam an das Schiffsfundament angebunden sind. Durch die gemeinsame Fundamentierung über das gemeinsame Gehäuse kann eine noch kompaktere Bauform für das Schiffsantriebssystem gewährleistet werden.
Vorzugsweise ist in das gemeinsame Gehäuse von Tunnelgetriebeanordnung und Drucklager ferner eine Kupplung integriert, wobei die Tunnelgetriebeanordnung mehrere Übersetzungsstufen aufweist, über welche die oder jede elektrische Maschine über die Kupplung an die Antriebswelle ankoppelbar ist. Hierdurch kann eine noch kompaktere Bauform für das Schiffsantriebssystem gewährleistet werden.
Vorzugsweise ist die Kupplung als Ausgleichskupplung mit Ausgleichselementen zur Kompensation von Verlagerungen zwischen der Tunnelgetriebeanordnung und der Antriebswelle ausgebildet. Verlagerungen zwischen Tunnelgetriebeanordnung und Antriebswelle können so einfach kompensiert werden.
Vorzugsweise weisen die Tunnelgetriebeanordnung und das Drucklager eine gemeinsame Ölversorgung auf. Durch die Nutzung einer gemeinsamen Ölversorgung für Tunnelgetriebeanordnung und Drucklager kann die Bauform des Schiffsantriebssystems noch kompakter ausgeführt werden.
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: ein erstes erfindungsgemäßes Schiffsantriebssystem; und
2: ein zweites erfindungsgemäßes Schiffsantriebssystem.
Die Erfindung betrifft ein Schiffsantriebssystem.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schiffsantriebssystems. Das Schiffsantriebssystem verfügt über eine Antriebswelle 6. Die Antriebswelle 6 wird oft auch als Propellerwelle bezeichnet, die mit einer Schiffsschraube 13 gekoppelt ist. Die Antriebswelle 6 treibt die Schiffschraube 13 an.
Das Schiffsantriebssystem verfügt über mindestens einen Verbrennungsmotor 9 und mindestens eine elektrische Maschine 1. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist ein Verbrennungsmotor 9 und eine elektrische Maschine 1 gezeigt. Alternativ zum Verbrennungsmotor 9 können andere elektrische Maschinen oder aber auch Gasturbinen zum Einsatz kommen.
Das Schiffsantriebssystem verfügt weiterhin über eine Tunnelgetriebeanordnung 2, wobei die Antriebswelle 6 die Tunnelgetriebeanordnung 2 im Bereich eines Tunnels 7 der Tunnelgetriebeanordnung 2 durchsetzt. 1 kann entnommen werden, dass zu beiden Seiten der Tunnelgetriebeanordnung 2 im Bereich der Antriebswelle 6 jeweils eine Kupplung 10 bzw. 11 in die Antriebswelle 6 integriert ist. Dann, wenn die Kupplung 11 geschlossen ist, ist die Schiffsschraube 13 an die Antriebswelle 6 angekoppelt. Dann, wenn die Kupplung 10 geschlossen ist, ist der Verbrennungsmotor 9 an die Antriebswelle 6 angekoppelt.
Die Tunnelgetriebeanordnung 2 umfasst mindestens eine Übersetzungsstufe 12, im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Übersetzungsstufen 12, über welche die gezeigte elektrische Maschine 1 an die Antriebswelle 6 ankoppelbar ist, und zwar in 1 über eine in die Tunnelgetriebeanordnung 2 integrierte Kupplung 3. Eine weitere Kupplung 4 ist zwischen die Tunnelgetriebeanordnung 2 und die elektrische Maschine 1 geschaltet.
Dann, wenn die Kupplung 10 geschlossen ist, ist die Antriebswelle 6 vom Verbrennungsmotor 9 aus antreibbar. Dann, wenn die Kupplungen 4 geschlossen ist, ist die Antriebswelle 6 zusätzlich oder alternativ von der elektrischen Maschine 1 aus antreibbar.
Dann, wenn die elektrische Maschine 1 über die Tunnelgetriebeanordnung 2, nämlich über die Übersetzungsstufen 12 und die Kupplungen 3 und 4 Leistung in die Antriebswelle 6 eintreibt, wird die Tunnelgetriebeanordnung 2 sowie die elektrische Maschine 1 als sogenannter Power-Take-In im motorischen Betrieb der elektrischen Maschine 1 genutzt.
Alternativ kann die Tunnelgetriebeanordnung 2 auch einen Power-Take-Out bereitstellen, und zwar dann, wenn über die Tunnelgetriebeanordnung 2 von der Antriebswelle 6 unter Bereitstellung eines generatorischen Betriebs der elektrischen Maschine 1 von der Antriebswelle 6 Leistung abgezweigt wird.
In die Tunnelgetriebeanordnung 2 ist ein Drucklager 5 integriert, über welches auf die Schiffsschraube 13 und auf die Antriebswelle 6 einwirkende Schubkräfte in ein Schiffsfundament 14 übertragbar sind. Durch die Integration des Drucklagers 5 in die Tunnelgetriebeanordnung 2 kann eine kompakte Bauform des Schiffsantriebssystems bereitgestellt werden. Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 können gemeinsam an das Schiffsfundament 14 angebunden werden, eine separate Anbindung ist nicht erforderlich.
Die Tunnelgetriebeanordnung 2 und das Drucklager 5 weisen ein gemeinsames Gehäuse 15 auf. Über das gemeinsame Gehäuse 15 sind die Tunnelgetriebeanordnung 2 und das in die Tunnelgetriebeanordnung 2 integrierte Drucklager 5 gemeinsam an das Schiffsfundament 14 angebunden.
Wie bereits erwähnt, ist auch die Kupplung 3, die der Anbindung der in 1 gezeigten elektrischen Maschine 1 an die Antriebswelle 6 dient, in das Gehäuse 15 von Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 integriert. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist diese Kupplung 3 als Schalt- oder Synchronkupplung ausgeführt, z.B. als eine schaltbare Lamellenkupplung.
Im Ausführungsbeispiel der 1 ist die elektrische Maschine 1 separat an das Maschinenfundament 14 angebunden bzw. am Maschinenfundament 14 gelagert.
2 zeigt ein zweites erfindungsgemäßes Schiffsantriebssystem, welches sich hinsichtlich seiner grundsätzlichen Ausgestaltung dem Schiffsantriebssystem der 1 entspricht, weshalb für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen wird daher für das Schiffsantriebssystem der 2 auf das Schiffsantriebssystem der 1 verwiesen, wobei nachfolgend nur auf solche Details eingegangen wird, durch die sich das Schiffsantriebssystem der 2 vom Schiffsantriebssystem der 1 unterscheidet.
Beim Schiffsantriebssystem der 2 ist die gezeigte elektrische Maschine 1 unmittelbar an das gemeinsame Gehäuse 15 von Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 angebunden, sodass demnach die elektrische Maschine 1 über das gemeinsame Gehäuse 15 von Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 an das Schiffsfundament 14 angebunden ist. Hiermit kann die Bauform des Schiffsantriebssystems noch kompakter ausgeführt werden.
Ein weiterer Unterschied zwischen dem Schiffsantriebssystem der 2 und dem Schiffsantriebssystem der 1 besteht darin, dass beim Schiffsantriebssystem der 2 die in die Tunnelgetriebeanordnung 2 bzw. die in das gemeinsame Gehäuse 15 von Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 integrierte Kupplung 3 als Ausgleichskupplung ausgebildet ist, die über Ausgleichselemente 8 zur Kompensation von Verlagerungen zwischen der Tunnelgetriebeanordnung 2, insbesondere den Übersetzungsstufen 12 derselben, und der Antriebswelle 6 verfügt. Hiermit können sich im Betrieb ausbildende Verlagerungen zwischen der Tunnelgetriebeanordnung 2 und der Antriebskupplung 6 vorteilhaft kompensiert werden.
In den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 weisen die Tunnelgetriebeanordnung 2, insbesondere die Übersetzungsstufen 12 derselben, und das Drucklager 5 vorzugsweise eine gemeinsame Ölversorgung auf. Die gemeinsame Ölversorgung dient der Schmierung und/oder Kühlung der Baugruppen von Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 über Hydrauliköl. Durch die Nutzung einer gemeinsamen Ölversorgung für Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 kann das Schiffsantriebssystem noch kompakter ausgeführt werden. Ferner kann auf eine ölseitige Abdichtung zwischen Tunnelgetriebeanordnung 2 und Drucklager 5 verzichtet werden.
Sind mehrere elektrische Maschinen 1 vorhanden, sind dieselben vorzugsweise über gemeinsame Übersetzungsstufen 12 der Tunnelgetriebeanordnung 2 an die Antriebswelle 6 gekoppelt. Das Schiffantriebssystem kann auch mehrere Verbrennungsmotoren 9 aufweisen. Die Übersetzung der Übersetzungsstufen 12 der Tunnelgetriebeanordnung 2 ist so gewählt, dass die oder jede elektrische Maschinen 1 schneller dreht als die Antriebswelle 6. Hierdurch können Bauraum, Gewicht und Kosten im Bereich der oder jede elektrische Maschine 1 realisiert werden.
Bezugszeichenliste

1: elektrische Maschine
2 T: unnelgetriebeanordnung
3: Kupplung
4: Kupplung
5: Drucklager
6: Antriebswelle
7: Tunnel
8: Ausgleichselement
9: Verbrennungsmotor
10: Kupplung
11: Kupplung
12: Übersetzungsstufe
13: Schiffsschraube
14: Schiffsfundament
15: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19756420 C2 [0002]
DE 102008061951 A1 [0003]

Claims

Schiffsantriebssystem, mit mindestens einem Verbrennungsmotor (9), mit mindestens einer elektrischen Maschine (1), mit einer Antriebswelle (6), wobei die Antriebswelle (6) mittels des oder jedes Verbrennungsmotors (1) und/oder mittels der oder jeder elektrischen Maschine (2) antreibbar ist, mit einer mit der Antriebswelle (6) gekoppelten und von der Antriebswelle (6) antreibbaren Schiffsschraube (13), mit einer Tunnelgetriebeanordnung (2), wobei die Antriebswelle (6) die Tunnelgetriebeanordnung (2) durchsetzt, und wobei über die Tunnelgetriebeanordnung (2) von der Antriebswelle (6) unter Bereitstellung eines Power-Take-Out im generatorischen Betrieb der oder jeder elektrische Maschine (1) Leistung abzweigbar und/oder der Antriebswelle (6) unter Bereitstellung eines Power-Take-In im motorischen Betrieb der oder jeder elektrische Maschine (1) Leistung zuführbar, dadurch gekennzeichnet, dass in die Tunnelgetriebeanordnung (2) ein Drucklager (5) integriert ist, über welches auf die Schiffsschraube (13) und auf die Antriebswelle (6) einwirkende Schubkräfte in ein Schiffsfundament (14) übertragbar sind.
Schiffsantriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelgetriebeanordnung (2) und das Drucklager (5) ein gemeinsames Gehäuse (15) aufweisen.
Schiffsantriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelgetriebeanordnung (2) und das Drucklager (5) über das gemeinsame Gehäuse (15) gemeinsam an das Schiffsfundament (14) angebunden sind.
Schiffsantriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die oder jede elektrische Maschine (1) unmittelbar an das gemeinsame Gehäuse (15) von Tunnelgetriebeanordnung (2) und Drucklager (5) angebunden ist.
Schiffsantriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das gemeinsame Gehäuse (15) von Tunnelgetriebeanordnung (2) und Drucklager (5) ferner eine schaltbare Kupplung (3) integriert ist.
Schiffsantriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (3) als Ausgleichskupplung mit Ausgleichselementen (8) zur Kompensation von Verlagerungen zwischen Tunnelgetriebeanordnung (2) und der Antriebswelle (6) ausgebildet ist.
Schiffsantriebssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (3) als selbstschaltende Synchronkupplung ausgebildet ist.
Schiffsantriebssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelgetriebeanordnung (2) mehrere Übersetzungsstufen (12) aufweist, über welche die oder jede elektrische Maschine (1) über die Kupplung (3) an die Antriebswelle (6) ankoppelbar ist.
Schiffsantriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tunnelgetriebeanordnung (2) und das Drucklager (5) eine gemeinsame Ölversorgung aufweisen.