DE102018109085A1

DE102018109085A1 - Drive arrangement for compensation and / or to reduce and / or reduce the rolling motion and / or the pitching motion of a watercraft

Info

Publication number: DE102018109085A1
Application number: DE102018109085.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2019-10-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung (1) zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges, insbesondere eines Schiffes mit mindestens einer Antriebseinheit (3), wobei das Wasserfahrzeug mindestens einen Schiffsrumpf (2) aufweist und die Antriebseinheit (3) um eine Hochachse (y-Achse) des Schiffrumpfes (2) drehbar ist.Die Roll- und/oder Stampfbewegung eines Wasserfahrzeugs sind dadurch vermindert, dass die Antriebseinheit (3) zudem um eine Querachse (z-Achse) des Schiffrumpfes (2) schwenkbar ist.The invention relates to a drive arrangement (1) for compensating and / or reducing and / or reducing the rolling movement and / or pitching motion of a watercraft, in particular a ship having at least one drive unit (3), the vessel having at least one ship's hull (2). The rolling and / or tamping movement of a watercraft are thereby reduced, that the drive unit (3) also about a transverse axis (z-axis ) of the hull (2) is pivotable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a drive arrangement for compensation and / or for reducing and / or reducing the rolling movement and / or the pitching movement of a watercraft according to the features of the preamble of claim 1.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern der zuvor genannten Antriebsanordnung, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 17.Furthermore, the invention relates to a method for controlling the aforementioned drive arrangement, according to the features of the preamble of claim 17.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Antriebsanordnung zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges, insbesondere eines Schiffes, mit mindestens einer Antriebseinheit, und ein Verfahren zum Steuern dieser Antriebsanordnung, wobei das Wasserfahrzeug, insbesondere ein Schiff, mindestens einem Schiffsrumpf aufweist und die Antriebseinheit um eine Hochachse (y-Achse) des Schiffrumpfes drehbar ist.In particular, the invention relates to a drive arrangement for compensating and / or reducing and / or reducing the rolling motion and / or the pitching motion of a watercraft, in particular a ship, with at least one drive unit, and a method for controlling this drive arrangement, wherein the watercraft, in particular a ship, at least one ship's hull and the drive unit is rotatable about a vertical axis (y-axis) of the ship's hull.

Wasserfahrzeuge, insbesondere Schiffe, sind in ihrem Betrieb teilweise erheblichen Änderung ihrer Umgebungsbedingungen ausgesetzt. So bewirkt insbesondere starker Seegang bzw. Wellengang unbeabsichtigte, unkomfortabel und zum Teil auch gefährliche Schiffsbewegungen in Form von Rollbewegungen und/oder von Stampfbewegungen des Wasserfahrzeugs bzw. des Schiffes. Je nach relativer Ausrichtung der Wellen gegenüber dem Wasserfahrzeug, insbesondere gegenüber der Längsachse und/oder Querachse. Dabei treten die Schiffsbewegungen, insbesondere die Rollbewegungen und/oder Stampfbewegungen in Längsrichtung des Schiffes bzw. quer zur Längsrichtung oder in überlagerter Form auf.Watercraft, especially ships, are sometimes exposed to significant changes in their environmental conditions during operation. Thus, in particular strong swell or wave causes unintentional, uncomfortable and sometimes dangerous ship movements in the form of rolling movements and / or pitching movements of the vessel or the ship. Depending on the relative orientation of the waves relative to the watercraft, in particular with respect to the longitudinal axis and / or transverse axis. In this case, the ship movements, in particular the rolling movements and / or pitching movements occur in the longitudinal direction of the ship or transversely to the longitudinal direction or in superposed form.

Um diese Schiffsbewegungen (Rollbewegungen und/oder Stampfbewegungen) zu kompensieren, beziehungsweise zu unterbinden ist aus dem Stand der Technik ( EP 2 338 786 B1 ), von dem die Erfindung ausgeht, eine Antriebsanordnung als Teil eines Systems zur Orientierung eines Schiffs bekannt, welches hier insbesondere mehrere Antriebseinheiten, insbesondere sogenannte „Ruderpropeller“ bzw. sogenannte „POD's“, aufweist, um eine Stampfminimierung bzw. Rollminimierung eines Schiffes zu erreichen. Die Antriebseinheiten sind unabhängig voneinander um eine vertikale Achse drehbar angeordnet. Das System zur Orientierung eines Schiffs weist ferner eine programmierbare Steuervorrichtung auf, welche zum Steuern des Betriebs der Antriebseinheiten programmiert werden kann, um die Orientierung des Schiffs in einer ausgewählten globalen Position, basierend auf GPS-Daten, und/oder auf einem vorbestimmten Kurs zu halten. Die Steuervorrichtung ist derart konfiguriert, dass diese zum Empfangen des Nickens/Stampfen und der Rollbewegung des Schiffs ausgebildet ist. Die Steuervorrichtung ist ferner zum Steuern des Betriebs der Mehrzahl der Antriebseinheiten programmiert, um den Kurs des Schiffs so zu verändern, um zumindest das Stampfen oder das Rollen zu minimieren, während aber insbesondere gleichzeitig das Schiff in der ausgewählten globalen Position (GPS-Position) gehalten wird.In order to compensate for these ship movements (rolling movements and / or tamping movements), or to prevent them, it is known from the prior art ( EP 2 338 786 B1 ), from which the invention proceeds, a drive arrangement known as part of a system for orientation of a ship, which in particular a plurality of drive units, in particular so-called "rudder propeller" or so-called "POD's", in order to achieve a minimization of minimization or roll minimization of a ship , The drive units are independently rotatable about a vertical axis. The ship orientation system further includes a programmable controller that may be programmed to control the operation of the propulsion units to maintain the ship's orientation in a selected global position based on GPS data and / or at a predetermined heading , The control device is configured to be configured to receive pitching / pitching and roll motion of the ship. The controller is further programmed to control the operation of the plurality of drive units to change the course of the ship so as to minimize at least stomping or taxiing, while particularly at the same time maintaining the vessel in the selected global position (GPS position) becomes.

Aus der DE 200 21 466 U1 ist eine Antriebsanordnung für ein Wasserfahrzeug bekannt, welches in einem Doppelboden eines Schiffrumpfes einen sogenannten „Ruderpropeller“ oder „POD“ aufweist. Der Ruderpropeller ist um eine vertikale Achse bzw. um eine Hochachse drehbar, so dass die Schubrichtung des Propellers und damit die Fahrtrichtung des Schiffs verändert werden kann. Zum Antrieb des Propellers ist ein Motor, insbesondere ein Elektromotor vorgesehen, der in einer Gondel unterhalb des Schiffsbodens angeordnet ist. Der Elektromotor wird aus dem Inneren des Schiffsrumpfes heraus mit Energie versorgt, wobei dessen Abtriebswelle an einemEnde der Gondel aus dieser herausgeführt ist und außerhalb der Gondel einen Propeller trägt, der angetrieben wird.From the DE 200 21 466 U1 a drive arrangement for a watercraft is known which has a so-called "rudder propeller" or "POD" in a double bottom of a ship's hull. The Rudderpropeller is rotatable about a vertical axis or about a vertical axis, so that the thrust direction of the propeller and thus the direction of travel of the ship can be changed. To drive the propeller, a motor, in particular an electric motor is provided, which is arranged in a nacelle below the bottom of the ship. The electric motor is energized from inside the ship's hull with its output shaft at one end of the nacelle coming out of it and carrying outside the nacelle a propeller which is driven.

Ferner sind aus der DE 10 2015 009 440 A1 Antriebsstabilisatoren für Schiffe bekannt, welche insbesondere den Rollbewegungen des Schiffes entgegenwirken sollen. Hierzu sind Ausleger an beiden Längsseiten eines Schiffes unterhalb der Wasserlinie angeordnet, so dass die Ausleger in einem bestimmten Winkel ein- und ausschwenkbar sind. Am äußeren Ende der Ausleger sind jeweils innerhalb eines Gehäuses Elektromotoren angeordnet, welche jeweils einen Zugpropeller antreiben. Die Gehäuse mit den Zugpropellern sind mittels einer Hydraulik verstellbar. Die Steuerung erfolgt mittels eines Gyroskops, wodurch die Ausleger, die Gehäuse und die Zugpropeller je nach Wetterlage bzw. Wellengang mit verschiedenen Programmen angesteuert werden können, um den Schiffsbewegungen, insbesondere den Rollbewegungen entgegen zu wirken.Furthermore, from the DE 10 2015 009 440 A1 Drive stabilizers for ships known which are intended to counteract in particular the rolling motions of the ship. For this purpose, arms are arranged on both sides of a ship below the waterline, so that the boom can be swung in and out at a certain angle. At the outer end of the boom electric motors are each arranged within a housing, which each drive a traction propeller. The housing with the traction propellers are adjustable by means of a hydraulic system. The control is done by means of a gyroscope, whereby the boom, the housing and the traction propeller can be controlled depending on the weather or waves with various programs to counteract the ship movements, in particular the rolling movements.

Aus der DE 2 421 757 A1 geht ein Verfahren zur Bestimmung der Stabilität eines Schiffes hervor, wobei der Mittelwert der Schiffsrollperiode bzw. der am häufigsten auftretende Wert der Schiffsrollperiode bestimmt wird und wobei in Abhängigkeit des auf diese Weise bestimmten Wertes die Stabilität des Schiffes bestimmt wird. Es ist ein eine Schiffsrollperiode bestimmender Detektor vorgesehen, welcher in Abhängigkeit einer vorgegebenen Rollposition des Schiffes jeweils ein Signal abgibt und wobei das von dem Detektor abgegebene Signal einer Berechnungseinrichtung zugeführt wird, welche ausgangsseitig mit einer Anzeige verbunden ist. Der Detektor weist eine Art Schwungrad auf, welches auf einer in Längsrichtung des Schiffes gelagerten Welle befestigt ist. Die Welle weist ferner ein Lager mit einem vorgegebenen Reibwiderstand und einem Kontakthebel auf. Das freie Ende des Kontakthebels ist zwischen zwei Kontaktstücken frei bewegbar. Wenn der Kontakthebel den Kontakt mit dem Kontaktstück aufgrund einer Relativbewegung des Schwungrades gegenüber dem Schiff verliert, wird durch die Kontaktunterbrechung mit Hilfe des Detektors ein Impuls erzeugt, welcher der Berechnungseinrichtung zugeführt wird, die das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen bestimmt. So lässt sich die Dauer eines einer Schiffsrollperiode bestimmen und ein Mittelwert berechnen.From the DE 2 421 757 A1 A method for determining the stability of a ship is provided, wherein the mean value of the ship's roll period or the most frequently occurring value of the ship's rolling period is determined and the stability of the ship is determined depending on the value determined in this way. A detector determining a ship's rolling period is provided, which in each case emits a signal as a function of a predetermined rolling position of the ship and wherein the signal emitted by the detector is fed to a calculation device, which is connected on the output side to a display. The detector has a kind of flywheel on which attached to a shaft mounted in the longitudinal direction of the vessel. The shaft further includes a bearing with a predetermined frictional resistance and a contact lever. The free end of the contact lever is freely movable between two contact pieces. When the contact lever loses contact with the contact piece due to relative movement of the flywheel relative to the ship, the interruption of contact with the detector generates a pulse which is fed to the calculating means which determines the time interval between two successive pulses. Thus, the duration of a ship rolling period can be determined and an average calculated.

Schließlich offenbart die DE 10 2005 056 469 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung von Rollbewegungen von Wasserfahrzeugen. Das Verfahren wird mit mindestens einer Antriebsanordnung, insbesondere einem Propeller durchgeführt. Der Propeller umfasst einen rotierenden Radkörper, welcher am Außenumfang achsparallele Flügel trägt, welche drehbar um ihre Längsachse gelagert sind. Die Flügel erzeugen in Abhängigkeit der Rollbewegung des Wasserfahrzeuges durch Veränderung der Stellung der Flügel einen Schub. Die Verstellung der Flügel zur Erzeugung eines Schubes erfolgt wahlweise bei Erfassung einer die Rollbewegung des Schiffes charakterisierende Größe oder einem Signal zur Aktivierung der Rollstabilisierung.Finally, the reveals DE 10 2005 056 469 A1 a method and apparatus for damping rolling motions of watercraft. The method is carried out with at least one drive arrangement, in particular a propeller. The propeller comprises a rotating wheel body which carries on the outer circumference axially parallel wings, which are rotatably mounted about their longitudinal axis. The wings generate depending on the rolling motion of the watercraft by changing the position of the wing thrust. The adjustment of the wings to generate a thrust takes place optionally upon detection of a characterizing the rolling motion of the ship or a signal to activate the roll stabilization.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebsanordnungen zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges, von der die Erfindung ausgeht ( EP 2 338 786 B1 ), sind jedoch noch nicht optimal ausgebildet. Die Antriebsanordnung weist zwar auch sogenannte „POD's“ bzw. „Ruderpropeller“ als Antriebseinheiten auf, welche um eine Hochachse drehbar sind. Da aber, je nach relativer Ausrichtung der Wellen gegenüber dem Wasserfahrzeug, insbesondere gegenüber der Längsachse und/oder der Querachse die Rollbewegungen und/oder Stampfbewegungen in überlagerter Form auftreten können, und diese die räumliche Lage des Wasserfahrzeugs dementsprechend in allen Raumachsen beeinflusst, ist die bekannte Antriebseinheit zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung nur gering wirksam. Diese bekannte Antriesbanordnung ist daher noch nicht optimal ausgebildet.The drive arrangements known from the prior art for compensating and / or for reducing and / or reducing the rolling motion and / or the pitching motion of a watercraft from which the invention is based ( EP 2 338 786 B1 ), but are not yet optimally formed. Although the drive assembly also has so-called "POD's" or "Rudderpropeller" as drive units, which are rotatable about a vertical axis. However, since, depending on the relative orientation of the waves relative to the vessel, in particular with respect to the longitudinal axis and / or the transverse axis, the rolling movements and / or pitching movements can occur in superimposed form, and this affects the spatial position of the vessel accordingly in all spatial axes, the well-known Drive unit for reducing the rolling motion and / or the pitching movement only slightly effective. This known Antriesbanordnung is therefore not yet optimally formed.

Auch die anderen im Stand der Technik bekannten Antriebsanordnungen zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges, sind noch nicht optimal ausgebildet, auch sind hier diese Antriebseinheiten nur bedingt wirksam, wobei auch die damit verbundenen Herstell- und/oder Montagekosten aufgrund der Anzahl dieser Vorrichtungen und Antriebseinheiten sowie deren Energiebedarf entsprechend hoch sind.The other known in the art drive arrangements for compensation and / or to reduce and / or reduce the rolling motion and / or the pitching motion of a watercraft, are not yet optimally formed, even here these drive units are only partially effective, with the so connected manufacturing and / or assembly costs due to the number of these devices and drive units and their energy requirements are correspondingly high.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Antriebsanordnung, von dem die Erfindung ausgeht, nun derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Kompensation und/oder Minderung und/oder Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges hoch wirksam erfolgen kann bzw. mit einer höheren Wirksamkeit erfolgt und die damit verbundenen Herstell- und/oder Montagekosten verringert sind. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde für die bekannte Antriebsanordnung ein Steuerungsverfahren anzugeben, mit Hilfe dessen die zuvor genannte Antriebsanordnung steuerungstechnisch und kostengünstig betrieben werden kann.The invention is therefore based on the object, the known drive arrangement, from which the invention proceeds, now to design and develop such that the compensation and / or reduction and / or reduction of the rolling motion and / or the pitching motion of a vessel can be highly effective or takes place with a higher efficiency and the associated manufacturing and / or assembly costs are reduced. Furthermore, the invention is based on the object for the known drive arrangement to provide a control method, by means of which the aforementioned drive arrangement can be operated control technology and cost.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst - für die Antriebsanordnung - durch die Merkmale der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche 1, 2 oder 3 gelöst.The object indicated above is now initially - for the drive assembly - achieved by the features of the respective independent claims 1, 2 or 3.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist - für das Verfahren - insbesondere durch die Merkmale des Patentanspruches 17 gelöst.The above-indicated object is - for the method - in particular by the features of claim 17.

Dadurch dass die Antriebseinheit zudem um eine Querachse (z-Achse) des Schiffrumpfes schwenkbar ist, oder dass die Antriebseinheit zudem um eine Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes schwenkbar ist, oder dass die Antriebseinheit zudem um eine Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes und um eine Querachse (z-Achse) des Schiffrumpfes schwenkbar ist, werden nun verschiedene Vorteile erzielt. Insbesondere ist die Antriebseinheit bzw. sind die Antriebseinheiten so steuerbar und/oder verschwenkbar, insbesondere ist zusätzlich auch der jeweilige Schub bzw. die jeweilige Stärke und/oder Größe der Schubkraft der jeweiligen Antriebseinheit so steuerbar, dass die entsprechenden Vorteile erzielt sind, insbesondere auch der Energiebedarf entsprechend optimiert, insbesondere verringert ist.The fact that the drive unit is also pivotable about a transverse axis (z-axis) of the ship's hull, or that the drive unit is also pivotable about a longitudinal axis (x-axis) of the ship's hull, or that the drive unit also about a longitudinal axis (x-axis) of Schiffrumpfes and is pivotable about a transverse axis (z-axis) of the ship's hull, now various advantages are achieved. In particular, the drive unit or the drive units are controllable and / or pivotable, in particular also the respective thrust or the respective strength and / or magnitude of the thrust of the respective drive unit is controlled so that the corresponding advantages are achieved, in particular the Energy demand is optimized accordingly, in particular reduced.

Das Grundprinzip geht zunächst dahin, das eine veränderbare Schubrichtung sowohl um die Hochachse (y-Achse) des Schiffrumpfes und mindestens um eine weitere Achse, wirksam zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges führt. Hierzu ist es äußerst vorteilhaft, wenn die Schubrichtung der Antriebseinheit entgegengesetzt der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung ausgerichtet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Antriebseinheit neben einer Drehbewegung um eine Hochachse (y-Achse) des Schiffrumpfes zudem zusätzlich um eine weitere Achse, insbesondere um die Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes oder um die Querachse (z-Achse) des Schiffrumpfes oder sogar um die Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes und um die Querachse (z-Achse) des Schiffrumpfes zusätzlich schwenkbar ist.The basic principle is initially that there is a variable thrust direction both about the vertical axis ( y -Axis) of the hull and at least about a further axis, effective for compensation and / or to reduce and / or reduce the rolling motion and / or the pitching motion of a watercraft leads. For this purpose, it is extremely advantageous if the thrust direction of the drive unit is oriented opposite to the rolling movement and / or the pitching movement. This is achieved in that the drive unit in addition to a rotational movement about a vertical axis ( y Axis) of the hull also in addition to a further axis, in particular about the longitudinal axis ( x Axis) of the hull or around the transverse axis ( z -Axis) of the hull or even around the longitudinal axis ( x Axis) of the ship's hull and around the transverse axis ( z -Axis) of the hull is additionally pivotable.

Die Antriebseinheit ist vorzugsweise in oder an dem Schiffsrumpf um die Quersachse (z-Achse) und/oder die Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes schwenkbar gelagert. Hierdurch ergibt sich eine besonders geringe Bauhöhe der Antriebseinheit.The drive unit is preferably in or on the hull about the transverse axis ( z Axis) and / or the longitudinal axis ( x -Axis) of the ship's hull pivotally mounted. This results in a particularly low overall height of the drive unit.

Alternativ kann die Lagerung der Antriebsanordnung auch in einem sogenannten „Doppelrumpf“ oder „Hohlkammerrumpf“ ausgebildet sein. Insbesondere können hierzu Lagereinrichtungen zur Aufnahme von radialen und/oder axialen Kräften im Schiffsrumpf, sowie zusätzliche Führungseinrichtungen vorgesehen sein. Selbiges kann auch in/an der Antriebseinheit vorgesehen sein.Alternatively, the bearing of the drive arrangement can also be formed in a so-called "double hull" or "hollow chamber hull". In particular, this storage facilities for receiving radial and / or axial forces in the hull, and additional guide means may be provided. The same can also be provided in / on the drive unit.

Insbesondere ist jedoch auch vorgesehen, dass die Antriebseinheit der Antriebsanordnung zumindest teilweise unterhalb der Wasserlinie des Wasserfahrzeugs angeordnet ist um einen ausreichend hohen Wirkungsgrad der Antriebseinheit zu gewährleisten.In particular, however, it is also provided that the drive unit of the drive arrangement is arranged at least partially below the waterline of the watercraft to ensure a sufficiently high efficiency of the drive unit.

Der Schiffsrumpf des Wasserfahrzeugs kann zusätzlich unterhalb der Wasserlinie im Bereich der Antriebseinheit eine Art „Verkleidung“ aufweisen, welche insbesondere den Strömungswiderstand der Antriebseinheit herabsetzt.The hull of the watercraft may additionally have a kind of "fairing" below the waterline in the region of the drive unit, which in particular reduces the flow resistance of the drive unit.

Ferner weist die Antriebsanordnung zur Realisierung der Schwenk- und/oder der Drehbewegungen der Antriebseinheit einen Elektromotor und /oder einen Servoantrieb und /oder einen Hydraulikmotor und/oder einen Hydraulikzylinder und/oder eine Antriebswelle auf.Furthermore, the drive arrangement for realizing the pivoting and / or rotational movements of the drive unit comprises an electric motor and / or a servo drive and / or a hydraulic motor and / or a hydraulic cylinder and / or a drive shaft.

Vorzugsweise ist die Antriebseinheit als eine Propellergondel (POD) ausgebildet, wodurch ein geringer Strömungswiderstand der Antriebseinheit erreicht wird. Die Antriebseinheit kann auch als ein Düsenkörper ausgebildet sein und einen von dem Düsenkörper umschlossenen Propeller aufweisen.Preferably, the drive unit is designed as a propeller nacelle (POD), whereby a low flow resistance of the drive unit is achieved. The drive unit can also be designed as a nozzle body and have a propeller enclosed by the nozzle body.

Die als Propellergondel ausgebildete Antriebseinheit weist vorteilhafterweise eine stromlinienförmige und wasserdichte Verkleidung auf und kann um bis zu 360° drehbar am Schiffsrumpf angeordnet sein, so dass der sogenannte „POD-Antrieb“ auch die Aufgabe eines Ruders übernehmen kann. Da bei einem solchen POD-Antrieb dieser als Schiffsmotor in jeder Richtung zum Manövrieren einsetzbar ist, sind Bewegungen und Kurvenradien erzielbar, die mit herkömmlichen Schiffsmotoren mit starrer Achse und Ruder nicht möglich sind. Es sind auch Anordnungen mit mehreren POD-Antrieben, bei denen zumindest ein Teil der Antriebe über schwenkbare Propellergondeln verfügt, während ein anderer Teil der Antriebe starre Propellergondeln aufweist, möglich.Trained as a propeller nacelle drive unit advantageously has a streamlined and waterproof panel and can be arranged rotatably up to 360 ° on the hull, so that the so-called "POD drive" can also take over the task of a rudder. Since in such a POD drive this can be used as a marine engine in each direction for maneuvering, movements and curve radii are achievable, which are not possible with conventional ship engines with rigid axle and rudder. There are also arrangements with several POD drives, in which at least a part of the drives has pivotable propeller pods, while another part of the drives rigid propeller pods has possible.

Grundsätzlich ist die Antriebseinheit als ein Teil des Hauptantriebs des Wasserfahrzeugs nutzbar und auch so vorgesehen, insbesondere ist die Antriebseinheit als der Hauptantrieb des Wasserfahrzeugs vorgesehen bzw. ausgebildet. Die Propellergondel bzw. der POD kann hierzu auch modular aufgebaut sein um eine Montage zu vereinfachen. Zum Beispiel kann die Propellergondel auch ein Getriebe umfassen, wobei dieses zumindest teilweise in der Propellergondel enthalten ist. An der die Propellergondel verlassenden Antriebswelle, ist der Antriebspropeller angeordnet. In einigen Ausführungen kann eine Propellergondel auch zwei Propeller aufweisen. Da sich die Technik für Ein- oder Mehrpropeller-Systeme gleicht, wird insbesondere nachfolgend nur noch von Aufbauten mit einem Propeller gesprochen.In principle, the drive unit can be used and also provided as part of the main drive of the watercraft, in particular the drive unit is provided or designed as the main drive of the watercraft. The propeller pod or the POD can this also be modular in order to simplify installation. For example, the propeller nacelle may also include a transmission, which is at least partially contained in the propeller nacelle. At the propeller pod leaving the drive shaft, the drive propeller is arranged. In some embodiments, a propeller pod may also have two propellers. Since the technology for single or multi-propeller systems is the same, in particular only constructions with a propeller are discussed below.

Des Weiteren weist die Antriebsanordnung eine Steuervorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung oder Mittel zur Messdatenerfassung mit einer Mehrzahl von Sensoren auf. Die Sensoren sind dazu eingerichtet die Bewegungen des Wasserfahrzeugs bzw. die Ausrichtung des Wasserfahrzeugs, insbesondere den Kurs, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, die Position, die Rollbewegung und/oder die Stampfbewegung zu erfassen. Beispielsweise können die Sensoren zusätzlich auch Drehzahlmesser, Schubrichtungsanzeige, Windmesser, Tachymeter, Laserscanner, GPS aufweisen und die entsprechenden Daten aufzeichnen bzw. zur Verarbeitung weiterleiten.Furthermore, the drive arrangement has a control device and in particular a device or means for measuring data acquisition with a plurality of sensors. The sensors are set up to detect the movements of the watercraft or the orientation of the watercraft, in particular the course, the speed, the acceleration, the position, the rolling movement and / or the pitching motion. For example, the sensors may also include tachometer, thrust indicator, anemometer, tachymeter, laser scanner, GPS and record the corresponding data or forward for processing.

Zudem kann die Antriebswelle innerhalb des POD auch Sensoren aufweisen, mit denen die Temperatur, Torsion bzw. Drehmoment, Zug/Druck-Spannung und Schwingungen der Antriebswelle bestimmbar sind. Die Messwerte werden verwendet, um auf den jeweiligen Leistungsanteil von dem mit der Antriebswelle verbundenen Propeller zu schließen, eine Restlebensdauer und/oder Beschädigungen zu ermitteln und eine Regelung der Antriebseinheit vorzunehmen.In addition, the drive shaft within the POD also have sensors with which the temperature, torsion or torque, train / pressure voltage and vibrations of the drive shaft can be determined. The measured values are used to deduce the respective power component from the propeller connected to the drive shaft, to determine remaining service life and / or damage and to regulate the drive unit.

Die Sensoren sind in der Regel an verschiedenen Punkten bzw. Stellen / Orten des Wasserfahrzeugs installiert, um die Bewegungen dieser Punkte relativ zu anderen Punkten am Wasserfahrzeug zu erfassen, damit beispielsweise ein aktives Gegensteuern durch die Antriebseinheit erfolgen kann, wenn das Wasserfahrzeug aus seiner vorgesehenen Lage bewegt wird.The sensors are typically installed at various points of the vessel to detect the movements of these points relative to other points on the vessel so that, for example, active countermeasures can be taken by the propulsion unit when the vessel is out of its intended location is moved.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Computerprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt. Bei einer solchen Realisierung ist es möglich, dass das Computerprogrammprodukt, gegebenenfalls zusammen mit weiteren Computerprogrammprodukten, auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert wird. Bei dem Datenträger kann es sich um eine Diskette, eine Compact Disc, einen Flash Memory oder dergleichen handeln.According to another aspect of the invention, a computer program product includes program code stored on a computer-readable medium and when opened a data processing device is executed, performs one of the specified methods. In such a realization, it is possible that the computer program product, optionally together with other computer program products, is stored on a computer-readable data carrier. The data carrier may be a floppy disk, a compact disc, a flash memory or the like.

In einer besonderen bevorzugten Ausführung der Antriebsanordnung kann eine Haltevorrichtung für die Antriebseinheit vorgesehen sein, wobei die Haltevorrichtung einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist und wobei der erste Bereich mit dem Schiffsrumpf und der zweite Bereich mit der Antriebseinheit funktional wirksam verbunden ist.In a particular preferred embodiment of the drive arrangement, a holding device for the drive unit can be provided, wherein the holding device has a first area and a second area and wherein the first area is operatively connected to the ship's hull and the second area is operatively connected to the drive unit.

Insbesondere ist in dem Inneren der Haltevorrichtung ein Hohlraum zur Durchführung oder zur Aufnahme einer elektrischen Energieübertragung und/oder einer hydraulischen Energieübertragung und /oder einer mechanischen Energieübertragung von dem Schiffsrumpf zu der Antriebseinheit vorgesehen, wodurch die Energieübertragung platzsparend und gegen das Seewasser geschützt realisiert ist.In particular, in the interior of the holding device, a cavity for carrying out or for receiving an electrical energy transfer and / or a hydraulic energy transfer and / or a mechanical energy transfer from the hull to the drive unit is provided, whereby the energy transfer is realized space saving and protected against the seawater.

Die Haltevorrichtung kann zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich zumindest eine Gelenk- und/ oder eine Lageranordnung aufweisen.The holding device may have at least one joint and / or a bearing arrangement between the first region and the second region.

In einer weiteren Ausführung kann die Haltevorrichtung auch an dem ersten Bereich und/oder dem zweiten Bereich zumindest eine Gelenk- und/ oder eine Lageranordnung aufweisen. Somit ist die Antriebseinheit mit Hilfe der Gelenk- und/ oder der Lageranordnung um die Hochachse (y-Achse) drehbar und/oder die Quersachse (z-Achse) und/oder um die Längsachse (x-Achse) schwenkbar.In a further embodiment, the holding device can also have at least one joint and / or a bearing arrangement on the first region and / or the second region. Thus, the drive unit with the help of the joint and / or the bearing assembly about the vertical axis ( y Axis) and / or the transverse axis ( z Axis) and / or around the longitudinal axis ( x Pivotable).

In einer weiteren Ausführung kann die Haltevorrichtung insbesondere zumindest teilweise halbkugelförmig ausgebildet sein, wodurch eine besonders vorteilhafte Konstruktion geschaffen ist, um die die räumliche Ausrichtung der Antriebseinheit in Bezug auf die Hochachse (X-Achse) drehbar und/oder um die Quersachse (z-Achse) und/oder um die Längsachse (x-Achse) schwenkbar zu realisieren. Die Haltevorrichtung kann hierzu direkt in dem Rumpf bzw. Schiffsrumpf oder in einem sogenannten „Doppelrumpf“ oder „Hohlkammerrumpf“ ausgebildet sein. Das Ändern der räumlichen Ausrichtung der außer Bord liegenden Antriebseinheit erfolgt im Allgemeinen mittels separater Motoren. Das Verschwenken kann mittels verschiedener unterschiedlich aufwendiger technischer Systeme erfolgen. Hierbei sind u. a. elektrische und/oder hydraulische Antriebssysteme bekannt.In a further embodiment, the holding device may be formed, in particular, at least partially hemispherical, whereby a particularly advantageous construction is provided, by which the spatial orientation of the drive unit with respect to the vertical axis (FIG. X Axis) and / or about the transverse axis ( z Axis) and / or around the longitudinal axis ( x -Axis) pivotally realize. For this purpose, the holding device can be formed directly in the hull or ship hull or in a so-called "double hull" or "hollow chamber hull". Changing the spatial orientation of the off-board drive unit is generally accomplished by means of separate motors. The pivoting can be done by means of various different complex technical systems. Among other things, electrical and / or hydraulic drive systems are known.

Die räumliche Ausrichtung der Antriebseinheit ist nun insbesondere in Bezug auf die Hochachse (y-Achse) und / oder die Längsachse (x-Achse) und/oder die Querachse (z-Achse) veränderbar und wird insbesondere zum Steuern der räumlichen Ausrichtung der Antriebseinheit durch ein automatisches Verfahren sichergestellt. Hierzu werden Messdaten mit einer Mehrzahl von Sensoren erfasst, wobei die Sensoren dazu eingerichtet sind die Bewegungen des Wasserfahrzeugs bzw. die Ausrichtung des Wasserfahrzeugs, insbesondere den Kurs, die Geschwindigkeit, die Position, die Rollbewegung und/oder die Stampfbewegung zu erfassen und gegebenenfalls die Daten auch zu speichern oder diese werden weiter in einer Steuereinheit verarbeitet oder an eine Rechnereinheit weitergeleitet.The spatial orientation of the drive unit is now particularly with respect to the vertical axis ( y Axis) and / or the longitudinal axis ( x Axis) and / or the transverse axis ( z Variable) and is particularly ensured for controlling the spatial orientation of the drive unit by an automatic method. For this purpose, measurement data are detected with a plurality of sensors, wherein the sensors are adapted to detect the movements of the watercraft or the orientation of the watercraft, in particular the course, the speed, the position, the rolling motion and / or the pitching movement and optionally the data also to save or these are further processed in a control unit or forwarded to a computer unit.

Aufgrund der Messdaten kann die räumliche Ausrichtung einer Antriebseinheit derart berechnet und/oder gesteuert werden, so dass die Schubrichtung der Antriebseinheit der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung des Wasserfahrzeuges entgegenwirkt und somit zumindest teilweise zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung dieser genutzt wird.On the basis of the measured data, the spatial orientation of a drive unit can be calculated and / or controlled such that the thrust direction of the drive unit counteracts the rolling movement and / or pitching motion of the watercraft and thus at least partially compensates and / or reduces and / or reduces them is being used.

Die Änderungen der räumlichen Ausrichtung der Antriebseinheit wird vorzugsweise automatisiert gesteuert oder ist automatisiert steuerbar, wobei die Steuerung auf Basis von den zuvor erfassten Messdaten des Wasserfahrzeuges erfolgt. Zusätzlich können auch prädiktive Daten zur Steuerung bzw. räumlichen Ausrichtung der Antriebseinheit herangezogen werden, welche insbesondere auf Mustern bereits erfolgter Schiffsbewegungen beruhen. Hierzu werden auch die Messdaten des Wasserfahrzeuges, welche zumindest den Kurs, die Geschwindigkeit, die Position, die Rollbewegung und/oder die Stampfbewegung und die Last (Schub) der Antriebseinheit und die, insbesondere jeweilige aktuelle räumliche Ausrichtung der Antriebseinheit umfassen, erfasst.The changes in the spatial orientation of the drive unit is preferably controlled automatically or is automatically controlled, wherein the control is based on the previously acquired measurement data of the watercraft. In addition, predictive data for controlling or spatial orientation of the drive unit can be used, which are based in particular on patterns of ship movements already made. For this purpose, the measurement data of the watercraft, which include at least the course, the speed, the position, the rolling movement and / or the pitching movement and the load (thrust) of the drive unit and, in particular respective current spatial orientation of the drive unit detected.

Es ist mindestens eine Antriebseinheit vorgesehen, die nicht nur um die Hochachse (Y-Achse), sondern zumindest auch um die Querachse (z-Achse) und/oder zumindest um die Längsachse (x-Achse) des Schiffsrumpfes schwenkbar gelagert ist, vorzugsweise sind mehrere entsprechende Antriebseinheiten, insbesondere zwei Antriebseinheiten vorgesehen bzw. vorhanden. Zusätzlich zu der entsprechend verschwenkbaren Lagerung der Antriebseinheit kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dann der jeweilige Schub bzw. die jeweilige Stärke (bzw. Größe) der Schubkraft der jeweiligen Antriebseinheit auch so gesteuert werden, insbesondere beispielsweise die Drehzahl eines POD's bzw. die Drehzahl des entsprechenden Elektromotors so gesteuert werden, dass insbesondere zusätzlich über die entsprechende realisierte jeweilige Stärke (bzw. Größe) der Schubkraft, also nicht nur durch die jeweilige räumliche Ausrichtung der jeweiligen Antriebseinheit und die damit einhergehende Schubrichtung, dann ebenfalls Rollbewegungen und/oder Stampfbewegungen des Wasserfahrzeuges kompensiert und/oder vermindert und/oder verringert werden können.At least one drive unit is provided, which is not just around the vertical axis ( Y Axis), but at least also about the transverse axis ( z Axis) and / or at least about the longitudinal axis ( x -Axis) of the hull is pivotally mounted, preferably a plurality of corresponding drive units, in particular two drive units are provided or available. In addition to the corresponding pivotable mounting of the drive unit, the respective thrust or the respective strength (or size) of the thrust of the respective drive unit can also be controlled in this way, in particular, for example, the speed of a POD or the speed of the corresponding electric motor be controlled so that in particular in addition to the corresponding realized respective strength (or size) of the thrust, so not only by the respective spatial orientation of the respective drive unit and the associated thrust direction, then also compensated for rolling movements and / or pitching movements of the watercraft and / or can be reduced and / or reduced.

Im Endeffekt sind die eingangs genannten Nachteile vermieden und entsprechende Vorteile erzielt, insbesondere ist eine kostengünstige, energiesparende und/oder hochwirksame Antriebsanordnung zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges realisiert.In the end, the disadvantages mentioned above are avoided and achieved corresponding advantages, in particular, a cost-effective, energy-saving and / or highly effective drive arrangement for compensation and / or to reduce and / or reduce the rolling motion and / or pitching motion of a watercraft is realized.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Antriebsanordnung zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges, in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die den Patentansprüchen 1, 2 oder 3 oder dem Patentanspruch 17 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden dürfen mehrere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt:

1a eine vereinfachte schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges, mit den wesentlichen Komponenten in einer seitlich teilweise geschnittenen Ansicht in einer neutralen Position der Antriebseinheit, teilweise ist hier auch der Schiffsrumpf eines zugehörigen Wasserfahrzeugs dargestellt,
1b eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung aus 1a in einer teilweise seitlich geschnittenen Ansicht mit aus der neutralen Position geschwenkter Antriebseinheit,
2a eine vereinfachte schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einer teilweise seitlich geschnittenen Ansicht mit einer halbkugelförmig ausgeführten Haltevorrichtung,
2b eine vereinfachte schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung aus 2a in einer von hinten (Heck des Schiffes) teilweise geschnittenen Ansicht mit einer geschwenkten Antriebseinheit,
3a eine vereinfachte schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einer teilweise seitlich geschnittenen Ansicht mit mehreren Gelenk- und/ oder Lageranordnungen zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich der Haltevorrichtung,
3b eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in einer seitlich teilweise geschnittenen Ansicht mit jeweils zumindest einem Gelenk- und/ oder einer Lageranordnung an dem ersten Bereich und an dem zweiten Bereich der Hebevorrichtung, und
4 eine schematische Darstellung des Ablaufs des Verfahrens zum Steuern der jeweiligen Antriebsanordnung zur Kompensation und/oder der Minderung der Rollbewegung und/oder Stampfbewegung des Wasserfahrzeuges.

There are now a variety of ways to design the drive assembly according to the invention for compensation and / or to reduce and / or reduce the rolling motion and / or the pitching motion of a watercraft, in an advantageous manner and further. For this purpose, reference may first be made to the patent claims 1, 2 or 3 or the claim 17 subordinate claims. In the following, several preferred embodiments of the invention may be explained in more detail with reference to the drawing and the associated description. In the drawing shows:

1a a simplified schematic representation of a first embodiment of the drive assembly according to the invention for compensating and / or reducing the rolling movement and / or the pitching motion of a watercraft, with the essential components in a laterally partially sectioned view in a neutral position of the drive unit, partially here also the hull of an associated vessel is shown
1b a simplified schematic representation of the drive assembly of the invention 1a in a partially laterally cut view with the drive unit pivoted out of the neutral position,
2a a simplified schematic representation of a second embodiment of the drive assembly according to the invention in a partially side-sectional view with a hemispherical running holding device,
2 B a simplified schematic representation of the drive assembly of the invention 2a in a rear view (stern of the ship) partially cut view with a tilted drive unit,
3a a simplified schematic representation of a third embodiment of the drive assembly according to the invention in a partially side-sectional view with multiple hinge and / or bearing assemblies between the first region and the second region of the holding device,
3b a simplified schematic representation of a drive assembly according to the invention in a laterally partially sectioned view, each having at least one hinge and / or a bearing assembly on the first region and on the second region of the lifting device, and
4 a schematic representation of the sequence of the method for controlling the respective drive arrangement for compensation and / or the reduction of the rolling motion and / or pitching motion of the watercraft.

Die 1 bis 3 zeigen zunächst in jeweiliger vereinfachter schematischer Darstellung eine Antriebsanordnung 1 zur Kompensation und/oder zur Minderung und/oder zur Verringerung der Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung eines Wasserfahrzeuges (nicht komplett dargestellt).The 1 to 3 show first in respective simplified schematic representation of a drive assembly 1 for compensation and / or for reducing and / or reducing the rolling movement and / or the pitching movement of a watercraft (not completely shown).

Zu erkennen in den 1 bis 3 sind die wesentlichen Komponenten in einer seitlich geschnittenen Ansicht oder in einer von vorne geschnittenen Ansicht, wobei teilweise auch der Schiffsrumpf 2 eines zugehörigen nicht vollständig dargestellten Wasserfahrzeugs erkennbar ist. Mit der Bezeichnung „Schiffsrumpf“ kann auch der Rumpf eines Wasserfahrzeugs gemeint sein. Anders ausgedrückt, der Rumpf des Wasserfahrzeuges muss nicht unbedingt die Form eines Schiffes annehmen bzw. kann auf andere Art und Weise ausgebildet sein, je nach dem welches spezifische Wasserfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgestattet werden soll. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren ist aber für übliche Wasserfahrzeuge, wie Schiffe mit entsprechenden Schiffsrümpfen besonderes geeignet.To recognize in the 1 to 3 are the essential components in a side-cut view or in a front-sectional view, in part, the ship's hull 2 a corresponding not fully illustrated watercraft is recognizable. By the term "ship's hull" may also be meant the hull of a watercraft. In other words, the hull of the watercraft does not necessarily have to take the form of a ship or may be formed in another way, depending on which specific vessel is to be equipped with the device according to the invention and / or the method according to the invention. However, the drive arrangement according to the invention and / or the method according to the invention is particularly suitable for conventional watercraft, such as ships with corresponding ship hulls.

1a zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung die Antriebsanordnung 1 im montierten Zustand in einem Schiffsrumpf 2 eines Wasserfahrzeugs. Gut zu erkennen ist die Antriebseinheit 3, wobei die Antriebseinheit 3 um eine Hochachse (y-Achse) des Schiffrumpfes 2 drehbar ist. Ferner ist die Antriebseinheit 3 zudem um eine Querachse (z-Achse) des Schiffrumpfes 2 schwenkbar. Alternativ, oder zusätzlich, aber in 1 nicht dargestellt, kann die Antriebseinheit 3 auch um eine Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes 2 schwenkbar sein. Denkbar ist auch, dass die Antriebseinheit 3 auch um die Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes 2 und um die Querachse (z-Achse) schwenkbar ist. 1a shows in a simplified schematic representation of the drive assembly 1 in the assembled state in a ship's hull 2 a watercraft. Good to see is the drive unit 3 , wherein the drive unit 3 around a vertical axis ( y Axis) of the ship's hull 2 is rotatable. Furthermore, the drive unit 3 in addition to a transverse axis ( z Axis) of the ship's hull 2 pivotable. Alternatively, or in addition, but in 1 not shown, the drive unit 3 also about a longitudinal axis ( x Axis) of the ship's hull 2 be swiveling. It is also conceivable that the drive unit 3 also around the longitudinal axis ( x Axis) of the ship's hull 2 and around the transverse axis ( z -Axis) is pivotable.

Gut zu erkennen in 1a ist auch, dass die Antriebseinheit 3 an dem Schiffsrumpf 2 um die Quersachse (z-Achse) und der Hochachse (y-Achse) schwenkbar gelagert ist und somit insbesondere auch zumindest teilweise unterhalb der Wasserlinie des Wasserfahrzeugs angeordnet ist.Good to recognize in 1a is also that the drive unit 3 on the hull 2 to the Transverse axis ( z Axis) and the vertical axis ( y -Axis) is pivotally mounted and thus in particular at least partially disposed below the waterline of the watercraft.

Es ist auch vorgesehen, dass die Antriebsanordnung 1 zur Realisierung der Schwenk- und/oder der Drehbewegungen der jeweiligen in den 1 bis 3 dargestellten Antriebseinheit 3 einen Elektromotor 4 und /oder einen Servoantrieb und /oder einen Hydraulikmotor und/oder einen Hydraulikzylinder und/oder eine Antriebswelle aufweist. Derartige Komponenten sind in den Figuren nicht alle dargestellt.It is also envisaged that the drive assembly 1 for the realization of the pivoting and / or the rotational movements of the respective in the 1 to 3 illustrated drive unit 3 an electric motor 4 and / or a servo drive and / or a hydraulic motor and / or a hydraulic cylinder and / or a drive shaft. Such components are not all shown in the figures.

Ferner ist in der 1a gut dargestellt, dass die Antriebseinheit 3 als Propellergondel ausgebildet ist, wodurch ein geringer Strömungswiderstand der Antriebseinheit 3 erreicht wird. Vorstellbar ist aber auch, dass die Antriebseinheit als ein Düsenkörper (nicht dargestellt) und einem von dem Düsenkörper umschlossenen Propeller (nicht dargestellt) ausgebildet ist. Auch in dieser nicht dargestellten Ausführung ist die Antriebseinheit dann als ein Teil des Hauptantriebs des Wasserfahrzeugs vorgesehen, insbesondere als der Hauptantrieb vorgesehen.Furthermore, in the 1a Well illustrated that the drive unit 3 is designed as a propeller nacelle, whereby a low flow resistance of the drive unit 3 is reached. However, it is also conceivable that the drive unit is designed as a nozzle body (not shown) and a propeller (not shown) enclosed by the nozzle body. Also in this embodiment, not shown, the drive unit is then provided as part of the main drive of the watercraft, in particular provided as the main drive.

Gut sichtbar in den 1a, 1b ist auch, dass eine Haltevorrichtung 5 für die Antriebseinheit 3 vorgesehen ist, wobei die Haltevorrichtung 5 einen ersten Bereich 5a und einen zweiten Bereich 5b aufweist. Der erste Bereich 5a ist mit dem Schiffsrumpf 2 und der zweite Bereich 5b mit der Antriebseinheit 3 funktional wirksam verbunden. Im inneren der Haltevorrichtung 5 ist auch ein Hohlraum (nicht dargestellt) zur Durchführung oder zur Aufnahme einer elektrischen Energieübertragung und/oder einer hydraulischen Energieübertragung und /oder einer mechanischen Energieübertragung von dem Schiffsrumpf 2 zu der Antriebseinheit 3 vorgesehen.Well visible in the 1a . 1b is also that a holding device 5 for the drive unit 3 is provided, wherein the holding device 5 a first area 5a and a second area 5b having. The first area 5a is with the ship's hull 2 and the second area 5b with the drive unit 3 functionally effective. Inside the holding device 5 is also a cavity (not shown) for performing or for receiving an electrical energy transfer and / or a hydraulic energy transfer and / or a mechanical energy transfer from the hull 2 to the drive unit 3 intended.

1b zeigt nun (wie die 1a) in einer vereinfachten schematischen Darstellung die Antriebsanordnung 1 im montierten Zustand in einem Schiffsrumpf 2 eines Wasserfahrzeugs in einer seitlich geschnittenen Ansicht, aber mit geschwenkter Antriebseinheit 3. Die Antriebseinheit 3 ist um einen Winkel α um eine Querachse (z-Achse) verschwenkt um den Schub der Antriebseinheit 3 optimal auszurichten, nämlich entgegengesetzt einer Rollbewegung und/oder der Stampfbewegung des Wasserfahrzeuges. 1b shows now (like the 1a) in a simplified schematic representation of the drive assembly 1 in the assembled state in a ship's hull 2 a watercraft in a side view, but with a tilted drive unit 3 , The drive unit 3 is an angle α about a transverse axis ( z -Axis) pivoted about the thrust of the drive unit 3 optimally align, namely opposite a rolling motion and / or the pitching motion of the watercraft.

Um die Ausrichtung der Antriebsanordnung 1 und somit den Schub optimal auszurichten, sind eine Steuervorrichtung 6 und Mittel zur Messdatenerfassung (nicht dargestellt) vorgesehen. Insbesondere sind eine Mehrzahl von Sensoren (nicht dargestellt) vorgesehen. Die Sensoren sind dazu eingerichtet die Bewegungen des Wasserfahrzeugs bzw. die Ausrichtung des Wasserfahrzeugs, insbesondere den Kurs, die Geschwindigkeit, die Position, die Rollbewegung und/oder die Stampfbewegung zu erfassen.To the orientation of the drive assembly 1 and thus to optimally align the thrust, are a control device 6 and means for measuring data acquisition (not shown) provided. In particular, a plurality of sensors (not shown) are provided. The sensors are set up to detect the movements of the watercraft or the orientation of the watercraft, in particular the course, the speed, the position, the rolling movement and / or the pitching movement.

Die 2a sowie die 2b zeigt nun eine weitere Ausführungsform der Antriebsanordnung 1, wobei die Haltevorrichtung 5 hier zumindest teilweise halbkugelförmig ausgebildet ist. Auch hier ist im Inneren der Haltevorrichtung 5 ein Hohlraum (nicht dargestellt) zur Durchführung oder zur Aufnahme einer elektrischen Energieübertragung und/oder einer hydraulischen Energieübertragung und /oder einer mechanischen Energieübertragung von dem Schiffsrumpf 2 zu der Antriebseinheit 3 vorgesehen ist.The 2a as well as the 2 B now shows a further embodiment of the drive assembly 1 , wherein the holding device 5 here at least partially hemispherical in shape. Again, inside the holding device 5 a cavity (not shown) for carrying out or receiving an electrical energy transfer and / or a hydraulic energy transfer and / or a mechanical energy transfer from the ship's hull 2 to the drive unit 3 is provided.

In der 2a ist die Antriebseinheit 3 in einer neutralen Position von der Seite dargestellt. Die 2b zeigt nun die Antriebseinheit 3 von hinten (Heck des Schiffes) in einer geschwenkten Position, nämlich um einen Winkel β um die Längsachse (x-Achse) des Schiffrumpfes 2 geschwenkt. Die in der 2 dargestellte Antriebseinheit 3 ist insbesondere um alle drei Achsen (x, y, z-Achse) verschwenkbar.In the 2a is the drive unit 3 displayed in a neutral position from the side. The 2 B now shows the drive unit 3 from the rear (stern of the ship) in a pivoted position, namely at an angle β about the longitudinal axis ( x Axis) of the ship's hull 2 pivoted. The in the 2 illustrated drive unit 3 is especially around all three axes ( x . y . z Pivotable).

Die 3a sowie die 3b zeigt nun weitere Ausführungsformen der Antriebsanordnung 1.The 3a as well as the 3b now shows further embodiments of the drive assembly 1 ,

Die 3a zeigt, dass die Haltevorrichtung 5 zwischen dem ersten Bereich 5a und dem zweiten Bereich 5b zumindest eine Gelenk- und/ oder eine Lageranordnung 7 aufweist.The 3a shows that the holding device 5 between the first area 5a and the second area 5b at least one joint and / or a bearing assembly 7 having.

Die 3b zeigt als Alternative, dass die Haltevorrichtung 5 an dem ersten Bereich 5a und/oder dem zweiten Bereich 5b zumindest jeweils eine Gelenk- und/ oder eine Lageranordnung 7 aufweisen kann. Somit ist die Antriebseinheit 4 mit Hilfe der Gelenk- und/ oder der Lageranordnung 7 verschwenkbar gelagert. In der 4 wird nun schematisch der Ablauf des Verfahrens zum Steuern der Antriebsanordnung zur Kompensation und/oder der Minderung der Rollbewegung und/oder Stampfbewegung des Wasserfahrzeuges dargestellt. Im ersten Schritt werden diverse Messdaten, der Kurs, die Geschwindigkeit, die Position, die Rollbewegung, die Stampfbewegung und/oder die Last (Schub) der Antriebseinheit 3 und die aktuelle räumliche Ausrichtung der Antriebseinheit 3 erfasst.The 3b shows as an alternative that the holding device 5 at the first area 5a and / or the second area 5b at least one joint and / or one bearing arrangement 7 can have. Thus, the drive unit 4 with the help of the joint and / or the bearing assembly 7 pivoted. In the 4 The sequence of the method for controlling the drive arrangement for compensation and / or the reduction of the rolling movement and / or pitching motion of the watercraft will now be schematically illustrated. In the first step, various measurement data, the course, the speed, the position, the rolling motion, the pitching movement and / or the load (thrust) of the drive unit 3 and the current spatial orientation of the drive unit 3 detected.

Im zweiten Schritt wird die optimale räumliche Ausrichtung der Antriebseinheit zur Kompensation und/oder der Minderung der Rollbewegung und/oder Stampfbewegung des Wasserfahrzeuges berechnet bzw. ermittelt.In the second step, the optimal spatial orientation of the drive unit for compensation and / or the reduction of the rolling motion and / or pitching motion of the watercraft is calculated or determined.

Im dritten Schritt wird die räumliche Ausrichtung der Antriebseinheit 3 geändert bzw. angepasst.In the third step, the spatial orientation of the drive unit 3 changed or adjusted.

Durch die Änderung der räumlichen Ausrichtung der Antriebseinheit 3 in Bezug auf die Hochachse (y-Achse) und / oder die Längsachse (x-Achse) und/oder die Querachse (z-Achse) wird durch den von der Antriebseinheit 3 erzeugten Schub die Rollbewegung und/oder Stampfbewegung des Wasserfahrzeuges zumindest teilweise kompensiert oder gemindert bzw. wird die Antriebseinheit 3 hierzu entsprechend ausgerichtet.By changing the spatial orientation of the drive unit 3 in relation to the vertical axis ( y Axis) and / or the longitudinal axis ( x -Axis) and / or the transverse axis (z-axis) is determined by that of the drive unit 3 generated thrust, the rolling motion and / or pitching motion of the watercraft is at least partially compensated or reduced or is the drive unit 3 aligned accordingly.

Es ist vorgesehen, dass die Änderung der räumlichen Ausrichtung der Antriebseinheit 3 automatisiert gesteuert wird oder steuerbar ist, wobei die Steuerung auf Basis von zuvor erfassten Messdaten des Wasserfahrzeuges erfolgt.It is envisaged that the change of the spatial orientation of the drive unit 3 is controlled automatically or is controllable, wherein the control is based on previously recorded measurement data of the vessel.

Es ist auch denkbar das prädikative Berechnungsergebnisse in Bezug auf der bereits vergangenen Rollbewegung und/oder Stampfbewegung des Wasserfahrzeuges in die Berechnungen mit einbezogen werden. Weiterhin ist denkbar, dass über Sensoren (bspw. Radar) Wellenbewegungen erfasst werden, die das Wasserfahrzeug noch nicht erreicht haben, aber in die Berechnungsergebnisse entsprechend mit einfließen.It is also conceivable that predicative calculation results relating to the already past rolling movement and / or pitching motion of the watercraft are included in the calculations. Furthermore, it is conceivable that by means of sensors (for example radar) wave movements are detected which have not yet reached the watercraft, but are included accordingly in the calculation results.

Hierzu umfassen die Messdaten und/oder die Steuerdaten des Wasserfahrzeuges zumindest den Kurs, die Geschwindigkeit, die Position, die Rollbewegung und/oder die Stampfbewegung und/oder die Last (Schub) bzw. die Stärke / Größe der Schubkraft der jeweiligen Antriebseinheit 3 und die, insbesondere jeweilige aktuelle räumliche Ausrichtung der jeweiligen Antriebseinheit 3.For this purpose, the measurement data and / or the control data of the vessel comprise at least the heading, the speed, the position, the rolling movement and / or the pitching movement and / or the load (thrust) or the strength / magnitude of the thrust of the respective drive unit 3 and, in particular respective current spatial orientation of the respective drive unit 3 ,

Insbesondere bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können je nach Anzahl der erfindungsgemäß verwendeten Antriebseinheiten diese jeweiligen Antriebseinheiten unterschiedlich angesteuert werden, einerseits werden deren jeweilige räumliche Ausrichtung und damit die Richtung der Schubkraft bestimmt, sowie insbesondere aber auch zusätzlich die Stärke bzw. Größe der jeweiligen Schubkraft gesteuert. So können beispielsweise zwei Antriebseinheiten als POD's ausgebildet sein, wobei nicht nur die aktuelle räumliche Ausrichtung der jeweiligen Antriebseinheit erfasst und/oder gesteuert wird, sondern insbesondere zusätzlich auch die jeweilige Stärke / Größe der Schubkraft erfasst und/oder gesteuert wird, so dass die eingangs genannten Vorteile erzielt werden, insbesondere die Rollbewegung und/oder die Stampfbewegung eines Wasserfahrzeugs kompensiert, vermindert und/oder verringert wird. So kann insbesondere die Drehzahl eines jeweiligen Elektromotors der jeweiligen Antriebseinheit entsprechend angesteuert und/oder eingestellt werden.In particular, in the method according to the invention, depending on the number of drive units used according to the invention, these respective drive units are controlled differently, on the one hand their respective spatial orientation and thus the direction of the thrust are determined, and in particular but also controlled the strength or size of the respective thrust. Thus, for example, two drive units may be formed as PODs, wherein not only the current spatial orientation of the respective drive unit is detected and / or controlled, but in particular also the respective strength / size of the thrust detected and / or controlled, so that the aforementioned Benefits are achieved, in particular the rolling movement and / or the pitching motion of a watercraft compensated, reduced and / or reduced. Thus, in particular, the speed of a respective electric motor of the respective drive unit can be controlled and / or adjusted accordingly.

Für die automatische Steuerung bzw. Ansteuerung der Antriebseinheiten ist insbesondere ein Steuergerät und/oder ein Computer vorgesehen bzw. vorhanden, der entsprechende Programmalgorithmen und/oder Lernalgorithmen aufweist und insbesondere mit allen anzusteuernden Komponenten der Antriebseinheiten, insbesondere den Elektromotoren, Aktuatoren und/oder auch den Sensoren des Wasserfahrzeuges steuerungstechnisch verbunden ist.For the automatic control or activation of the drive units, in particular, a control device and / or a computer is provided or has the corresponding program algorithms and / or learning algorithms and in particular with all components of the drive units, in particular the electric motors, actuators and / or the Sensors of the vessel control technology is connected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Antriebsanordnung drive arrangement
22: Schiffsrumpf hull
33: Antriebseinheit drive unit
44: Elektromotor electric motor
55: Haltevorrichtung holder
5a5a: erster Bereich der Haltevorrichtung 5 first area of the holding device 5
5b5b: zweiter Bereich der Haltevorrichtung 5 second area of the holding device 5
66: Steuervorrichtung control device
77: Gelenk- und/ oder LageranordnungJoint and / or bearing arrangement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2338786 B1 [0005, 0010]
DE 20021466 U1 [0006]
DE 102015009440 A1 [0007]
DE 2421757 A1 [0008]
DE 102005056469 A1 [0009]

Claims

Drive arrangement (1) for compensating and / or reducing and / or reducing the rolling movement and / or pitching motion of a watercraft, in particular a ship, with at least one drive unit (3), wherein the vessel has at least one ship's hull (2) and the Drive unit (3) about a vertical axis (y-axis) of the hull (2) is rotatable, characterized in that the drive unit (3) also about a transverse axis (z-axis) of the hull (2) is pivotable.

Drive arrangement for compensating and / or reducing and / or reducing the rolling movement and / or pitching motion of a watercraft, in particular a ship, with at least one drive unit (3), wherein the vessel has at least one ship's hull (2) and the drive unit (3 ) is rotatable about a vertical axis (y-axis) of the hull (2), characterized in that the drive unit (3) is also pivotable about a longitudinal axis (x-axis) of the hull (2).

Drive arrangement for compensating and / or for reducing and / or reducing the rolling movement and / or pitching motion of a watercraft, in particular a ship, with at least one drive unit (3), wherein the drive unit (3) about a vertical axis (y-axis) of the Shaft fuselage (2) is rotatable, characterized in that the drive unit (3) also about a longitudinal axis (x-axis) of the hull (2) and about a transverse axis (z-axis) of the hull (2) is pivotable.

Drive arrangement according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the drive unit (3) in or on the hull (2) about the transverse axis (z-axis) and / or about the longitudinal axis (x-axis) is pivotally mounted.

Drive arrangement according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the drive unit (3) is arranged at least partially below the waterline of the watercraft.

Drive arrangement according to one of the preceding Claims 1 to 5 , characterized in that the drive arrangement (1) for the realization of the pivoting and / or rotational movements of the drive unit (3) comprises an electric motor (4) and / or a servo drive and / or a hydraulic motor and / or a hydraulic cylinder and / or a drive shaft having.

Drive arrangement according to one of the preceding Claims 1 to 6 , characterized in that the drive unit (3) is designed as a propeller nacelle.

Drive arrangement according to one of the preceding Claims 1 to 6 , characterized in that the drive unit (3) is designed as a nozzle body, in particular having a propeller enclosed by the nozzle body.

Drive arrangement according to one of the preceding Claims 1 to 8th , characterized in that the drive unit (3) is provided as a part of the main drive of the watercraft, in particular designed as a main drive.

Drive arrangement according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that a holding device (5) for the drive unit (3) is provided, wherein the holding device (5) has a first region (5a) and a second region (5b), wherein the first region (5a) with the hull (2) and the second area (5b) is functionally operatively connected to the drive unit (3).

Drive arrangement according to Claim 10 , characterized in that in the interior of the holding device (5) is provided a cavity for carrying or for receiving an electrical energy transfer and / or a hydraulic energy transfer and / or a mechanical energy transfer from the hull (2) to the drive unit (3).

Drive arrangement according to one of the preceding Claims 10 or 11 , characterized in that the holding device between the first region (5a) and the second region (5b) at least one hinge and / or a bearing assembly (7).

Drive arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the holding device (5) has at least one on the first region (5a) and / or on the second region (5b) provided joint and / or bearing assembly (7).

Drive arrangement according to one of Claims 11 to 13 , characterized in that the drive unit (3) by means of the joint and / or the bearing assembly (7) about the vertical axis (y-axis) rotatable and / or about the transverse axis (z-axis) and / or about the longitudinal axis ( x-axis) is pivotable.

Drive arrangement according to one of Claims 1 to 14 , characterized in that the holding device (5) is at least partially hemispherical in shape.

Drive arrangement according to one of the preceding Claims 1 to 15 , characterized in that the drive arrangement comprises a control device (6) and means for measuring data acquisition with a plurality of sensors, wherein the sensors are adapted to the movements of the vessel or the orientation of the vessel, in particular the course, the speed, the position to detect the rolling motion and / or the pitching motion.

Method for controlling a drive arrangement (3) for compensating and / or for reducing and / or reducing the rolling movement and / or the pitching movement of a watercraft, in particular a ship, with at least one drive arrangement (3) according to one of the preceding Claims 1 to 16 , characterized in that the spatial orientation of the drive unit (3) with respect to the vertical axis (y-axis) of the hull (2) and / or the longitudinal axis (x-axis) of the hull (2) and / or the transverse axis (z Axis) of the hull (2) is changed such that by the thrust generated by the drive unit (3), the rolling motion and / or pitching motion of the vessel is at least partially compensated and / or reduced and / or reduced.

Method according to Claim 17 , characterized in that the changes in the spatial orientation of the respective drive unit (3) are automatically controlled or automatically controlled, wherein the control is based on previously recorded measurement data of the vessel, wherein the spatial orientation of the drive unit (3) the direction of the Thrust of the respective drive unit (3) is determined.

Method according to Claim 17 or 18 , characterized in that the measurement data of the vessel at least the course and / or speed, and / or the position and / or the rolling movement and / or the pitching movement and / or the load (thrust) or the strength and / or size of the Shear force of the drive unit (3) and / or the spatial orientation of the drive unit (3).

Method according to one of Claims 17 to 19 , characterized in that in addition the strength or size of the thrust of the respective drive unit is detected and / or controlled, in particular the rotational speed of an electric motor and / or POD's adjusted accordingly and / or realized.