DE102020203672B3 - Watercraft with a redundant propulsion system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug (10) mit einem redundanten Antriebssystem, wobei die Antriebsvorrichtungen (20, 30, 40, 50) des Antriebssystems optimiert angeordnet sind.The invention relates to a watercraft (10) with a redundant drive system, the drive devices (20, 30, 40, 50) of the drive system being arranged in an optimized manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserfahrzeug mit einem redundanten Antriebssystem, wobei die Antriebsvorrichtungen des Antriebssystems optimiert angeordnet sind.The invention relates to a watercraft with a redundant drive system, the drive devices of the drive system being arranged in an optimized manner.

Es ist üblich, dass Wasserfahrzeuge insbesondere Militärschiffe, redundant ausgeführt sind. Teilweise verfügen solche Wasserfahrzeuge auch über verschiedene Antriebssysteme beispielsweise über einen Dieselantrieb und einen Gasantrieb, wobei der Dieselantrieb für geringe Geschwindigkeit und hoher Reichweite ausgelegt ist und der Gasantrieb sehr hohe Geschwindigkeiten im Sprintbereich.It is common for watercraft, in particular military ships, to have a redundant design. In some cases, such watercraft also have different drive systems, for example a diesel drive and a gas drive, the diesel drive being designed for low speed and long range and the gas drive being designed for very high speeds in the sprint range.

Auch ist bekannt, auf Wasserfahrzeugen verschiedene Sektion zu bilden, welche gegeneinander abgeschottet sind, um beispielsweise im Fall eines Wassereinbruchs oder eines Feuers möglichst nur eine Sektion und damit die in der einen Sektion befindlichen Geräte zu verlieren.It is also known to form different sections on watercraft which are sealed off from one another in order, for example, in the event of a water intrusion or a fire, if possible to lose only one section and thus the devices located in one section.

Gerade Antriebsvorrichtungen haben aufgrund ihres hohen Gewichts und der durch die erzeugte Bewegung auftretenden Kräfte einen großen Einfluss auf die Stabilität von Wasserfahrzeugen, sodass deren Anordnung Einfluss auf viele Eigenschaften des Wasserfahrzeugs hat.Drive devices in particular have a great influence on the stability of watercraft due to their high weight and the forces that occur due to the movement generated, so that their arrangement has an influence on many properties of the watercraft.

Aus der US 2008 / 0 009 208 A1 ist ein Antriebssystem mit vier Motoren, zwei Wellen und zwei Propellern für ein Wasserfahrzeug bekannt.From the US 2008/0 009 208 A1 a propulsion system with four motors, two shafts and two propellers for a watercraft is known.

Aus der MTU Friedrichshafen GmbH: Technical Project Guide, Marine Application, Part 1 - General, Juni 2003, S. 1,2,7-44,7-45 - Firmenschrift sind Anordnungen für CODAD und CODOG Antriebe für Wasserfahrzeuge bekannt.From MTU Friedrichshafen GmbH: Technical Project Guide, Marine Application, Part 1 - General, June 2003, pp. 1,2,7-44,7-45 - Company documents are known arrangements for CODAD and CODOG drives for watercraft.

Aus Ogar O.B., Nitonye, S. and John-Hope, I.: Design Analysis and Optimal Matching of a Controllable Pitch Propeller to the Hull and Diesel Engine of a CODOG System; Journal of Power and Energy Engineering, 6, 2018, S. 53, 55 [online] sind CODOG, CODAG und CODAD Antriebssysteme für Wasserfahrzeuge bekannt.Out Ogar OB, Nitonye, S. and John-Hope, I .: Design Analysis and Optimal Matching of a Controllable Pitch Propeller to the Hull and Diesel Engine of a CODOG System; Journal of Power and Energy Engineering, 6, 2018, pp. 53, 55 [online] CODOG, CODAG and CODAD propulsion systems for watercraft are known.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein vollständig redundanten Antriebssystem zu schaffen, welches gleichzeitig eine optimale Verteilung der Antriebsvorrichtungen in Wasserfahrzeug aufweist.The object of the invention is to create a completely redundant drive system which at the same time has an optimal distribution of the drive devices in the watercraft.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Wasserfahrzeug mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.This object is achieved by the watercraft with the features specified in claim 1. Advantageous further developments result from the subclaims, the following description and the drawings.

Das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug weist eine erste Antriebsvorrichtung, eine zweite Antriebsvorrichtung, die dritte Antriebsvorrichtung und eine vierte Antriebsvorrichtung auf. Weiter weist das Wasserfahrzeug eine erste Welle und eine zweite Welle sowie einen ersten Propeller und einen zweiten Propeller auf. Der erste Propeller ist mit der ersten Welle kraftschlüssig verbunden und der zweite Propeller ist mit der zweiten Welle kraftschlüssig verbunden. Die erste Welle und die zweite Welle sind in Längsrichtung des Wasserfahrzeugs angeordnet. Die Propeller sind üblicherweise am Heck eines Wasserfahrzeugs angeordnet. Das Wasserfahrzeug weist einen ersten Antriebsraum und einen zweiten Antriebsraum auf. Der erste Antriebsraum und der zweite Antriebsraum sind somit voneinander getrennt. Hierdurch ist der jeweils andere Antriebsraum geschützt, falls es in einem der beiden Antriebsräume zu einem Wassereinbruch oder einem Feuer kommt. Damit ist selbst in einem solchen Fall einer der beiden Antriebsräume voll einsatzfähig. Die erste Antriebsvorrichtung und die dritte Antriebsvorrichtung sind in dem ersten Antriebsraum angeordnet, die zweite Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung sind in dem zweiten Antriebsraum angeordnet. Hierdurch stehen selbst im Schadensfall 50 % der Antriebsleistung zur Verfügung, die Redundanz des Antriebssystems ist somit gewährleistet. Das Wasserfahrzeug weist ein erstes Getriebe und ein zweites Getriebe auf. Das erste Getriebe ist im ersten Antriebsraum angeordnet und das zweite Getriebe ist im zweiten Antriebsraum angeordnet. Die erste Antriebsvorrichtung und die dritte Antriebsvorrichtung sind über das erste Getriebe mit der ersten Welle verbunden und die zweite Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung sind über das zweite Getriebe mit der zweiten Welle verbunden. Die erste Welle weist eine erste Rotationsachse auf und die zweite Welle weist eine zweite Rotationsachse auf. Die Vektoren, welche durch die Rotationsachsen der Wellen verlaufen, weisen eine horizontale Komponente auf, welche parallel zur Längsrichtung des Wasserfahrzeugs ausgerichtet ist. Zusätzlich können die Vektoren, welche durch die Rotationsachsen der Wellen verlaufen, eine senkrechte Komponente aufweisen, da die Antriebswellen mit den am Ende angeordneten Propellern heckseitig üblicherweise tiefer angeordnet sind, somit leicht zu Heck hin abfallend angeordnet werden. Eine rein horizontale Anordnung ohne senkrechte Komponente findet sich insbesondere in SWATH Schiffen sowie Unterseebooten. Die erste Antriebsvorrichtung, die zweite Antriebsvorrichtung, die dritte Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung sind zwischen der ersten Rotationsachse und der zweiten Rotationsachse angeordnet. Die erste Antriebsvorrichtung und die dritte Antriebsvorrichtung sind nebeneinander angeordnet und die zweite Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung sind nebeneinander angeordnet. Nebeneinander bedeutet beispielsweise die Anordnung in gleicher Entfernung zum Bug oder Heck des Wasserfahrzeugs auf der gleichen horizontalen Ebene.The watercraft according to the invention has a first drive device, a second drive device, the third drive device and a fourth drive device. The watercraft also has a first shaft and a second shaft as well as a first propeller and a second propeller. The first propeller is non-positively connected to the first shaft and the second propeller is non-positively connected to the second shaft. The first shaft and the second shaft are arranged in the longitudinal direction of the watercraft. The propellers are usually arranged at the stern of a watercraft. The watercraft has a first drive space and a second drive space. The first drive space and the second drive space are thus separated from one another. This protects the other drive space in each case in the event that water or a fire occurs in one of the two drive spaces. This means that one of the two drive chambers is fully operational even in such a case. The first drive device and the third drive device are arranged in the first drive space, the second drive device and the fourth drive device are arranged in the second drive space. This means that even in the event of damage, 50% of the drive power is available, thus ensuring the redundancy of the drive system. The watercraft has a first transmission and a second transmission. The first transmission is arranged in the first drive space and the second transmission is arranged in the second drive space. The first drive device and the third drive device are connected to the first shaft via the first gear, and the second drive device and the fourth drive device are connected to the second shaft via the second gear. The first shaft has a first axis of rotation and the second shaft has a second axis of rotation. The vectors which run through the axes of rotation of the waves have a horizontal component which is aligned parallel to the longitudinal direction of the watercraft. In addition, the vectors that run through the axes of rotation of the shafts can have a vertical component, since the drive shafts with the propellers arranged at the end are usually arranged lower on the stern side, thus sloping slightly towards the stern. A purely horizontal arrangement without vertical components is found in particular in SWATH ships and submarines. The first drive device, the second drive device, the third drive device and the fourth drive device are arranged between the first axis of rotation and the second axis of rotation. The first drive device and the third drive device are arranged next to one another and the second drive device and the fourth drive device are arranged next to one another. Side by side means, for example, the arrangement in equidistant from the bow or stern of the vessel on the same horizontal plane.

Auf Wasserfahrzeugen werden verschiedene Antriebsvorrichtungen verwendet. Eine übliche Antriebsvorrichtung ist ein Dieselmotor. Vorteil des Dieselmotors ist die Robustheit sowie die sehr hohe Reichweite im Falle einer Transferfahrt mit normaler Geschwindigkeit. Ebenso werden oftmals Gasantriebe verwendet, welche eine hohe Spitzenleistung und damit eine sehr hohe Geschwindigkeit ermöglichen. Daher sind Gasantriebe bei militärischen Wasserfahrzeugen oft zu finden. Ebenso hat sich etabliert beide Antriebssysteme zu kombinieren und ein Wasserfahrzeug sowohl mit Dieselmotor als auch mit Gasantrieb auszustatten. Hierdurch steht während einer normalen Transferfahrt der Dieselmotor als effizientes Antriebssystem zur Verfügung, und in einer Gefechtssituation der Gasantrieb eine hohe Geschwindigkeit und damit Manövrierfähigkeit. Des Weiteren ist es ebenfalls etabliert, Elektromotoren als Antriebsvorrichtung zu verwenden. Hierbei kann die notwendige elektrische Energie beispielsweise und insbesondere aus Dieselgeneratoren, Gasturbinen, Akkumulatoren, Brennstoffzellen und/oder Kernreaktoren zur Verfügung gestellt werden.Various propulsion devices are used on watercraft. A common drive device is a diesel engine. The advantage of the diesel engine is its robustness and the very long range in the case of a transfer journey at normal speed. Gas drives are also often used, which enable a high peak power and thus a very high speed. Therefore, gas drives are often found in military watercraft. It has also become established to combine both drive systems and equip a watercraft with both a diesel engine and a gas drive. As a result, the diesel engine is available as an efficient drive system during a normal transfer journey, and the gas drive is available at high speed and thus maneuverability in a combat situation. Furthermore, it is also established to use electric motors as a drive device. Here, the necessary electrical energy can be made available, for example, and in particular from diesel generators, gas turbines, accumulators, fuel cells and / or nuclear reactors.

Propeller werden gelegentlich auch als Schiffsschraube bezeichnet.Propellers are sometimes referred to as ship propellers.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind der erste Antriebsraum und der zweite Antriebsraum in Längsrichtung des Wasserfahrzeugs hintereinander angeordnet. In a further embodiment of the invention, the first drive space and the second drive space are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the watercraft.

Somit sind die erste Antriebsvorrichtung und die dritte Antriebsvorrichtung quer zur Längsrichtung nebeneinander angeordnet und die zweite Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung sind ebenfalls quer zur Längsrichtung nebeneinander angeordnet.Thus, the first drive device and the third drive device are arranged next to one another transversely to the longitudinal direction and the second drive device and the fourth drive device are also arranged next to one another transversely to the longitudinal direction.

Die Längsrichtung eines Wasserfahrzeugs ergibt sich aus der Bauform vom Bug zum Heck und verläuft somit in die primäre Fortbewegungsrichtung (welche durch den Einsatz von Rudern naturgemäß geändert werden kann). Quer zur Längsrichtung ist in Normallage des Wasserfahrzeugs rechtwinklig zur Längsrichtung und parallel zur Horizontalen, welche der Wasseroberfläche (ohne Wellengang) entspricht. Horizontal ist entsprechend in Normallage des Wasserfahrzeugs parallel zur Horizontalen, welche der Wasseroberfläche (ohne Wellengang) entspricht. Senkrecht steht somit rechtwinklig zur Horizontalen bei Normallage.The longitudinal direction of a watercraft results from the design from bow to stern and thus runs in the primary direction of movement (which can of course be changed through the use of oars). In the normal position of the watercraft, transverse to the longitudinal direction is at right angles to the longitudinal direction and parallel to the horizontal, which corresponds to the surface of the water (without swell). In the normal position of the watercraft, horizontal is parallel to the horizontal, which corresponds to the water surface (without waves). Vertical is thus at right angles to the horizontal in the normal position.

Erfindungsgemäß weist die erste Antriebsvorrichtung einen kürzeren Abstand zur ersten Welle auf als die dritte Antriebsvorrichtung. Weiter weist die zweite Antriebsvorrichtung einen kürzeren Abstand der zweiten Welle auf als die vierte Antriebsvorrichtung. Die erste Antriebsvorrichtung und die zweite Antriebsvorrichtung sind baugleich ausgeführt und die dritte Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung sind baugleich ausgeführt. Hierdurch wird ein symmetrischer Aufbau mit symmetrischer Gewichtsverteilung und symmetrischer Kräfteverteilung beim Laufen der Antriebsvorrichtungen erreicht. Gleichzeitig wird durch die Baugleichheit die Komplexität reduziert, die Beschaffung vereinfacht und die Zahl der unterschiedlichen Ersatzteile reduziert. Bisher war es oft üblich, ähnliche, aber nur spiegelsymmetrische Antriebsvorrichtungen (gegenläufige Antriebsvorrichtung) zu verwenden, was zwar den Aufbau vereinfacht, aber Beschaffung und Ersatzteillagerung komplexer gestaltet.According to the invention, the first drive device is at a shorter distance from the first shaft than the third drive device. Furthermore, the second drive device has a shorter distance from the second shaft than the fourth drive device. The first drive device and the second drive device are constructed identically and the third drive device and the fourth drive device are constructed identically. This achieves a symmetrical structure with symmetrical weight distribution and symmetrical distribution of forces when the drive devices are running. At the same time, the identical construction reduces complexity, simplifies procurement and reduces the number of different spare parts. Up to now it has often been customary to use similar, but only mirror-symmetrical drive devices (counter-rotating drive devices), which simplifies the structure, but makes procurement and spare parts storage more complex.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Antriebsvorrichtung und die zweite Antriebsvorrichtung schneller laufende Antriebsvorrichtungen als die dritte Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung. Da die erste Antriebsvorrichtung und die zweite Antriebsvorrichtung einen kürzeren Abstand zur Welle aufweisen, ist dieses vorteilhaft. Gleichzeitig verbleibt Raum im Getriebe zwischen den beiden jeweils benachbarten Antriebseinrichtungen, damit hier eine Übersetzung von der langsamer laufenden zweiten Antriebsvorrichtung und vierten Antriebsvorrichtung auf die höhere Umdrehungszahl der ersten Antriebsvorrichtung und der zweiten Antriebsvorrichtung erfolgen kann.In a further embodiment of the invention, the first drive device and the second drive device are faster-running drive devices than the third drive device and the fourth drive device. Since the first drive device and the second drive device are at a shorter distance from the shaft, this is advantageous. At the same time, space remains in the transmission between the two adjacent drive devices, so that the slower running second drive device and fourth drive device can be translated to the higher number of revolutions of the first drive device and the second drive device.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Antriebsvorrichtung, die zweite Antriebsvorrichtung, die dritte Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung baugleich ausgeführt. Diese Ausführungsform führt dazu, dass die Beschaffung vereinfacht wird und die Anzahl unterschiedlicher Ersatzteile absolut minimiert wird. Dieses wird dadurch ermöglicht, dass aufgrund der Geometrie in den beiden Antriebsräumen gleichlaufende Antriebsvorrichtungen dennoch gegenläufig rotierende Wellen antreiben, weshalb bisher üblicherweise unterschiedliche, nämlich gegenläufige Antriebsvorrichtungen verwendet wurden.In a further embodiment of the invention, the first drive device, the second drive device, the third drive device and the fourth drive device are of identical construction. This embodiment has the result that procurement is simplified and the number of different spare parts is absolutely minimized. This is made possible by the fact that, due to the geometry in the two drive chambers, drive devices running in the same direction nevertheless drive shafts rotating in opposite directions, which is why different, namely counter-rotating drive devices have been used up to now.

Erfindungsgemäß sind die erste Antriebsvorrichtung und die dritte Antriebsvorrichtung in gleicher Laufrichtung nebeneinander angeordnet sind und die zweite Antriebsvorrichtung und die vierte Antriebsvorrichtung in gleicher Laufrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Laufrichtung der ersten Antriebsvorrichtung und die Laufrichtung der zweiten Antriebsvorrichtung entgegengesetzt sind. Dieses wird bevorzugt dadurch erreicht, dass die vier Antriebsvorrichtungen zwischen den zwei Getrieben angeordnet sind oder dass die beiden Getrieben zwischen den vier Antriebsvorrichtungen angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind die vier Antriebsvorrichtungen zwischen den zwei Getrieben angeordnet, da so eine Betriebsmittelzuführung, beispielsweise Diesel oder Gas, sowie eine Abführung, beispielsweise für Abgas zentral zwischen den vier Antriebsvorrichtungen erfolgen kann.According to the invention, the first drive device and the third drive device are arranged next to one another in the same running direction and the second drive device and the fourth drive device are arranged next to one another in the same running direction, the running direction of the first drive device and the running direction of the second drive device being opposite. This is preferably achieved in that the four drive devices are arranged between the two gears or that the two gears are arranged between the four drive devices. The four drive devices are particularly preferably arranged between the two gears, since in this way an operating medium supply, for example diesel or gas, as well as a discharge, for example for exhaust gas, can take place centrally between the four drive devices.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verläuft die zweite Welle in einem Wellentunnel durch den ersten Antriebsraum. Ein Wellentunnel ermöglicht, dass die zweite Welle zwar räumlich den ersten Antriebsraum durchquert, aber in dem Wellentunnel vollständig gekapselt ist, sodass die zweite Welle von einem Schadensereignis, beispielsweise einem Feuer oder einem Wassereinbruch im ersten Antriebsraum nicht betroffen wäre.In a further embodiment of the invention, the second shaft runs in a shaft tunnel through the first drive space. A shaft tunnel enables the second shaft to cross the first drive space spatially, but is completely encapsulated in the shaft tunnel so that the second shaft would not be affected by a damaging event, for example a fire or water ingress in the first drive space.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Wasserfahrzeug eine fünfte Antriebsvorrichtung und eine sechs Antriebsvorrichtung auf. Die fünfte Antriebsvorrichtung ist im ersten Antriebsraum angeordnet und die sechste Antriebsvorrichtung ist im zweiten Antriebsraum angeordnet. Entsprechend ist die fünfte Antriebsvorrichtung mit dem ersten Getriebe verbunden und die sechs Antriebsvorrichtung ist mit dem zweiten Getriebe verbunden ist.In a further embodiment of the invention, the watercraft has a fifth drive device and a six drive device. The fifth drive device is arranged in the first drive space and the sixth drive device is arranged in the second drive space. Correspondingly, the fifth drive device is connected to the first transmission and the six drive device is connected to the second transmission.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Antriebsvorrichtungen als Elektromotoren ausgeführt. Das Wasserfahrzeug weist wenigstens einen ersten Generator und einen zweiten Generator auf, wobei der erste Generator im ersten Antriebsraum und der zweite Generator im zweiten Antriebsraum angeordnet ist. Beispielsweise sind der erste Generator und der zweite Generator jeweils ein Dieselgenerator.In a further embodiment of the invention, the drive devices are designed as electric motors. The watercraft has at least a first generator and a second generator, the first generator being arranged in the first drive space and the second generator being arranged in the second drive space. For example, the first generator and the second generator are each a diesel generator.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Antriebsvorrichtungen als Elektromotoren ausgeführt. Das Wasserfahrzeug wenigstens einen ersten Generator und einen zweiten Generator auf. Der erste Generator ist in einem ersten Generatorraum und der zweite Generator ist in einem zweiten Generatorraum angeordnet. Bevorzugt ist der erste Generatorraum elektrisch mit dem ersten Antriebsraum und dem zweiten Antriebsraum verbunden und ebenso ist der zweite Generatorraum elektrisch mit dem ersten Antriebsraum und dem zweiten Antriebsraum verbunden. Hierdurch ergibt sich die optimale Redundanz, selbst wenn ein Generatorraum und ein Antriebsraum ausfallen.In a further embodiment of the invention, the drive devices are designed as electric motors. The watercraft has at least a first generator and a second generator. The first generator is arranged in a first generator room and the second generator is arranged in a second generator room. The first generator space is preferably electrically connected to the first drive space and the second drive space, and the second generator space is also electrically connected to the first drive space and the second drive space. This results in optimal redundancy, even if a generator room and a drive room fail.

In einer weiteren ausufernden Erfindung weist das Wasserfahrzeug einen dritten Antriebsraum und einen vierten Antriebsraum auf. Ferner weist das Wasserfahrzeug eine dritte Welle und eine vierte Welle sowie einen dritten Propeller und einen vierten Propeller auf, wobei der dritte Propeller auf der dritten Welle angeordnet ist und der vierte Propeller auf der ersten Welle angeordnet ist. Im dritten Antriebsraum ist ein drittes Getriebe angeordnet, welches mit der dritten Welle verbunden ist. Im vierten Antriebsraum ist ein viertes Getriebe angeordnet, welches mit der vierten Welle verbunden ist. Im dritten Antriebsraum ist eine fünfte Antriebsvorrichtung und eine siebte Antriebsvorrichtung angeordnet und mit dem dritten Getriebe verbunden. Im vierten Antriebsraum ist eine sechste Antriebsvorrichtung und eine achte Antriebsvorrichtung angeordnet und mit dem vierten Getriebe verbunden. Hierdurch kann die Redundanz weiter gesteigert werden, selbst bei einem Ausfall eines Antriebsraumes stehen und 75 % Antriebsleistung zur Verfügung.In a further expanding invention, the watercraft has a third drive space and a fourth drive space. Furthermore, the watercraft has a third shaft and a fourth shaft as well as a third propeller and a fourth propeller, the third propeller being arranged on the third shaft and the fourth propeller being arranged on the first shaft. A third gear, which is connected to the third shaft, is arranged in the third drive space. A fourth gear, which is connected to the fourth shaft, is arranged in the fourth drive space. A fifth drive device and a seventh drive device are arranged in the third drive space and are connected to the third transmission. A sixth drive device and an eighth drive device are arranged in the fourth drive space and are connected to the fourth transmission. This allows the redundancy to be increased further, even if a drive room fails, 75% drive power is available.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Wasserfahrzeug anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

  • 1 erstes beispielhaftes Wasserfahrzeug
  • 2 zweites beispielhaftes Wasserfahrzeug
  • 3 drittes beispielhaftes Wasserfahrzeug
  • 4 viertes beispielhaftes Wasserfahrzeug
  • 5 fünftes beispielhaftes Wasserfahrzeug
The watercraft according to the invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings.
  • 1 first exemplary watercraft
  • 2 second exemplary watercraft
  • 3 third exemplary watercraft
  • 4th fourth exemplary watercraft
  • 5 fifth exemplary watercraft

In 1 ist ein erstes beispielhaftes Wasserfahrzeug 10 gezeigt. Das Wasserfahrzeug 10 weist einen ersten Antriebsraum 100 und einen zweiten Antriebsraum 110 auf. In dem ersten Antriebsraum 100 steht eine erste Antriebsvorrichtung 20 und einen dritte Antriebsvorrichtung 40. Die erste Antriebsvorrichtung 20 und die dritte Antriebsvorrichtung 40 sind über ein erstes Getriebe 120 mit der ersten Welle 60 verbunden und treiben so den ersten Propeller 80 an. In dem zweiten Antriebsraum 110 steht eine zweite Antriebsvorrichtung 30 und eine vierte Antriebsvorrichtung 50. Die zweite Antriebsvorrichtung 30 und die vierte Antriebsvorrichtung 50 sind über ein zweites Getriebe 130 mit der zweiten Welle 70 verbunden und treiben so den zweiten Propeller 90 an.In 1 is a first exemplary watercraft 10 shown. The watercraft 10 has a first drive space 100 and a second drive room 110 on. In the first drive room 100 is a first drive device 20th and a third drive device 40 . The first drive device 20th and the third drive device 40 are about a first gear 120 with the first wave 60 connected and so drive the first propeller 80 at. In the second drive room 110 there is a second drive device 30th and a fourth drive device 50 . The second drive device 30th and the fourth drive device 50 are via a second gearbox 130 with the second wave 70 connected and so drive the second propeller 90 at.

Auffallend ist, dass die erste Antriebsvorrichtung 20, die zweite Antriebsvorrichtung 30, die dritte Antriebsvorrichtung 40 und die vierte Antriebsvorrichtung 50 zwischen der ersten Rotationsachse 62 der ersten Welle 60 und der zweiten Rotationsachse 72 der zweiten Welle 70 angeordnet sind. Weiter sind in dieser symmetrisch um die Längsachse des Wasserfahrzeugs 10 angeordnet, was eine sehr gute Kraftverteilung und Gewichtsverteilung ergibt. Weiter sind die erste Antriebsvorrichtung 20, die zweite Antriebsvorrichtung 30, die dritte Antriebsvorrichtung 40 und die vierte Antriebsvorrichtung 50 zwischen dem ersten Getriebe 120 und dem zweiten Getriebe 130 angeordnet. Hierdurch ergibt sich, dass bereits durch die Aufstellung bei Verwendung vier gleichartige Antriebsvorrichtungen die Drehrichtung der ersten Welle und der zweiten Welle entgegengesetzt sind, wodurch ein optimaler Antrieb für das Wasserfahrzeug 10 erreicht wird. Würden beispielsweise die erste Antriebsvorrichtung 20 und die dritte Antriebsvorrichtung 40 in Längsrichtung 12 des Wasserfahrzeugs 10 im Uhrzeigersinn laufen und so beispielsweise die erste Welle 60 im Uhrzeigersinn drehen, so würde durch die umgedrehte Aufstellung der zweiten Antriebsvorrichtung 30 und der vierten Antriebsvorrichtung 50 bei gleicher Drehrichtung eine Drehung der zweiten Welle 70 entgegen dem Uhrzeigersinn erzeugen. Somit kann alleine durch die Art der Aufstellung auf verschiedene Antriebsvorrichtungen mit gegenläufige Drehrichtung verzichtet werden, was Beschaffung und Wartung vereinfacht.It is noticeable that the first drive device 20th , the second drive device 30th , the third drive device 40 and the fourth drive device 50 between the first axis of rotation 62 the first wave 60 and the second axis of rotation 72 the second wave 70 are arranged. Next in this are symmetrical about the longitudinal axis of the watercraft 10 arranged, which results in a very good distribution of force and weight. Next are the first drive device 20th , the second drive device 30th , the third drive device 40 and the fourth drive device 50 between the first gear 120 and the second gear 130 arranged. This results in the fact that even when four identical drive devices are used, the directions of rotation of the first shaft and the second shaft are opposite, which results in an optimal drive for the watercraft 10 is achieved. For example, the first drive device 20th and the third drive device 40 longitudinal 12th of the watercraft 10 run clockwise and so for example the first wave 60 turn clockwise, so the reversed position of the second drive device would 30th and the fourth drive device 50 one rotation of the second shaft with the same direction of rotation 70 generate counterclockwise. The type of installation alone means that different drive devices with opposite directions of rotation can be dispensed with, which simplifies procurement and maintenance.

Das in 2 gezeigte zweite Beispiel weicht nur minimal von dem in 1 gezeigten ersten Beispiel ab. Lediglich der erste Antriebsraum 100 und der zweite Antriebsraum 110 sind größer, wodurch die zweite Welle 70 durch den ersten Antriebsraum 100 verläuft. Um die Welle 70 den Einflüssen aus dem ersten Antriebsraum 100 zu entziehen oder Einflüssen aus dem ersten Antriebsraum 100 auf die Welle 70 zu reduzieren, ist die Welle 70 in dem in 2 gezeigten Beispiel durch einem Wellentunnel 140 geschützt.This in 2 The second example shown differs only slightly from the one in 1 shown first example. Only the first drive room 100 and the second drive room 110 are bigger, making the second wave 70 through the first drive room 100 runs. To the wave 70 the influences from the first drive space 100 to withdraw or influences from the first drive room 100 on the wave 70 to reduce is the wave 70 in the in 2 Example shown through a shaft tunnel 140 protected.

In 3 ist ein drittes Beispiel gezeigt, welche sich von dem in 1 gezeigten ersten Beispiel dadurch unterscheidet, dass das erste Getriebe 120 und das zweite Getriebe 130 in der Mitte, also zwischen den Antriebsvorrichtungen 20, 30, 40, 50 angeordnet ist. Der Unterschied im ersten Beispiel ist gering, wobei die erste Welle 60 und die zweite Welle 70 in der Länge vergleichbarer werden.In 3 a third example is shown, which differs from the one in 1 The first example shown differs in that the first transmission 120 and the second gear 130 in the middle, i.e. between the drive devices 20th , 30th , 40 , 50 is arranged. The difference in the first example is slight, with the first wave 60 and the second wave 70 become more comparable in length.

Das in 4 gezeigte vierte Beispiel stellt Variation des dritten Beispiels mit einem Wellentunnel 140 dar, entsprechend dem Unterschied zwischen dem ersten Beispiel und dem zweiten Beispiel.This in 4th The fourth example shown represents a variation of the third example with a shaft tunnel 140 corresponding to the difference between the first example and the second example.

Das in 5 gezeigte fünfte Beispiel unterscheiden sich dadurch, dass die Position des ersten Antriebsraums 100 und des zweiten Antriebsraums 110 sowie der Antriebsvorrichtungen 20, 30, 40, 50 und der Getriebe 120, 130 um 90° gedreht ist. Nachteilig ist hierbei, dass das erste Getriebe 120 in gerader Verlängerung der ersten Welle 60 und das zweite Getriebe 130 in gerader Verlängerung der zweiten Welle 70 angeordnet sind und nicht den ersten drei Beispielen im 90° Winkel zueinander angeordnet sind.This in 5 The fifth example shown differ in that the position of the first drive space 100 and the second drive room 110 as well as the drive devices 20th , 30th , 40 , 50 and the gearbox 120 , 130 rotated by 90 °. The disadvantage here is that the first transmission 120 in a straight extension of the first wave 60 and the second gear 130 in a straight extension of the second wave 70 are arranged and not the first three examples are arranged at a 90 ° angle to each other.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
WasserfahrzeugWatercraft
1212th
Längsrichtung des WasserfahrzeugsLongitudinal direction of the watercraft
2020th
erste Antriebsvorrichtungfirst drive device
3030th
zweite Antriebsvorrichtungsecond drive device
4040
dritte Antriebsvorrichtungthird drive device
5050
vierte Antriebsvorrichtungfourth drive device
6060
erste Wellefirst wave
6262
erste Rotationsachsefirst axis of rotation
7070
zweite Wellesecond wave
7272
zweite Rotationsachsesecond axis of rotation
8080
erster Propellerfirst propeller
9090
zweiter Propellersecond propeller
100100
erster Antriebsraumfirst drive room
110110
zweiter Antriebsraumsecond drive room
120120
erstes Getriebefirst transmission
130130
zweites Getriebesecond gear
140140
WellentunnelShaft tunnel

Claims (8)

Wasserfahrzeug (10), wobei das Wasserfahrzeug (10) eine erste Antriebsvorrichtung (20), eine zweite Antriebsvorrichtung (30), eine dritte Antriebsvorrichtung (40) und eine vierte Antriebsvorrichtung (50) aufweist, wobei das Wasserfahrzeug (10) eine erste Welle (60) und eine zweite Welle (70) aufweist, wobei das Wasserfahrzeug (10) einen ersten Propeller (80) und einen zweiten Propeller (90) aufweist, wobei der erste Propeller (80) mit der ersten Welle (60) kraftschlüssig verbunden ist und der zweite Propeller (90) mit der zweiten Welle (70) kraftschlüssig verbunden ist, wobei die erste Welle (60) und die zweite Welle (70) in Längsrichtung (12) des Wasserfahrzeugs (10) angeordnet sind, wobei das Wasserfahrzeug (10) ein erstes Getriebe (120) und ein zweites Getriebe (130) aufweist, wobei die erste Antriebsvorrichtung (20) und die dritte Antriebsvorrichtung (40) über das erste Getriebe (120) mit der ersten Welle (60) verbunden sind, wobei die zweite Antriebsvorrichtung (30) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) über das zweite Getriebe (130) mit der zweiten Welle (70) verbunden sind, wobei die erste Welle (60) eine erste Rotationsachse (62) aufweist, wobei die zweite Welle (70) eine zweite Rotationsachse (72) aufweist, wobei die erste Antriebsvorrichtung (20) und die dritte Antriebsvorrichtung (40) nebeneinander angeordnet sind, wobei die zweite Antriebsvorrichtung (30) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug (10) einen ersten Antriebsraum (100) und einen zweiten Antriebsraum (110) aufweist, wobei die erste Antriebsvorrichtung (20) und die dritte Antriebsvorrichtung (40) in dem ersten Antriebsraum (100) angeordnet sind, wobei die zweite Antriebsvorrichtung (30) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) in dem zweiten Antriebsraum (110) angeordnet sind, wobei das erste Getriebe (120) im ersten Antriebsraum (100) angeordnet ist, wobei das zweite Getriebe (130) im zweiten Antriebsraum (110) angeordnet ist, wobei die erste Antriebsvorrichtung (20), die zweite Antriebsvorrichtung (30), die dritte Antriebsvorrichtung (40) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) zwischen der ersten Rotationsachse (62) und der zweiten Rotationsachse (72) angeordnet sind, wobei die erste Antriebsvorrichtung (20) einen kürzeren Abstand zur ersten Welle (60) aufweist als die dritte Antriebsvorrichtung (40), wobei die zweite Antriebsvorrichtung (30) einen kürzeren Abstand zur zweiten Welle (70) aufweist als die vierte Antriebsvorrichtung (50), wobei die erste Antriebsvorrichtung (20) und die zweite Antriebsvorrichtung (30) baugleich ausgeführt sind, wobei die dritte Antriebsvorrichtung (40) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) baugleich ausgeführt sind, wobei die erste Antriebsvorrichtung (20) und die dritte Antriebsvorrichtung (40) in gleicher Laufrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die zweite Antriebsvorrichtung (30) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) in gleicher Laufrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Laufrichtung der ersten Antriebsvorrichtung (20) und die Laufrichtung der zweiten Antriebsvorrichtung (30) entgegengesetzt sind.Watercraft (10), the watercraft (10) having a first drive device (20), a second drive device (30), a third drive device (40) and a fourth drive device (50), the watercraft (10) having a first shaft ( 60) and a second shaft (70), the watercraft (10) having a first propeller (80) and a second propeller (90), the first propeller (80) being positively connected to the first shaft (60) and the second propeller (90) is positively connected to the second shaft (70), the first shaft (60) and the second shaft (70) being arranged in the longitudinal direction (12) of the watercraft (10), the watercraft (10) a first gear (120) and a second gear (130), the first drive device (20) and the third drive device (40) being connected to the first shaft (60) via the first gear (120), the second drive device (30) and the fourth Drive device (50) are connected to the second shaft (70) via the second gear (130), the first shaft (60) having a first axis of rotation (62), the second shaft (70) having a second axis of rotation (72) , wherein the first drive device (20) and the third drive device (40) are arranged next to each other, wherein the second drive device (30) and the fourth drive device (50) are arranged next to each other, characterized in that the watercraft (10) has a first drive space ( 100) and a second drive space (110), the first drive device (20) and the third drive device (40) being arranged in the first drive space (100), the second drive device (30) and the fourth drive device (50) in the second drive space (110) are arranged, wherein the first gear (120) is arranged in the first drive space (100), the second gear (130) in the second drive space (110) is ordered, wherein the first drive device (20), the second drive device (30), the third drive device (40) and the fourth drive device (50) are arranged between the first axis of rotation (62) and the second axis of rotation (72), the first drive device (20) being at a shorter distance from the first shaft (60) than the third drive device (40), the second drive device (30) being at a shorter distance from the second shaft (70) than the fourth drive device (50), the first drive device (20) and the second drive device (30) being of identical construction are, the third drive device (40) and the fourth drive device (50) being of identical construction, the first drive device (20) and the third drive device (40) being arranged next to one another in the same direction, the second drive device (30) and the fourth drive device (50) are arranged next to one another in the same running direction, the running direction of the first drive device (20) and the direction of travel of the second drive device (30) are opposite. Wasserfahrzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Antriebsraum (100) und der zweite Antriebsraum (110) in Längsrichtung (12) des Wasserfahrzeugs (10) hintereinander angeordnet sind, wobei die erste Antriebsvorrichtung (20) und die dritte Antriebsvorrichtung (40) quer zur Längsrichtung (12) nebeneinander angeordnet sind, wobei die zweite Antriebsvorrichtung (30) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) quer zur Längsrichtung (12) nebeneinander angeordnet sind.Watercraft (10) according to Claim 1 , characterized in that the first drive space (100) and the second drive space (110) are arranged one behind the other in the longitudinal direction (12) of the watercraft (10), the first drive device (20) and the third drive device (40) transversely to the longitudinal direction ( 12) are arranged next to one another, the second drive device (30) and the fourth drive device (50) being arranged next to one another transversely to the longitudinal direction (12). Wasserfahrzeug (10) einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsvorrichtung (20) und die zweite Antriebsvorrichtung (30) schneller laufende Antriebsvorrichtungen sind als die dritte Antriebsvorrichtung (40) und die vierte Antriebsvorrichtung (50).Watercraft (10) one of the Claims 1 to 2 , characterized in that the first drive device (20) and the second drive device (30) are faster running drive devices than the third drive device (40) and the fourth drive device (50). Wasserfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebsvorrichtung (20), die zweite Antriebsvorrichtung (30), die dritte Antriebsvorrichtung (40) und die vierte Antriebsvorrichtung (50) baugleich ausgeführt sind.Watercraft (10) according to one of the Claims 1 to 2 , characterized in that the first drive device (20), the second drive device (30), the third drive device (40) and the fourth drive device (50) are of identical construction. Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (70) in einem Wellentunnel (140) durch den ersten Antriebsraum (100) verläuft.Watercraft (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second shaft (70) runs in a shaft tunnel (140) through the first drive space (100). Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserfahrzeug (10) eine fünfte Antriebsvorrichtung und eine sechs Antriebsvorrichtung aufweist, wobei die fünfte Antriebsvorrichtung im ersten Antriebsraum (100) angeordnet ist, wobei die sechste Antriebsvorrichtung im zweiten Antriebsraum (110) angeordnet ist, wobei die fünfte Antriebsvorrichtung mit dem ersten Getriebe (120) verbunden ist, wobei die sechs Antriebsvorrichtung mit dem zweiten Getriebe (130) verbunden ist.Watercraft (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the watercraft (10) has a fifth drive device and a six drive device, the fifth drive device being arranged in the first drive space (100), the sixth drive device being arranged in the second drive space (110) ) is arranged, wherein the fifth drive device is connected to the first gear (120), wherein the six drive device is connected to the second gear (130). Wasserfahrzeug (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtungen (20, 30, 40, 50) als Elektromotoren ausgeführt sind, wobei das Wasserfahrzeug (10) wenigstens einen ersten Generator und einen zweiten Generator aufweist, wobei der erste Generator im ersten Antriebsraum (100) angeordnet ist, wobei der zweite Generator im zweiten Antriebsraum (110) angeordnet ist.Watercraft (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive devices (20, 30, 40, 50) are designed as electric motors, the watercraft (10) having at least a first generator and a second generator, the first generator is arranged in the first drive space (100), the second generator being arranged in the second drive space (110). Wasserfahrzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtungen (20, 30, 40, 50) als Elektromotoren ausgeführt sind, wobei das Wasserfahrzeug (10) wenigstens einen ersten Generator und einen zweiten Generator aufweist, wobei der erste Generator in einem ersten Generatorraum angeordnet ist, wobei der zweite Generator in einem zweiten Generatorraum angeordnet ist.Watercraft (10) according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the drive devices (20, 30, 40, 50) are designed as electric motors, the watercraft (10) having at least a first generator and a second generator, the first generator being arranged in a first generator room, the second generator is arranged in a second generator room.
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