DE102022212106B3

DE102022212106B3 - Ship gears and ship propulsion

Info

Publication number: DE102022212106B3
Application number: DE102022212106.6A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Herlitzek; Franz Grommisch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-11-15
Filing date: 2022-11-15
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2042-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe (1) mit einem Nebenantrieb (20), wobei eine mit einem Hauptantriebsmotor (2) verbindbare Antriebswelle (3) über eine Hauptantriebskupplung (4), eine Ritzelwelle (5) und ein Abtriebszahnrad (7) mit einer Abtriebswelle (8) verbindbar ist. Die Antriebswelle (3) ist mittels der Hauptantriebskupplung (4) mit der Ritzelwelle (5) kuppelbar. Auf der Ritzelwelle (5) ist ein Antriebsritzel (6) verdrehfest angeordnet, das mit dem verdrehfest auf der Abtriebswelle (8) angeordneten Abtriebszahnrad (7) kämmt. Eine Kupplungswelle (21) des Nebenantriebs (20) ist über eine Nebenantriebskupplung (22) mit der Abtriebswelle (8) verbindbar, wobei die Nebenantriebskupplung (22) einen Innenlamellenträger (23) und einen Außenlamellenträger (24) aufweist. Der Innenlamellenträger (23) ist verdrehfest mit einer Nebenantriebsritzelwelle (25) verbunden und die Nebenantriebsritzelwelle (25) weist ein Nebenantriebsritzel (26) auf. Die Nebenantriebsritzelwelle (25) ist als Hohlwelle ausgebildet, durch welche die Kupplungswelle (21) geführt ist. Das Nebenantriebsritzel (26) kämmt mit dem Abtriebszahnrad (7).Des Weiteren wird ein Schiffsantrieb mit einem solchen Schiffsgetriebe (1) beansprucht.The invention relates to a marine transmission (1) with a power take-off (20), wherein a drive shaft (3) which can be connected to a main drive motor (2) via a main drive clutch (4), a pinion shaft (5) and an output gear (7) with an output shaft ( 8) is connectable. The drive shaft (3) can be coupled to the pinion shaft (5) using the main drive clutch (4). A drive pinion (6) is arranged in a rotationally fixed manner on the pinion shaft (5), which meshes with the output gear (7) which is arranged in a rotationally fixed manner on the output shaft (8). A clutch shaft (21) of the power take-off (20) can be connected to the output shaft (8) via a power take-off clutch (22), the power take-off clutch (22) having an inner disk carrier (23) and an outer disk carrier (24). The inner disk carrier (23) is connected to a power take-off pinion shaft (25) in a rotation-proof manner and the power take-off pinion shaft (25) has a power take-off pinion (26). The secondary drive pinion shaft (25) is designed as a hollow shaft through which the clutch shaft (21) is guided. The auxiliary drive pinion (26) meshes with the output gear (7). Furthermore, a ship's drive is used with such a ship's gearbox (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe mit einer ersten Kupplungswelle und einer zweiten Kupplungswelle, wobei eine Antriebsleistung von einer Antriebswelle des Schiffsgetriebes über die erste Kupplungswelle auf eine mit einem Schiffspropeller verbundene Abtriebswelle geleitet werden kann. Darüber hinaus wird ein Schiffsantrieb mit einem solchen Schiffsgetriebe vorgeschlagen.The present invention relates to a marine transmission with a first clutch shaft and a second clutch shaft, wherein a drive power from a drive shaft of the marine transmission can be directed via the first clutch shaft to an output shaft connected to a marine propeller. In addition, a ship propulsion system with such a ship gearbox is proposed.

Antriebsanlagen für Schiffe bestehen in der Regel aus mindestens einem Antriebsmotor, einem Schiffsgetriebe, einer Propellerwelle und einem Propeller. Das Schiffsgetriebe ist oft als Wendegetriebe ausgeführt, wobei mittels zweier lastschaltbarer Kupplungen eine Drehrichtungsumkehr einer Abtriebswelle bezogen auf eine Antriebswelle möglich ist, um so den Propeller in einer Vorwärtsdrehrichtung und in einer Rückwärtsdrehrichtung antreiben zu können. Daneben gibt es jedoch auch Schiffsgetriebe ohne Wendefunktion, welche einen einfacheren Aufbau aufweisen. Eine Fahrtrichtungsumkehr eines Schiffs mit einem Schiffsgetriebe ohne Wendefunktion kann beispielsweise durch einen Verstellpropeller bewirkt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe ohne Wendefunktion.Propulsion systems for ships usually consist of at least one propulsion motor, a ship's gearbox, a propeller shaft and a propeller. The ship's transmission is often designed as a reversing gear, with two power-shiftable clutches allowing the direction of rotation of an output shaft to be reversed relative to a drive shaft in order to be able to drive the propeller in a forward direction of rotation and in a reverse direction of rotation. However, there are also marine gearboxes without a reversing function, which have a simpler structure. Reversing the direction of travel of a ship with a ship's gearbox without a reversing function can be achieved, for example, using a variable-pitch propeller. The present invention relates to a marine transmission without a reversing function.

Für derartige Schiffsgetriebe sind auch Anwendungen mit einem Nebenantrieb bekannt. Nebenantriebe an einem Schiffsgetriebe werden auch PTI (engl. für Power Take In) genannt. Nebenantriebe werden häufig zum Anschließen einer elektrischen Maschine genutzt, mit der das Schiff zusätzlich oder anstatt des Hauptantriebsmotors angetrieben werden kann. Dadurch werden verschiedene Betriebsarten und eine breite Anwendbarkeit des Schiffsantriebs ermöglicht. Dabei sind Betriebsarten möglich, in denen die Zusatzantriebsmaschine an die Abtriebswelle des Schiffsgetriebes angekoppelt ist, und andere Betriebsarten, in denen die elektrische Maschine von der Abtriebswelle abgekoppelt ist. Es kann beispielsweise ein rein elektrischer Antrieb realisiert werden, bei dem das Schiff ausschließlich durch die elektrische Maschine angetrieben wird. Dabei kann der Propeller durch Umkehren der Antriebsdrehrichtung der elektrischen Maschine auch in zwei Drehrichtungen angetrieben werden. Daneben kann die Abtriebswelle auch nur von dem Hauptantriebsmotor oder von dem Hauptantriebsmotor und von der elektrischen Maschine gleichzeitig angetrieben werden. Ein solcher Schiffsantrieb mit einem elektrisch antreibbaren Nebenantrieb wird auch Hybridantrieb genannt.Applications with a power take-off are also known for such ship gears. Power take-offs on a ship's transmission are also called PTI (Power Take In). Power take-offs are often used to connect an electrical machine that can power the ship in addition to or instead of the main propulsion engine. This enables different operating modes and a wide range of applicability of the ship's propulsion system. Operating modes are possible in which the additional drive machine is coupled to the output shaft of the ship's transmission, and other operating modes in which the electrical machine is decoupled from the output shaft. For example, a purely electric drive can be implemented in which the ship is driven exclusively by the electric machine. The propeller can also be driven in two directions by reversing the direction of rotation of the electric machine. In addition, the output shaft can also be driven only by the main drive motor or by the main drive motor and the electric machine at the same time. Such a ship drive with an electrically driven auxiliary drive is also called a hybrid drive.

Aus der DE 10 2012 218 910 A1 ist ein Schiffsgetriebe ohne Wendefunktion mit einem Nebenantrieb bekannt. Das darin beschriebene Schiffsgetriebe umfasst eine mit einem Hauptantriebsmotor verbundene Antriebswelle, welche über eine lastschaltbare Kupplung, eine Ritzelwelle mit einem Antriebsritzel und ein Abtriebszahnrad mit einer Abtriebswelle verbindbar ist. Der Nebenantrieb ist dabei mittels eines Nebenantriebsritzels und eines damit kämmenden Nebenantriebszahnrads antriebswirksam an die Ritzelwelle des Schiffsgetriebes angeschlossen. Das Nebenantriebsritzel ist dabei als eine Hohlwelle ausgebildet, durch die eine Kupplungswelle des Nebenantriebs geführt ist.From the DE 10 2012 218 910 A1 a ship's transmission without a reversing function with a power take-off is known. The marine gearbox described therein comprises a drive shaft connected to a main drive motor, which can be connected to an output shaft via a power-shiftable clutch, a pinion shaft with a drive pinion and an output gear. The power take-off is connected to the pinion shaft of the ship's transmission by means of a power take-off pinion and a power take-off gear meshing with it. The power take-off pinion is designed as a hollow shaft through which a clutch shaft of the power take-off is guided.

Ferner ist aus der JP 2013 - 244 913 A ein Schiffsgetriebe mit einem Nebenantrieb gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.Furthermore, from the JP 2013 - 244 913 A a ship's transmission with a power take-off according to the preamble of claim 1 is known.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein solches Schiffsgetriebe insbesondere im Hinblick auf eine einfache und kompakte Bauweise zu verbessern.It is the object of the present invention to improve such a ship's transmission, particularly with regard to a simple and compact design.

Diese Aufgabe wird durch ein Schiffsgetriebe gemäß Anspruch 1 und durch einen Schiffsantrieb gemäß Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a ship's transmission according to claim 1 and by a ship's drive according to claim 6. Advantageous embodiments are specified in the dependent claims.

Es wird ein Schiffsgetriebe mit einem Nebenantrieb vorgeschlagen, welches eine mit einem Hauptantriebsmotor verbindbare Antriebswelle aufweist, die über eine Hauptantriebskupplung und eine Ritzelwelle mit einer Abtriebswelle verbindbar ist. Die Antriebswelle ist mittels der Hauptantriebskupplung mit der Ritzelwelle kuppelbar. Auf der Ritzelwelle ist ein Antriebsritzel verdrehfest angeordnet, welches mit einem verdrehfest auf der Abtriebswelle angeordneten Abtriebszahnrad kämmt.A marine transmission with a power take-off is proposed, which has a drive shaft that can be connected to a main drive motor and which can be connected to an output shaft via a main drive clutch and a pinion shaft. The drive shaft can be coupled to the pinion shaft using the main drive clutch. A drive pinion is arranged in a rotationally fixed manner on the pinion shaft and meshes with an output gear wheel arranged in a rotationally fixed manner on the output shaft.

Eine Kupplungswelle des Nebenantriebs ist über eine Nebenantriebskupplung ebenfalls mit der Abtriebswelle verbindbar. Die Nebenantriebskupplung weist einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger auf, wobei der Innenlamellenträger verdrehfest mit einer Nebenantriebsritzelwelle verbunden ist. Die Nebenantriebsritzelwelle und der Innenlamellenträger können beispielsweise starr miteinander verbunden oder einstückig ausgeführt sein. Auf der Nebenantriebsritzelwelle ist ein Nebenantriebsritzel verdrehfest angeordnet. Die Nebenantriebsritzelwelle ist als Hohlwelle ausgebildet, durch welche die Kupplungswelle geführt ist. Mit anderen Worten verläuft die Kupplungswelle durch die als Hohlwelle ausgebildete Nebenantriebsritzelwelle hindurch. Die Kupplungswelle und die Nebenantriebsritzelwelle sind somit koaxial zueinander angeordnet. Dadurch wird eine kompakte Bauweise des Schiffsgetriebes ermöglicht.A clutch shaft of the power take-off can also be connected to the output shaft via a power take-off clutch. The power take-off clutch has an inner disk carrier and an outer disk carrier, the inner disk carrier being connected to a power take-off pinion shaft in a rotationally fixed manner. The power take-off pinion shaft and the inner disk carrier can, for example, be rigidly connected to one another or made in one piece. A power take-off pinion is arranged on the power take-off pinion shaft so that it cannot rotate. The power take-off pinion shaft is designed as a hollow shaft through which the clutch shaft is guided. In other words, the clutch shaft runs through the secondary drive pinion shaft, which is designed as a hollow shaft. The clutch shaft and the power take-off pinion shaft are thus arranged coaxially with one another. This enables a compact design of the ship's transmission.

Erfindungsgemäß kämmt das Nebenantriebsritzel mit dem Abtriebszahnrad. Das heißt, dass sowohl das Antriebsritzel des Hauptantriebs als auch das Nebenantriebsritzel mit dem Abtriebszahnrad kämmen. Dazu sind also das Antriebsritzel, das Nebenantriebsritzel und das Abtriebszahnrad in einer gemeinsamen Verzahnungsebene angeordnet. Mit anderen Worten werden der Hauptantriebsstrang und der Nebenantriebsstrang also auf dem Abtriebszahnrad zusammengeführt. Es ergeben sich für die Positionierung des Nebenantriebs in dem Schiffsgetriebe vorteilhafte Anordnungsmöglichkeiten. Der Nebenantrieb kann insbesondere unabhängig von der Position der Antriebswelle an dem Schiffsgetriebe angeordnet werden. Beispielsweise kann so die Kupplungswelle des Nebenantriebs mit einem horizontalen Achsversatz zu der Ritzelwelle und/oder der Antriebswelle angeordnet werden. Ferner kann die Übersetzung zwischen der Kupplungswelle und der Abtriebswelle unabhängig von der Übersetzung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle verändert und optimiert werden, indem die Zähnezahlen des Nebenantriebsritzels entsprechend ausgewählt wird. Die Abtriebswelle kann permanent mit einer Propellerwelle verbunden sein, auf der ein Propeller, beispielsweise ein Verstellpropeller befestigt ist. Die Erfindung ermöglich ferner eine geringe Abmessung des Schiffsgetriebes in axialer Richtung, sodass sich eine sehr kompakte Bauweise ergibt. Die Axialrichtung bezieht sich auf die Richtung der Rotationsachse der Antriebswelle. Die Antriebswelle, die Kupplungswelle und die Abtriebswelle verlaufen vorzugsweise parallel zueinander, sodass alle in axialer Richtung verlaufen.According to the invention, the power take-off pinion meshes with the driven gear. This means that both the drive pinion of the main drive and the secondary drive pinion mesh with the driven gear. This includes the drive pinion, the power take-off pinion and the output gear are arranged in a common gearing plane. In other words, the main drive train and the secondary drive train are brought together on the output gear. There are advantageous arrangement options for positioning the power take-off in the ship's transmission. The power take-off can be arranged on the ship's gearbox, in particular independently of the position of the drive shaft. For example, the clutch shaft of the power take-off can be arranged with a horizontal axial offset to the pinion shaft and/or the drive shaft. Furthermore, the translation between the clutch shaft and the output shaft can be changed and optimized independently of the translation between the input shaft and the output shaft by selecting the number of teeth of the power take-off pinion accordingly. The output shaft can be permanently connected to a propeller shaft on which a propeller, for example a variable-pitch propeller, is attached. The invention also enables the ship's gearbox to have small dimensions in the axial direction, resulting in a very compact design. The axial direction refers to the direction of the rotation axis of the drive shaft. The drive shaft, the clutch shaft and the output shaft preferably run parallel to one another so that all run in the axial direction.

Darüber hinaus kann eine für die jeweilige Anwendung optimale Übersetzung des Nebenantriebs erreicht werden, indem zusätzlich ein vorgelagertes Untersetzungsgetriebe, insbesondere eine Stirnradstufe, eingebaut wird. Dazu wird der Nebenantriebsmotor über das genannte Untersetzungsgetriebe mit der Kupplungswelle des Nebenantriebs verbunden. Eine Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes wird dabei als Nebenantriebswelle bezeichnet, welche den Nebenantriebsmotor mit dem Untersetzungsgetriebe verbindet. Die Nebenantriebswelle kann eine separate Welle sein, welche die Motorwelle des Nebenantriebsmotors mit dem Untersetzungsgetriebe verbindet, oder die Nebenantriebswelle ist die Motorwelle des Nebenantriebsmotors. Bei der letztgenannten Ausführung ist der Nebenantriebsmotor also unmittelbar an das Untersetzungsgetriebe angebaut.In addition, an optimal transmission of the power take-off drive for the respective application can be achieved by additionally installing an upstream reduction gear, in particular a spur gear stage. For this purpose, the power take-off motor is connected to the clutch shaft of the power take-off via the reduction gear mentioned. An input shaft of the reduction gear is referred to as a power take-off shaft, which connects the power take-off motor to the reduction gear. The power take-off shaft may be a separate shaft connecting the power take-off motor shaft to the reduction gear, or the power take-off shaft may be the power take-off motor shaft. In the latter version, the power take-off motor is mounted directly on the reduction gear.

Mithilfe des Untersetzungsgetriebes können hohe Drehzahlen der elektrischen Maschine angepasst werden, um an der Propellerwelle geringere Drehzahlen zu bewirken, wie sie für einen optimalen Vortrieb am Propeller geeignet sind. Vorzugsweise werden also die Antriebsdrehzahlen eines Nebenantriebsmotors mittels des Untersetzungsgetriebes ins Langsame untersetzt. Mithilfe einer Stirnradstufe als Untersetzungsgetriebe ergeben sich zudem weitere Positionierungsmöglichkeiten für den Nebenantriebsmotor, wodurch der Nebenantrieb vorteilhaft in den, bei der jeweiligen Anwendung zur Verfügung stehenden, Bauraum eingepasst werden kann. Dazu kann das antriebsseitige Stirnrad in einer vorteilhaften Position an dem Umfang des abtriebsseitigen Stirnrads der Stirnradstufe angeordnet bzw. in Eingriff gebracht werden. Das Untersetzungsgetriebe kann ein eigenes Untersetzungsgetriebegehäuse aufweisen oder in einem gemeinsamen Gehäuse mit der elektrischen Maschine oder mit dem Schiffsgetriebe angeordnet sein.With the help of the reduction gear, high speeds of the electric machine can be adjusted in order to achieve lower speeds on the propeller shaft, which are suitable for optimal propulsion on the propeller. Preferably, the drive speeds of a power take-off motor are reduced to slow speeds by means of the reduction gear. Using a spur gear stage as a reduction gear also provides additional positioning options for the power take-off motor, whereby the power take-off can be advantageously fitted into the installation space available for the respective application. For this purpose, the drive-side spur gear can be arranged or brought into engagement in an advantageous position on the circumference of the output-side spur gear of the spur gear stage. The reduction gear can have its own reduction gear housing or can be arranged in a common housing with the electric machine or with the marine gearbox.

Eine Nebenantriebswelle kann den Nebenantriebsmotor mit dem Untersetzungsgetriebe verbinden, wobei die Nebenantriebswelle und die Kupplungswelle vorzugsweise in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen. Die horizontale Ausrichtung bezieht sich dabei auf den Wasserspiegel eines im ruhenden Wasser liegenden Schiffs, in welches das Schiffsgetriebe bestimmungsgemäß eingebaut ist. Die Nebenantriebswelle und die Kupplungswelle des Nebenantriebs können vorteilhaft parallel zueinander angeordnet sein.A power take-off shaft can connect the power take-off motor to the reduction gear, with the power take-off shaft and the clutch shaft preferably lying in a common horizontal plane. The horizontal alignment refers to the water level of a ship lying in still water, in which the ship's gearbox is installed as intended. The power take-off shaft and the clutch shaft of the power take-off can advantageously be arranged parallel to one another.

Die Ritzelwelle und die Nebenantriebsritzelwelle sind baugleich ausgeführt. Die Verzahnungen des Antriebsritzels und des Nebenantriebsritzels greifen beide in die Verzahnung des Abtriebszahnrads ein, sodass diese zumindest eine gleiche Grobgeometrie aufweisen müssen. Indem die Ritzelwelle und die Nebenantriebsritzelwelle als identische Bauteile ausgeführt werden, ergeben sich weitere Vereinfachungen, beispielsweise bei der Herstellung und Lagerhaltung.The pinion shaft and the power take-off pinion shaft are identical in construction. The teeth of the drive pinion and the power take-off pinion both mesh with the teeth of the output gear, so that they must have at least the same rough geometry. By designing the pinion shaft and the power take-off pinion shaft as identical components, further simplifications result, for example in production and storage.

Die Verzahnungen des Antriebsritzels und des Nebenantriebsritzels können jeweils einstückig mit der zugeordneten Ritzelwelle bzw. Nebenantriebsritzelwelle hergestellt worden sein, sodass die jeweilige Verzahnung des Antriebsritzels und des Nebenantriebsritzels unmittelbar an dem zugeordneten Bauteil eingearbeitet ist. In anderen Ausführungen kann zumindest eine der beiden Verzahnungen auch als separates Ritzel hergestellt und danach drehfest mit der jeweils zugeordneten Welle verbunden worden sein.The teeth of the drive pinion and the power take-off pinion can each be made in one piece with the associated pinion shaft or power take-off pinion shaft, so that the respective teeth of the drive pinion and the power take-off pinion are incorporated directly into the associated component. In other embodiments, at least one of the two toothings can also be manufactured as a separate pinion and then connected in a rotationally fixed manner to the respective associated shaft.

Die Hauptantriebskupplung kann wie die Nebenantriebskupplung als Lamellenkupplung ausgeführt sein, sodass die Hauptantriebskupplung einen weiteren Außenlamellenträger und einen weiteren Innenlamellenträger aufweist. Dabei können zumindest die Innenlamellenträger der Hauptantriebskupplung und der Nebenantriebskupplung ebenfalls baugleich ausgeführt sein. Die hohe Anzahl an baugleichen Bauteilen kann im Sinne eines Baukastensystems vorteilhaft genutzt werden. Beispielsweise können baugleiche Innenlamellenträger auch für Schiffswendegetriebe genutzt werden, indem dort für zwei Lamellenkupplungen beider Drehrichtungen ebenfalls identische Bauteile, beispielsweise baugleiche Innenlamellenträger verwendet werden.Like the secondary drive clutch, the main drive clutch can be designed as a multi-plate clutch, so that the main drive clutch has a further outer disc carrier and a further inner disc carrier. At least the inner disk carriers of the main drive clutch and the auxiliary drive clutch can also be designed to be identical. The large number of identical components can be used advantageously in the sense of a modular system. For example, identical inner disk carriers can also be used for ship reversing gears, where identical components are also used for two disk clutches in both directions of rotation For example, identical inner disk carriers can be used.

Die Antriebswelle und die Abtriebswelle können vorteilhaft in einer gemeinsamen Vertikalebene angeordnet sein, wodurch der gesamte Schiffsantrieb einfacher in einem Schiffsrumpf eingebaut werden kann. Die Vertikalebene verläuft orthogonal zu der oben definierten horizontalen Ausrichtung. Der Nebenantrieb, insbesondere der Nebenantriebsmotor und die Nebenantriebswelle können mit einem horizontalen Versatz neben der Vertikalebene so angeordnet werden, sodass ausreichend Bauraum zur Verfügung steht, insbesondere für Anschlussflansche des Hauptantriebs und der Abtriebswelle.The drive shaft and the output shaft can advantageously be arranged in a common vertical plane, whereby the entire ship drive can be installed more easily in a ship's hull. The vertical plane is orthogonal to the horizontal orientation defined above. The power take-off, in particular the power take-off motor and the power take-off shaft, can be arranged with a horizontal offset next to the vertical plane so that sufficient installation space is available, in particular for connecting flanges of the main drive and the output shaft.

Die genannten Wellen sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse des Schiffsgetriebes gelagert und angeordnet. Das Gehäuse kann dazu Lagerstellen für die Antriebswelle, die Ritzelwelle, die Nebenantriebsritzelwelle und die Abtriebswelle des Schiffsgetriebes auf. Die Lagerstellen sind dabei so angeordnet, dass die Antriebswelle und die Abtriebswelle in der gemeinsamen Vertikalebene liegen. Ein solches Gehäuse kann in identischer Bauweise oder zumindest aus derselben Gussform im Sinne eines Baukastensystems für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Beispielsweise kann für ein Schiffsgetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse verwendet werden, das in der gleichen Bauform auch für Schiffswendegetriebe verwendet wird. Eine solche Mehrfachverwendung eines einheitlichen Gehäuses bewirkt einen reduzierten Entwicklungsaufwand und ermöglicht geringere Produktions- und Lagerhaltungskosten.The shafts mentioned are preferably mounted and arranged in a common housing of the ship's gearbox. The housing can have bearing points for the drive shaft, the pinion shaft, the auxiliary drive pinion shaft and the output shaft of the ship's gearbox. The bearing points are arranged so that the drive shaft and the output shaft lie in the common vertical plane. Such a housing can be used in an identical design or at least from the same mold in the sense of a modular system for different applications. For example, a housing can be used for a ship's transmission according to the present invention, which is also used for ship's reversing gears in the same design. Such multiple use of a uniform housing results in reduced development effort and enables lower production and storage costs.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner einen Schiffsantrieb mit zumindest einem Hauptantriebsmotor und mit zumindest einem Schiffsgetriebe wie oben beschrieben. Dabei ist vorteilhaft eine Ausgangswelle des Hauptantriebsmotors in der gemeinsamen Vertikalebene des zugeordneten Schiffsgetriebes angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich eine geradlinige, symmetrische Anordnung des Schiffsantriebs, welche wiederum platzsparend in einem Schiffsrumpf installiert werden kann. Dies vereinfacht die Projektierung, Fertigung und Installation eines solchen Schiffsantriebs.The present invention further comprises a ship propulsion system with at least one main drive motor and with at least one ship gearbox as described above. An output shaft of the main drive motor is advantageously arranged in the common vertical plane of the associated ship's gearbox. This results in a straight, symmetrical arrangement of the ship's drive, which in turn can be installed in a ship's hull to save space. This simplifies the planning, manufacturing and installation of such a ship drive.

Im Folgenden werden die Erfindung und deren Vorteile anhand des Ausführungsbeispiels in der anliegenden Figur noch näher erläutert.The invention and its advantages are explained in more detail below using the exemplary embodiment in the attached figure.

Dabei zeigen

1 eine schematische Darstellung eines Schiffsgetriebes in einer Seitenansicht und
2 eine schematische Darstellung des Schiffsgetriebes aus 1 in einer Ansicht in axialer Blickrichtung.

Show it

1 a schematic representation of a ship's gearbox in a side view and
2 a schematic representation of the ship's gearbox 1 in a view in the axial direction.

In der 1 und der 2 ist ein Schiffsgetriebe 1 gezeigt, das eine Antriebswelle 3, eine Ritzelwelle 5 und eine Abtriebswelle 8 umfasst. Die Antriebswelle 3 ist mit einer Antriebsmaschine 2, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, verbunden. Die Abtriebswelle 8 ist mit einer Propellerwelle 10 drehfest verbunden. Auf der Propellerwelle 10 ist ein Propeller 9 zum Antrieb des Schiffes befestigt. Die Antriebswelle 3, die Ritzelwelle 5 und die Abtriebswelle 8 sind alle zumindest teilweise in einem Gehäuse 11 des Schiffsgetriebes 1 angeordnet und gelagert.In the 1 and the 2 a marine gearbox 1 is shown, which includes a drive shaft 3, a pinion shaft 5 and an output shaft 8. The drive shaft 3 is connected to a drive machine 2, for example an internal combustion engine. The output shaft 8 is connected to a propeller shaft 10 in a rotationally fixed manner. A propeller 9 for driving the ship is attached to the propeller shaft 10. The drive shaft 3, the pinion shaft 5 and the output shaft 8 are all arranged and stored at least partially in a housing 11 of the ship's transmission 1.

Die Antriebswelle 3 ist mittels einer Hauptantriebskupplung 4 mit der Ritzelwelle 5 verbindbar. Im normalen Fahrbetrieb ist die Hauptantriebskupplung 4 geschlossen und der Propeller 9 wird durch den Hauptantriebsmotor 2 angetrieben.The drive shaft 3 can be connected to the pinion shaft 5 by means of a main drive clutch 4. During normal driving, the main drive clutch 4 is closed and the propeller 9 is driven by the main drive motor 2.

Die Hauptantriebskupplung 4 ist als Reiblamellenkupplung ausgebildet. Die Hauptantriebskupplung 4 weist daher einen Innenlamellenträger 13 und einen Außenlamellenträger 12 auf. Dabei ist der Außenlamellenträger 12 verdrehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden und der Innenlamellenträger 13 ist starr mit der als Hohlwelle ausgebildeten Ritzelwelle 5 verbunden. Auf der Ritzelwelle 5 ist ein Antriebsritzel 6 verdrehfest angeordnet. Das Antriebsritzel 6 kämmt mit einem verdrehfest auf der Abtriebswelle 8 angeordneten Abtriebszahnrad 7.The main drive clutch 4 is designed as a friction disk clutch. The main drive clutch 4 therefore has an inner disk carrier 13 and an outer disk carrier 12. The outer disk carrier 12 is connected to the drive shaft 3 in a rotationally fixed manner and the inner disk carrier 13 is rigidly connected to the pinion shaft 5 designed as a hollow shaft. A drive pinion 6 is arranged in a rotationally fixed manner on the pinion shaft 5. The drive pinion 6 meshes with an output gear 7 arranged in a rotationally fixed manner on the output shaft 8.

Das Schiffsgetriebe 1 umfasst ferner einen Nebenantrieb 20. Der Nebenantrieb 20 ist mittels eines Nebenantriebsmotors 27 antreibbar. Der Nebenantriebsmotor 27 kann insbesondere als elektrische Maschine ausgeführt sein. Mithilfe des Nebenantriebs 20 kann ebenfalls der Propeller 9 angetrieben werden. Dabei kann der Nebenantrieb 20 zusammen mit dem Antrieb durch den Hauptantriebsmotor 2 oder auch allein betrieben werden. Mithilfe des Nebenantriebs 20 mit einem Elektromotor als Nebenantriebsmotor 27 kann das Schiff zumindest zeitweise rein elektrisch angetrieben werden. Der Nebenantriebsmotor 27 ist über eine Nebenantriebswelle 28 und ein Untersetzungsgetriebe 30 mit einer Kupplungswelle 21 des Nebenantriebs 20 verbunden. Das Untersetzungsgetriebe 30 ist als Stirnradstufe mit einem ersten Stirnrad 31 und einem zweiten Stirnrad 32 ausgeführt. Das erste Stirnrad 31 auf der Nebenantriebswelle 28 und das zweite Stirnrad 32 auf der Kupplungswelle 21 stehen permanent miteinander im Eingriff.The ship's transmission 1 further includes a power take-off 20. The power take-off 20 can be driven by means of a power take-off motor 27. The auxiliary drive motor 27 can in particular be designed as an electric machine. The propeller 9 can also be driven using the power take-off 20. The auxiliary drive 20 can be operated together with the drive by the main drive motor 2 or alone. With the help of the power take-off 20 with an electric motor as the power take-off motor 27, the ship can be driven purely electrically, at least temporarily. The power take-off motor 27 is connected to a clutch shaft 21 of the power take-off 20 via a power take-off shaft 28 and a reduction gear 30. The reduction gear 30 is designed as a spur gear stage with a first spur gear 31 and a second spur gear 32. The first spur gear 31 on the auxiliary drive shaft 28 and the second spur gear 32 on the clutch shaft 21 are permanently in engagement with one another.

Die Kupplungswelle 21 ist mittels einer ersten Mitnahmeverzahnung 33 verdrehfest mit dem zweiten Stirnrad 32 verbunden. An ihrem anderen Ende ist die Kupplungswelle 21 mittels einer zweiten Mitnahmeverzahnung 34 verdrehfest mit dem Außenlamellenträger 24 einer Nebenantriebskupplung 22 verbunden.The clutch shaft 21 is connected to the second spur gear 32 in a rotationally fixed manner by means of a first driving toothing 33. At its other end, the coupling shaft 21 is secured against rotation by means of a second driving toothing 34 Outer disk carrier 24 of a power take-off clutch 22 is connected.

Die Kupplungswelle 21 ist über die Nebenantriebskupplung 22 mit der Abtriebswelle 8 verbindbar. Die Nebenantriebskupplung 22 ist als Reibkupplung ausgeführt, mit einen Innenlamellenträger 23 und einen Außenlamellenträger 24. Der Innenlamellenträger 23 ist starr mit einer Nebenantriebsritzelwelle 25 verbunden. Auf der Nebenantriebsritzelwelle 25 ist ein Nebenantriebsritzel 26 angeordnet, welches mit dem Abtriebszahnrad 7 kämmt. Das Nebenantriebsritzel 26 und das Antriebsritzel 6 stehen beide permanent mit dem Abtriebszahnrad 7 im Eingriff. Auf diese Weise wird die Antriebsleistung des Hauptantriebsstrangs und des Nebenantriebs 20 auf dem Abtriebszahnrad 7 und auf die Abtriebswelle 8 zusammengeführt.The clutch shaft 21 can be connected to the output shaft 8 via the power take-off clutch 22. The power take-off clutch 22 is designed as a friction clutch, with an inner disk carrier 23 and an outer disk carrier 24. The inner disk carrier 23 is rigidly connected to a power take-off pinion shaft 25. A secondary drive pinion 26, which meshes with the driven gear 7, is arranged on the secondary drive pinion shaft 25. The auxiliary drive pinion 26 and the drive pinion 6 are both permanently in engagement with the driven gear 7. In this way, the drive power of the main drive train and the auxiliary drive 20 is brought together on the output gear 7 and on the output shaft 8.

Die Nebenantriebsritzelwelle 25 ist als Hohlwelle ausgebildet. Die Kupplungswelle 21 ist durch die als Hohlwelle ausgeführte Nebenantriebsritzelwelle 25 hindurchgeführt. Die Kupplungswelle 21 und die Nebenantriebsritzelwelle 25 sind also koaxial zueinander angeordnet. Die Kupplungswelle 21 ist über Mitnahmeverzahnungen 33, 34 mit dem Stirnrad 32 und mit dem Außenlamellenträger 12 verbunden.The secondary drive pinion shaft 25 is designed as a hollow shaft. The clutch shaft 21 is guided through the secondary drive pinion shaft 25, which is designed as a hollow shaft. The clutch shaft 21 and the auxiliary drive pinion shaft 25 are therefore arranged coaxially to one another. The clutch shaft 21 is connected to the spur gear 32 and to the outer disk carrier 12 via driving teeth 33, 34.

Die Ritzelwelle 5 und die Nebenantriebsritzelwelle 25 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel baugleich ausgeführt. Ferner sind auch die Innenlamellenträger 13 bzw. 23 der Hauptantriebskupplung 4 und der Nebenantriebskupplung 22 baugleich ausgeführt. Unterschiedliche Leistungsanforderungen können durch eine entsprechende Anzahl an jeweils eingesetzten Kupplungslamellen in der Hauptantriebskupplung 4 und der Nebenantriebskupplung 22 berücksichtigt werden.The pinion shaft 5 and the secondary drive pinion shaft 25 are constructed identically in the present exemplary embodiment. Furthermore, the inner disk carriers 13 and 23 of the main drive clutch 4 and the secondary drive clutch 22 are designed to be identical. Different performance requirements can be taken into account by using a corresponding number of clutch plates in the main drive clutch 4 and the secondary drive clutch 22.

Die Hauptantriebskupplung 4 und die Nebenantriebskupplung 22 können beide mittels einer Antriebssteuereinrichtung oder einer Schiffssteuereinrichtung angesteuert und betätigt werden, sodass in jeder Betriebsphase ein geeigneter Antriebsmodus gewählt werden kann.The main drive clutch 4 and the auxiliary drive clutch 22 can both be controlled and actuated by means of a drive control device or a ship control device, so that a suitable drive mode can be selected in each operating phase.

In der 2 sind im Wesentlichen die Wellen, Ritzel und Zahnräder des Schiffsgetriebes 1 und deren Anordnung zueinander dargestellt in einer axialen Blickrichtung, also in der Richtung, in der die Rotationsachse der Antriebswelle 3 verläuft. Die Antriebswelle 3 und die Abtriebswelle 8 sind in einer gemeinsamen Vertikalebene VE angeordnet, sodass sich eine schmale Bauweise des Schiffgetriebes ergibt. Vorteilhaft ist auch eine Motorwelle bzw. Ausgangswelle des Hauptantriebsmotors 2 in der gemeinsamen Vertikalebene VE des Schiffsgetriebes 1 angeordnet, sodass der gesamte Schiffantrieb eine geradlinige und kompakte Bauweise aufweist, welche in einem Schiffsrumpf wenig Bauraum erfordern.In the 2 The shafts, pinions and gears of the ship's gearbox 1 and their arrangement relative to one another are essentially shown in an axial viewing direction, i.e. in the direction in which the axis of rotation of the drive shaft 3 runs. The drive shaft 3 and the output shaft 8 are arranged in a common vertical plane VE, resulting in a narrow design of the ship's transmission. A motor shaft or output shaft of the main drive motor 2 is also advantageously arranged in the common vertical plane VE of the ship's transmission 1, so that the entire ship drive has a linear and compact design, which requires little installation space in a ship's hull.

Ferner ist in der 2 eine Vertikalebene VE eingezeichnet, in der die Antriebswelle 3 und die Abtriebswelle 8 bzw. deren Rotationsachsen gemeinsamen angeordnet sind. Der Nebenantrieb 20 ist mit seiner Nebenantriebswelle 28 und der Kupplungswelle 21 horizontal versetzt zu der ersten Vertikalebene VE angeordnet. Die Nebenantriebswelle 28 und die Kupplungswelle 21 sind parallel zueinander angeordnet und liegen in einer gemeinsamen Horizontalebene HE. Durch die Anordnung der Nebenantriebswelle 26 und der Kupplungswelle 21 in der gemeinsamen Horizontalebene ergeben sich um den Nebenantriebsmotor 27 herum freie Bauräume, welche vorteilhaft für mögliche weiteren Anbaukomponenten an das Schiffsgetriebe 1 und für den Abtriebsflansch der Abtriebswelle 8 genutzt werden können.Furthermore, in the 2 a vertical plane VE is shown, in which the drive shaft 3 and the output shaft 8 or their axes of rotation are arranged together. The power take-off 20 is arranged with its power take-off shaft 28 and the clutch shaft 21 horizontally offset from the first vertical plane VE. The auxiliary drive shaft 28 and the clutch shaft 21 are arranged parallel to one another and lie in a common horizontal plane HE. The arrangement of the auxiliary drive shaft 26 and the clutch shaft 21 in the common horizontal plane results in free installation spaces around the auxiliary drive motor 27, which can be advantageously used for possible additional components on the ship's transmission 1 and for the output flange of the output shaft 8.

BezugszeichenReference symbols

11: SchiffsgetriebeMarine gearbox
22: HauptantriebsmotorMain propulsion engine
33: Antriebswelledrive shaft
44: HauptantriebskupplungMain drive clutch
55: RitzelwellePinion shaft
66: Antriebsritzeldrive sprocket
77: Abtriebszahnradoutput gear
88th: Abtriebswelleoutput shaft
99: Propellerpropeller
1010: Propellerwellepropeller shaft
1111: GehäuseHousing
1212: AußenlamellenträgerExternal disk carrier
1313: InnenlamellenträgerInner disk carrier
2020: NebenantriebPower take-off
2121: Kupplungswelleclutch shaft
2222: NebenantriebskupplungPTO clutch
2323: InnenlamellenträgerInner disk carrier
2424: AußenlamellenträgerExternal disk carrier
2525: NebenantriebsritzelwellePTO pinion shaft
2626: NebenantriebsritzelPTO sprocket
2727: NebenantriebsmotorPower take-off engine
2828: NebenantriebswellePTO shaft
2929: Lagercamp
3030: Untersetzungsgetriebereduction gear
3131: Stirnradspur gear
3232: Stirnradspur gear
3333: MitnahmeverzahnungDriving gearing
3434: MitnahmeverzahnungDriving gearing
HEHEY: HorizontalebeneHorizontal plane
VEVE: VertikalebeneVertical plane

Claims

Marine gearbox (1) with a auxiliary drive (20), wherein a drive shaft (3) which can be connected to a main drive motor (2) can be connected to an output shaft (8) via a main drive clutch (4), a pinion shaft (5) and an output gear (7). , wherein the drive shaft (3) can be coupled to the pinion shaft (5) by means of the main drive clutch (4), a drive pinion (6) being arranged in a rotationally fixed manner on the pinion shaft (5), which is connected to the output gear arranged in a rotationally fixed manner on the output shaft (8). (7) meshes, a clutch shaft (21) of the power take-off (20) being connectable to the output shaft (8) via a power take-off clutch (22), the power take-off clutch (22) having an inner disk carrier (23) and an outer disk carrier (24), wherein the inner disk carrier (23) is connected in a rotationally fixed manner to a secondary drive pinion shaft (25), wherein the secondary drive pinion shaft (25) has a secondary drive pinion (26), and wherein the secondary drive pinion shaft (25) is designed as a hollow shaft through which the clutch shaft (21) is guided , characterized in that the secondary drive pinion (26) meshes with the output gear (7), and that the pinion shaft (5) and the secondary drive pinion shaft (25) are designed to be identical.

Marine gearbox (1). Claim 1 , characterized in that a secondary drive motor (27) is connected or connectable to the clutch shaft (21) via a reduction gear (30), in particular a spur gear stage (31, 32).

Marine gearbox (1). Claim 2 , characterized in that a power take-off shaft (28) connects the power take-off motor (27) to the reduction gear (30), and that the power take-off shaft (28) and the clutch shaft (21) lie in a common horizontal plane (HE).

Marine transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the main drive clutch (4) has a further outer disk carrier (12) and a further inner disk carrier (13), and that at least the inner disk carriers (13, 23) of the main drive clutch (4) and the power take-off clutch (22) are constructed identically.

Marine transmission (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive shaft (3) and the output shaft (8) are arranged in a common vertical plane (VE).

Ship drive with at least one main drive motor (2) and with at least one ship gearbox (1). Claim 5 , wherein an output shaft of the main drive motor (2) is arranged in the common vertical plane (VE) of the associated marine gearbox (1).