DE3046679A1

DE3046679A1 - Abzweiggetriebe zum anbau an einen schiffsantrieb

Info

Publication number: DE3046679A1
Application number: DE19803046679
Authority: DE
Inventors: Robert 8303 Nürensdorf Hamm
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1980-05-23
Filing date: 1980-12-11
Publication date: 1981-12-10
Also published as: IT1137573B; NL179266C; NL8102223A; JPS5930937B2; SE446078B; CH648102A5; FR2486019B1; GB2076350B; IT8121611A1; DE3046679C2; US4406633A; FR2486019A1; GB2076350A; JPS5718837A; IT8121611A0; SE8103151L; NL179266B

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ

PROFESSIONAL REfJlESENTATIVES BEFOKE THB EUKOFEAN PATENT OFFICE UANDATAIKES AGKEES PRiS !.'OFFICE EUROPEEN DES BKEVETS

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DK.-ING. FRANZ VUESTHOFF DR. PHIL. FREDA TfUESTHOFF (1927-I9J6) DIPL.-ING. GEKHARD PULS (19J2-I971) DIPL.-CHEM.dk. E. FREIHERR VON PECHMANN DK.-ING. DIETER BEHRENS DIPL₁-ING.; DIPL.-1TIRTSCH.-1NG. KUPEKT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089) 66 20 ji

TELEGRAMM: PKOTECTPATENT TELEX: 524070

11.Dezember 1980

Patentanmeldung

Anmelder: Maag-Zahnräder & -Maschinen Aktiengesellschaft
Hardstraße 219
CH-8023 Zürich

Titel: Abzweiggetriebe zum Anbau an einen Schiffsantrieb

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Maag- Zahnräder & -Maschinen Aktiengesellschaft 8023 Zürich, Schweiz

Abzweiggetriebe zum Anbau an einen Schiffsantrieb

Die Erfindung betrifft ein Abzweiggetriebe zum Anbau an einen Schiffsantrieb, bei dem eine Propellerwelle an der Abtriebswelle eines Hauptmotors oder -getriebes angeflanscht ist und gleichachsig mit der Propellerwelle ein von dieser angetriebes Großrad des Abzweiggetriebes innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, das als selbständige Baueinheit am Schiffsfund ...ent abgestützt ist.

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Solche Abzweiggetriebe, die auch als PTO-Getriebe bezeichnet werden (PTO = Power Take Off), haben bei Schiffen die Aufgabe, Hilfsstromgeneratoren für Pumpen, Hebezeuge usw. anzutreiben. Für derartige Antriebszwecke werden Antriebsleistungen in der Größenordnung von 250 bis 2500 kW benötigt, was ungefähr einem Zehntel der HauptmotorenIeistung entspricht» Da Pumpen, Hebezeuge usw. auch bei Hafenaufenthalten betriebsfähig sein müssen, sind den Hilfsstromgeneratoren zwar eigene Motoren, im allgemeinen Schnellaufende Dieselmotoren zugeordnet; auf See ist es jedoch wirtschaftlicher, alle Generatoren vom Schiffsmotor, im allgemeinen einem langsamlaufenden Dieselmotor, aus anzutreiben, der im Gegensatz zu den Schnellaufenden Dieselmotoren mit verhältnismäßig billigem Bunkeröl betrieben wird und außerdem einen geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauch hat, im allgemeinen auch weniger Lärm entwickelt.

Wegen dieser Vorteile werden nicht nur Schiffsneubauten, sondern auch ältere Schiffe zunehmend mit Abzweiggetrieben ausgerüstet. Der nachträgliche Einbau bekannter Abzweiggetriebe erfordert jedoch kostspielige Änderungen von Teilen des bestehenden Schiffsantriebes.

So sind Abzweiggetriebe der eingangs beschriebenen Gattung bekannt (LuS-Mitteilungen 72 1/78 sowie Renk Technik Information 15), bei denen das Großrad des Abzweiggetriebes mehr oder weniger starr an einem Wellenstück der Propellerwelle befestigt ist, das an der Abtriebswelle des Hauptmotors oder -getriebes angeflanscht ist. Das Gehäuse des Abzweiggetriebes ist beiderseits des in ihm angeordneten Großrades auf dem Wellenstück der Propellerwelle gelagert und ist am Schiffsfundament derart beweglich abgestützt, daß das gesamte Abzweiggetriebe radialen Bewegungen, insbesondere Biegeschwingungen des von ihm umschlossenen Wellenstücks der Propellerwelle folgen kann. Diese Gestaltung setzt voraus, daß das vom Gehäuse des Abzweiggetriebes umschlossene Wellenstück der Propellerwelle speziell für die Befestigung des Großrades und für die Lagerung des Gehäuses des Abzweiggetriebes ausgebildet ist. Zum nachträglichen Einbau eines Abzweiggetriebes muß deshalb ein Wellen-

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stück der Propellerwelle ausgewechselt oder zumindest mit Befestigungsflächen für das Großrad sowie mit Lagerflächen für das Gehäuse des Abzwexggetriebes versehen werden, was sich an Bord eines Schiffes nicht durchführen läßt. Im Betrieb der bekannten gattungsgemäßen Abzweiggetriebe können Schwierigkeiten daraus entstehen, daß die recht beachtliche träge Masse des Abzwexggetriebes durch Biegeschwingungen des von ihm umschlossenen Wellenstücks der Propellerwelle in Bewegung versetzt wird, wodurch erhebliche Massenträgkeitskräfte entstehen, die einerseits die Propellerwelle sowie deren Lagerungen und andererseits die Lager, mit denen das Abzweiggetriebe auf der Propellerwelle gelagert ist, stark belasten.

Es ist auch ein Schiffsgetriebe bekannt (DE-PS 25 01 675), bei dem ein Untersetzungsgetriebe und ein zwischen diesem und einem Schiffsmotor angeordnetes Abzweiggetriebe eine Baueinheit bilden. Das Abzweiggetriebe hat ein Gehäuse, das unmittelbar an das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes angebaut ist. Im Gehäuse des Abzweiggetriebes ist eine hohle Nabe eines Großrades gelagert, durch die sich eine Torsionswelle hindurcherstreckt, welche den Schiffsmotor mit dem Untersetzungsgetriebe verbindet. Das Großrad des Abzweiggetriebes ist mit einem an der Torsionswelle ausgebildeten Flansch durch eine Doppelzahnkupplung verbunden. Zur Doppelzahnkupplung gehört eine Kupplungsmuffe, welche die Torsionswelle mit radialem Spiel umschließt, sich ih ^rseits mit radialem Spiel durch die hohle Nabe des Großrades des Abzwexggetriebes hindurcherstreckt und an ihren beiden Enden je eine Außenverzahnung aufweist. Von diesen beiden Außenverzahnungen greift die eine in eine Innenverzahnung ein, die an einem mit dem genannten Flansch der Torsionswelle verschraubten ersten Kupplungsring ausgebildet ist; die andere Außenverzahnung der Kupplungsmuffe greift in eine Innenverzahnung eines zweiten Kupplungsrings ein, der mit der Nabe des Großrades des Abzwexggetriebes an dessen von dem ersten Kupplungsring abgewandter Seite verschraubt ist. Diese bekannte Anordnung eines Abzwexggetriebes zwischen einem Schiffsmotor und dem zugehörigen Untersetzungsgetriebe eignet sich nur für Fälle, in denen Unter-

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Setzungsgetriebe und Abzweiggetriebe von vorneherein eine bauliche Einheit bilden; ein nachträglicher Anbau des Abzweiggetriebes an einen vorhandenen Schiffsantrieb ist ohne Ausbau und Veränderung des Untersetzungsgetriebes nicht möglich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Abzweiggetriebe für einen Schiffsantrieb derart zu gestalten, daß es sich rasch und mit geringen Kosten, insbesondere auch nachträglich in vorhandene Schiffsantriebe, einbauen läßt.

Diese Aufgabe ist bei einem Abzweiggetriebe der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

- das Gehäuse des Abzweiggetriebes unabhängig von der Propellerwelle am Schiffsfundament abstützbar ist,

- das Großrad des Abzweiggetriebes in an sich bekannter Weise eine hohle Nabe hat, die im Gehäuse gelagert und mit der Propellerwelle durch eine bewegliche Kupplung verbunden ist, welche eine mit radialem Spiel rings um die Propellerwelle und teilweise innerhalb der Nabe angeordnete Kupplungsmuffe sowie einen an einem Flansch der Propellerwelle befestigten Kupplungsring aufweist,

- der kleinste Innendurchmesser der Kupplungsmuffe größer als der Außendurchmesser des Flansches ist

- und der Kupplungsring in einer axialen Ebene geteilt ist.

Dadurch wird erreicht, daß nur eine Flanschverbindung der Propellerwelle gelöst und ein dahinterliegender Teil der Propellerwelle axial verschoben zu werden braucht, damit die Kupplungsmuffe und das sie umgebende Großrad des Abzweiggetriebes über den Flansch der Propellerwelle geschoben werden können, mit dem das Großrad durch die Kupplungsmuffe verbunden werden soll. Veränderungen an dem vom Gehäuse des Abzweiggetriebes umschlossenen Wellenstück der Propellerwelle sind nicht erforderlich. Das erfindungsgemäße Abzweiggetriebe läßt sich deshalb ohne weiteres auch nachträglich einbauen, wozu im

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allgemeinen nicht mehr als ein halber Tag benötigt wird. Dementsprechend leicht läßt sich das Abzweiggetriebe im Falle einer Havarie wieder ausbauen, nötigenfalls auch auf See.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Abzweiggetriebes ist die bewegliche Kupplung in an sich bekannter Weise als Doppelzahnkupplung mit zwei an je einem Ende der Kupplungsmuffe angeordneten Kupplungsverzahnungen ausgebildet, die in je eine Kupplungsverzahnung an der Nabe und an dem Kupplungsring eingreifen; die Länge der Kupplungsmuffe ist höchstens gleichgroß wie die Länge der Nabe, und die Kupplungsverzahnung der Nabe ist in deren Symmetrieebene angeordnet. Dadurch wird der zum Einbauen der Kupplungsmuffe und des Großrades des Abzweiggetriebes erforderliche axiale Einbauraum auf eine Größe vermindert, die der Länge der Nabe des Großrades entspricht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig.1 eine Seitenansicht eines Schiffsantriebes mit Abzweiggetriebe, und

Fig.2 einen axialen Teilschnitt des Abzweiggetriebes.

Der in Fig.1 dargestellte Schiffsantrieb ist auf einem Schiffsfundament 12 aufgebaut und besteht im wesentlichen aus einem HaupLPotor 14, einem Untersetzungsgetriebe 16 mit Abtriebswelle 18, einer mehrteiligen Propellerwelle 20, die sich durch ein Abzweiggetriebe 22 hindurcherstreckt und einem auf der Propellerwelle 20 befestigten Propeller 24.

Die Abtriebswelle 16 endet in einem Flansch 26, der mit einem vorderen Flansch 28 eines ersten Wellenstücks 30 der Propellerwelle 20 verschraubt ist. Das erste Wellenstück 30 endet in einem hinteren Flansch 32, der mit einem Flansch 34 eines zweiten Wellenstücks 36 der Propellerwelle 20 verschraubt ist. Dieses zweite Wellenstück 36 ist in einem am Schiffsfundament 12 befestigten Axialdrucklager 38 sowie in einem weiteren

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Lager 40 gelagert und trägt ein Verstellgetriebe 42 für den Propeller 24.

Das Abzweiggetriebe 22 hat ein eigenes Gehäuse 44 mit einem am Schiffsfundament 12 befestigten Gehäuseunterteil 46, einem damit verschraubten Gehäuseoberteil· 48 sowie stirnseitigen Gehäuseabschlüssen 50 und 52, die beide zweiteilig ausgebildet und mit Gehäuseunterteil 46 und -oberteil 48 verschraubt sind. Im Gehäuse 44 sind Lager 54 angeordnet, in denen ein Großrad 56 mit einer verhältnismäßig breiten Nabe 58 gelagert ist. Das Großrad 56 kämmt mit einem Zwischenrad 60 und dieses wiederum mit einem Ritzel 62, das auf einer Abtriebswelle des Abzweiggetriebes 22 befestigt ist. Die Abtriebswelle ist durch eine Schaltkupplung 66 mit der Welle 68 eines Generators 70 verbunden.

Das Großrad 56 des Abzweiggetriebes 22 wird vom Wellenstück der Propellerwelle 20 aus über eine bewegliche Kupplung 72 angetrieben, die im dargestellten Beispiel als Doppelzahnkupplung ausgebildet ist. Zu der beweglichen Kupplung 72 gehört eine Kupplungsmuffe 76, die an ihren beiden Enden je eine Außenverzahnung 78 bzw. 80 aufweist. Die Außenverzahnung 78 greift in eine Innenverzahnung 82 ein, die an einem zweigeteilten Kupplungsring 84 ausgebildet ist. Der Kupplungsring 84 ist am hinteren Flansch 32 des Wellenstücks 30 befestigt, und zwar mit Schrauben 86, die ohnehin vorhanden sind, um die Flansche 32 und 34, und somit die Wellenstücke 30 und 36 der Propellerwelle 20, miteinander zu verbinden.

Die Außenverzahnung 80 der Kupplungsmuffe 76 greift in eine Innenverzahnung 88 ein, die in der Mitte der Nabe 58 des insgesamt in bezug auf eine Symmetrieebene 90 symmetrischen Großrades 56 ausgebildet ist.

Beiderseits der Innenverzahnung 88 ist in die Nabe 58 je eine Hülse 92 eingebaut, welche die Axialbeweglichkeit der

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Kupplungsmuffe 76 in bezug auf das Großrad 56 begrenzt. Die Hülsen 92 sind durch je einen mit der Nabe 58 verschraubten Befestigungsring 94 festgehalten. Die Axialbeweglichkeit der Kupplungsmuffe 76 in bezug auf den Kupplungsring 84 ist durch einen mit diesem verschraubten Anschlagring 96 begrenzt.

Der Außendurchmesser der Kupplungsmuffe 76 ist deutlich kleiner als derjenige der Hülse 92 und des Befestigungsrings 94, welche die Kupplungsmuffe umschließen. Der Innendurchmesser ist etwas größer als der Außendurchmesser des Flansches 32, und somit erheblich größer als der Außendurchmesser des Wellenstücks 30. Die Kupplungsmuffe 76 ermöglicht infolgedessen Relativbewegungen zwischen der Propellerwelle 20 und dem Großrad 56 des Abzweiggetriebes 22. Dadurch wird vermieden, daß Fluchtungsfehler zwischen der Propellerwelle 20 und dem Großrad 56 des Abzweiggetriebes 22 irgendwelche Kräfte hervorrufen, welche die Propellerwelle oder Teile des Abzweiggetriebes 22, insbesondere die Lager 54 belasten könnten. Solche Fluchtungsfehler können infolge von Montageungenauigkeiten, elastischen oder bleibenden Verformungen des Schiffsfundaments 12 oder auch infolge von Biegeschwingungen der Propellerwelle 20 auftreten.

Da der Innendurchmesser der Kupplungsmuffe 76 größer ist als der Außendurchmesser des Flansches 32, läßt sich die Kupplungsmuffe für den Ein- oder Ausbau des Abzweiggetriebes 22 zusammen mit 'em Großrad 56 über den Flansch 32 des Wellenstücks 30 schiebe.!, sobald die Schrauben 86 gelöst und die Wellenstücke 30 und 36 axial auseinandergeschoben worden sind. Die Länge der Kupplungsmuffe 76 ist etwas kleiner als die axiale Länge der Nabe 58; infolgedessen läßt sich die Kupplungsmuffe 76 vollständig in die Nabe 58 hineinschieben,wenn die Befestigungsringe 94 und Hülsen 92 ausgebaut worden sind. Der zum Ein- und Ausbau des Abzweiggetriebes 22 erforderliche axiale Zwischenraum zwischen den Flanschen 32 und 34 ist deshalb nicht wesentlich größer als die axiale Länge der Nabe 58.

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Claims

Patentansprüche

1. Abzweiggetriebe zum Anbau an einen Schiffsantrieb, bei dem eine Propellerwelle an der Abtriebswelle eines Hauptmotors oder -getriebes angeflanscht ist und gleichachsig mit der Propellerwelle ein von dieser angetriebenes Großrad des Abzweiggetriebes innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist, das als selbständige Baueinheit am Schiffsfundament abgestützt ist, dadurch g e kennz eichnet. , daß ·

- das Gehäuse (44) des Abzweiggetriebes (22) unabhängig von

der Propellerwelle (20) am Schiffsfundament (12) abstützbar ist,

- das Großrad (56) des Abzweiggetriebes (22) in an sich bekannter Weise eine hohle Nabe (58) hat, die im Gehäuse (44) gelagert und mit der Propellerwelle (20) durch eine bewegliche Kupplung (72) verbunden ist, welche eine mit radialem Spiel rings um die Propellerwelle (20) und teilweise innerhalb der Nabe (58) angeordnete Kupplungsmuffe (76) sowie einen an einem Flansch (32) der Propellerwelle (20) befestigten Kupplungsring (84) aufweist,

- der kleinste Innendurchmesser der Kupplungsmuffe (76) größer als der Außendurchmesser des Flansches (32) ist

- und der Kupplungsring (84) in einer axialen Ebene geteilt ist.

2. Abzweiggetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Kupplung (72) in an sich bekannter Weise als Doppelzahnkupplung mit zwei an je einem Ende der Kupplungsmuffe (76) angeordneten Kupplungsveraahnungen (78, 80) ausgebildet ist, die in je eine Kupplungsverzahnung (88 bzw. 82) an der Nabe (58) und an dem Kupplungsring (84) eingreifen, daß die Länge der Kupplungsmuffe (76) höchstens gleichgroß ist wie die Länge der Nabe (58), und daß die Kupplungsverzahnung

(88) der Nabe (58) in deren Symmetrieebene (90) angeordnet ist.

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