DE3619545C2

DE3619545C2 -

Info

Publication number: DE3619545C2
Application number: DE3619545A
Authority: DE
Inventors: Erwin 4440 Rheine De Teroerde
Original assignee: Renk Tacke GmbH
Current assignee: Renk Tacke GmbH
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1990-06-28
Also published as: DE3760444D1; DE3619545A1; EP0249208A1; EP0249208B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffsantriebseinrichtung mit wenigstens zwei Motoren zum Antrieb zweier Verstellpropeller.

Bei Schiffen mit sehr unterschiedlichen Fahrprofilen bezüg lich Schiffsgeschwindigkeit, Manövrierfähigkeit und zugehö rigem, sehr unterschiedlichen Elektroenergiebedarf ist eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Brennstof fes für die Antriebsmotoren sowie deren Betriebsstunden je Fahrroute von größter Wichtigkeit.

Schiffe, die über kurze Zeiten größte Antriebsleistungen er fordern, während langer Einsatzzeiten jedoch mit weniger als 50% Leistung oder weniger als 70% der möglichen Schiffsge schwindigkeit betrieben werden, sind vorwiegend mit zwei oder vier Motoren ausgerüstet. Zu Schiffstypen dieser Art zählen beispielsweise Versorgungsschiffe, Kreuzfahrt-, Passagierschif fe und Schlepper. Von allen Motoren sind überwiegend nur zwei Motoren im Betrieb.

Kennzeichnend für diese Anlagen ist, daß die Hälfte der in stallierten Motoren jeweils einem Propellerstrang zugeordnet ist, so daß voneinander unabhängige Backbord- und Steuer bordanlagen vorhanden sind.

Auch Nebenabtriebe, beispielsweise für Generatoren, sind nur von der ihnen zugeordneten Steuer- und Backbordmaschine antreibbar.

Bei einer Installation von mehr als zwei Motoren nach der DE-OS 36 17 425 mit gleichen oder unterschiedlichen Leistungen kann jeweils eine Hälfte einem Propeller zugeordnet sein. Dabei können beide Propeller von dem oder den Motoren einer Propellerseite angetrieben werden, auch bei der jeweiligen betriebsbedingten Propellerdrehzahl. Unter dieser Voraussetzung ist dann das Fahrprofil in mehrere Bereiche unterteilbar. Ein Parallelbetrieb der je Propellerseite installierten Generatoren (Hilfsmaschinen) durch einen oder beide der Steuerbord- oder Backbordmotoren war bisher nicht möglich. Es war auch nicht möglich, trotz dieser Anordnung ohne eine Schaltkupplung im Verbindungsstrang der Getriebeblöcke auszukommen.

Nach der DE-AS 29 27 386 ist es bei einem Schiffsgetriebe mit einer Nebenabtriebswelle lediglich bekannt, den Betrieb der Nebenabtriebswelle unabhängig davon zu ermöglichen, ob die Propellerwelle zugeschaltet ist oder nicht. Die Anlage zeigt die Möglichkeit, zwei Motoren auf einen Propeller wirken zu lassen. Die Anlage ist also allein für einen Einschrauber vorgesehen. Es besteht lediglich die Möglichkeit, bei einer Doppelwellenanlage die gesamte Getriebeeinheit zu verdoppeln. Eine wirtschaftliche Betriebsweise für die eingangs erwähnten, sehr unterschiedlichen Fahrprofile ist damit jedoch nicht möglich.

Durch die DE-AS 28 50 963 ist es bei Kriegsschiffen mit Doppelschrauben und zwei Antriebsmotoren bekannt, eine der Antriebsmaschinen stillzusetzen und die andere zum Antrieb beider Schrauben zu verwenden oder beide Antriebsmaschinen auf beide oder eine der Schrauben arbeiten zu lassen, um die Manövrierfähigkeit zu erhöhen. Erreicht werden diese Möglichkeiten durch die Verwendung von zwei Verbindungsgetrieben in Form von technisch aufwendigen Rädergetrieben zwischen den Antriebswellen der Antriebsmaschinen. Die Verbindungsgetriebe sind über Schaltkupplungen zu- oder abschaltbar. Diese Lösung läßt sich jedoch für Antriebsanlagen bei Doppelschraubern mit mehr als zwei Antriebsmaschinen nicht verwenden. Außerdem ist eine wirtschaftliche Fahrweise unter den eingangs genannten Bedingungen nicht möglich.

Eine weitere Antriebsanlage mit maximal zwei Motoren für eine Zwischenschraubenanlage zeigt die CH-PS 3 79 313. Sie ist für maximal zwei Motoren eingerichtet. Dabei ist jedem Motor ein Getriebeblock zugeordnet. Beide Getriebeblöcke sind untereinander durch eine querverlaufende Welle verbunden. Dadurch ist es möglich, einen Propeller durch beide Motoren oder beide Propeller durch einen Motor antreiben zu lassen. Für den Fall eines Propelleraussetzers kann die Anlage ohne Anhalten des Schiffes raschestens umgestellt werden, wobei gleichzeitig die defekt gewordenen Antriebsteile abschaltbar sind. Der gleichzeitige Einsatz von Hilfsmaschinen und eine wirtschaftliche Verteilung der zur Verfügung stehenden Antriebsenergie über die Hauptmotoren auf die einzelnen Teile der Gesamtanlage werden nicht erläutert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Schiffsan triebsanlage mit wenigstens zwei Motoren zum Antrieb zweier Verstellpropeller mit jeweils einem zugeordneten Getriebeblock zu schaffen, daß unter optimaler Ausnutzung der gesamten installierten, sich auf die einzelnen Antriebsmotoren verteilenden Leistungen unter Berücksichtigung des sehr unterschiedlichen Fahrprofils des Schiffes, der Motor- und Propellerkennfelder und des unterschiedlichen Einsatzes von Generatoren unabhängig von der Zuordnung der Einrichtungsteile, die von der Schiffskonstruktion und den Platzverhältnissen im Maschinenraum bestimmt wird, über jeden Getriebeblock die Generatoren parallel antreibbar sind.

Die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich durch Merkmale des Patentanspruchs 1 aus.

Weitere, die Erfindung vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung bietet die Möglichkeit, durch einen Motor beide Propeller mit ökonomischer Drehzahl anzutreiben und zwar un ter Ausnutzung des Propellerkennfeldes und somit mit bestem Wirkungsgrad. Dabei kann die erforderliche Teilleistung des nicht mit dem Generatorengetrieben verbundenen Motors über die Motorkennlinie brennstoffgünstig gefahren werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung rein schematisch dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 die Einrichtungsanordnung für die Übertragung der An triebsleistungen von zwei Motoren (jeweils 1 Motor achsversetzt zu einem Propeller) mit einem Generato ren-Getriebeblock auf zwei Propeller,

Fig. 1A die Anordnung gemäß Fig. 1, jedoch mit einer anderen Plazierung der Zuschaltkupplungen für den Generato ren-Getriebeblock,

Fig. 2 tabellarische Übersichten für Fahrmöglichkeiten mit einer Antriebsanlage gemäß Fig. 1 und 1A,

Fig. 3 eine Antriebsanordnung wie Fig. 1, jedoch mit einem zusätzlichen Antriebsmotor für jede Getriebeblock seite,

Fig. 3A die Anordnung gemäß Fig. 3, jedoch mit einer anderen Plazierung der Zuschaltkupplungen für den Generatoren- Getriebeblock,

Fig. 4 tabellarische Übersichten für Fahrmöglichkeiten einer Antriebsanordnung gemäß Fig. 3 und 3A.

Die in den Figuren der Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen bedeuten im einzelnen:

M _I, M _II Antriebsmotoren der Backbordseite
M _III, M _IV Antriebsmotoren der Steuerbordseite
K₁ Zuschaltkupplungen für den Generatoren-Getriebeblock
K₂, K₃ Schaltkupplungen der Getriebeschaltstufen
K₄ Schaltkupplungen zusätzlicher Antriebsmotoren
W₁, W₂ Getriebeantriebswellen
W₃ Propellerwellen
W₄, W₅, W₆ Kupplungshohlwellen
W₇ Hilfsmaschinenabtriebswelle
W₈ Zwischenwelle
W₉ Kegelradwelle
S₁ Getriebestufe der Propellerwelle
S₂ Verbindungsstufe zwischen den Kupplungen K₂, K₃
S₃ Verbindungsstufe zwischen den Getriebeantriebswellen W₁, W₂
S₄ Kegelradstufe zur Verbindung der Getriebeblöcke miteinander
G₁ Stromgeneratoren als Hilfsmaschinen im Nebenantrieb
K₆ nichtschaltbare Ausgleichskupplungen
K₇ nichtschaltbare Ausgleichskupplungen an den Antriebsmaschinen M _I bis M _IV

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1, 1A, 3 und 3A besteht die gesamte Antriebsanlage aus zwei spiegelbildlich angeordneten Getriebeblöcken. Die gesamte installierte Leistung ist auf zwei bzw. vier Antriebsmotoren M _I-M _IV verteilt.

Die Getriebeblöcke sind miteinander durch einen Generatoren- Getriebeblock G ₁, W ₂, S ₄, W ₈, W ₉ verbunden. Die Kupplungen K ₁ können auch gemäß Fig. 1A, 3A in die Getriebeantriebswel len W ₂ der Verbindungsstufen gesetzt werden.

Die Zuschaltung des Generatoren-Getriebeblocks zu dem jewei ligen Motor-Propeller-Getriebeblock erfolgt über die Schalt kupplung K ₁, Verbindungsstufen S ₃ und die Wellen W ₁. Sobald ein Motor einen Propeller antreiben soll, wird seine Leistung über die Kupplung K ₁ in den Generatoren-Getriebeblock geleitet und zusätzlich über die Kupplung K ₂ in den zugehörigen Propel ler. In diesem Falle treibt der andere Motor über die zuge schaltete Kupplung K ₂ nur den zugeordneten Propeller an. Diese Schaltmöglichkeiten sind wechselweise möglich.

Falls einer der Motoren, beispielsweise der Backbordmotor sowohl beide Propeller als auch die Generatoren antreibt, muß der Steuerbordmotor vom System getrennt werden. In die sem Falle sind die zum Steuerbordmotor gehörenden Schalt kupplungen K ₁ und K ₂ ausgeschaltet.

Die Leistung des Backbordmotors wird in diesem Falle durch Einschalten der backbordseitigen Kupplungen K ₁, K ₃ und der steuerbordseitigen Kupplung K ₃ übertragen. Diese Schaltmög lichkeiten sind auch in umgekehrter Richtung, d. h. Antrieb beider Propeller und der Generatoren über den Steuerbordmotor und Trennen des Backbordmotors vom System möglich.

Sobald nur die Generatoren bei abgeschalteten Propellern be trieben werden sollen, genügt der Einsatz eines Motors, der lediglich durch Zuschalten der ihm zugeordneten Kupplung K ₁ seine Leistung in den Generatoren-Getriebeblock gibt.

Die Schaltmöglichkeiten und entsprechenden Kraftverläufe für die Antriebsanlagen mit Kupplungsanordnung gemäß Fig. 1 und 1A können den Tabellen der Fig. 2 entnommen wer den.

In den Fig. 3 und 3A sind in Abweichung von der Einrichtung nach den Fig. 1 und 1A zwei zusätzliche Antriebsmotoren, für jede Schiffsseite einer, vorgesehen. Es sind die Motoren M _II und M _III. Die zusätzlichen Motoren sind so angeordnet, daß sie ihre Leistungen unmittelbar in die gleiche Untersetzungsstufe S₁ bringen, die bereits für die Motoren M _I bzw. M _IV vorhanden sind. Die Schaltmöglichkeiten und entsprechenden Kraftverläufe für die Einrichtungen nach den Fig. 3 und 3A sind der Tabelle gemäß Fig. 4 zu entnehmen.

Mit den erfindungsgemäß ausgestalteten Antriebseinrichtungen können für verschiedene Leistungsaufnahmen der beiden Ver stellpropeller bzw. für unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten die wirtschaftlichsten Maschinenkombinationen mit Leistungs aufteilungen unter Berücksichtigung der Blattsteigungen der Propeller bestimmt werden, so daß die Anlage über das gesam te Fahrprofil äußerst energiesparend gefahren werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Einrichtung können größere Gene ratorleistungen für einen Parallelbetrieb installiert werden. Ein Parallelbetrieb der Motoren beider Propellerseiten oder ein doppeltes elektrisches Bordnetz können vermieden werden.

Claims

1. Schiffsantrieb mit wenigstens zwei Motoren (M _I, M _IV) zum Antrieb zweier Verstellpropeller mit folgenden Merkmalen:

1. Jedem Propeller ist ein Getriebeblock zugeordnet,
1.1 jeder Getriebeblock besitzt ein Hauptvorgelege,
1.2 das Ritzel des Hauptvorgeleges ist über eine erste Schaltkupplung (K₂) auf der Eingangswelle (W₁) mit dem Antriebsmotor kuppelbar,
1.3 es ist eine zweite Schaltkupplung (K₁) für das Zuschalten von Generatorgetrieben vorgesehen,
1.4 die Eingangswelle (W₁) weist zusätzlich zum Ritzel zwei Stirnräder auf,
1.5 mindestens eines der Stirnräder ist über eine der Schaltkupplungen (K₁, K₂) mit der Eingangswelle (W₁) kuppelbar,
1.6 der Getriebeblock weist eine dritte Welle (W₂) auf, die zwei Stirnräder und ein Kegelrad trägt,
1.7 die Stirnräder der dritten Welle (W₂) stehen mit den Stirnrädern der Eingangswelle im Eingriff,
1.8 mindestens eines der Stirnräder der dritten Welle (W₂) ist über die zweite oder eine dritte Schaltkupplung (K₃) mit der dritten Welle (W₂) kuppelbar;
2. Zwischen beiden Getriebeblöcken ist ein Generatoren-Querverbindungszug (W₈, K₆, W₉) angeordnet,
2.1 beide dritte Wellen (W₂) und der Generatoren-Querverbindungszug (W₈, K₆, W₉) bilden einen Generatorengetriebestrang,
2.2 der Generatoren-Querverbindungszug ermöglicht eine schlupffreie Drehmomentübertragung,
2.3 der Generatoren-Querverbindungszug weist an den Enden Kegelräder auf, die mit den Kegelrädern der dritten Wellen (W₂) in Eingriff stehen,
2.4 der Generatoren-Querverbindungszug ermöglicht mittels der übrigen Anordnung, daß wahlweise von einem oder zwei Motoren ein oder zwei Propeller angetrieben werden können, indem die einzelnen Propeller bzw. Motoren wahlweise durch die vorgesehenen Kupplungen abtrennbar sind;
3. Die Kupplungsaußenteile sind als Hohlwellen (W₅, W₆) ausgebildet, die auf den Eingangswellen (W₁) und den dritten Wellen (W₂) gelagert sind.
4. An den dritten Wellen (W₂) ist je ein Generator (G₁) angeschlossen, so daß die Generatoren (G₁) wahlweise von einem oder beiden Motoren antreibbar sind, wobei die Propeller abgeschaltet sein können.

2. Schiffsantriebseinrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generatoren-Querverbindungszug (W₈, K₆, W₉) allseits verlagerungsfähig und schaltkupplungsfrei ausgebildet ist.

3. Schiffsantriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkupplungen (K₁, K₂, K₃) für die Motoren-Propeller-Getriebeblöcke und die Generatorengetriebe als Lastschaltkupplungen ausgebildet sind.

4. Schiffsantriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Motor-Propeller-Getriebeblock ein weiterer Antriebsmotor (M _II, M _III) zugeordnet ist.