DE3780719T2

DE3780719T2 - Schiffsantriebsanlage mit hydraulischer uebertragung.

Info

Publication number: DE3780719T2
Application number: DE8787810298T
Authority: DE
Inventors: Riccardo Rodriquez
Original assignee: HYDROMARINE Srl
Current assignee: Bosch Rexroth SpA
Priority date: 1986-05-12
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2007-05-12
Also published as: DE3780719D1; IT1204162B; ES2033921T3; EP0251995B1; IT8612475A0; JPH01106798A; US4871332A; EP0251995A3; ATE78769T1; JPH0776000B2; EP0251995A2; GR3005313T3

Description

In der gegenwärtigen technologischen Situation werden die flexiblen Eigenschaften der Hochdruck-Hydraulik in einer steigenden Anzahl von stationären und beweglichen Maschinen genutzt. Ein wichtiges Charakteristikum dieser hydraulischen Übertragungen besteht in der völligen Wahlfreiheft bezüglich der Positionierung der Hauptmaschine.
Diese Positionierung ist daher nicht länger durch die Positionierung der Verbraucher geometrisch gebunden, wie es bei mechanischen Übertragungen der Fall ist. Diese neue Möglichkeit hat eine wahre Revolution in der Gestaltung verschiedener Fahrzeuge ausgelöst, weil solche Maschinen abhängig von ihrer Verwendung umgestaltet werden konnten, wobei die Hauptenergiequelle (Wärmemaschine, Pumpe und Regel- und Verteilungskomponenten) in einer den generellen Gestaltungsprinzipien der Maschine entsprechenden Position angeordnet wird.
Ein weiteres wichtiges Charakteristikum besteht in der Möglichkeit, mit einer hydraulischen Anlage die Energie zu modulieren und den energetischen Wirkungsgrad der Hauptmaschine in optimaler Weise auszunutzen, während die Werte von Drehmoment und Betriebsbedingungen oder Leistung und Geschwindigkeit (abhängig davon, ob es sich um rotierende oder lineare Hydraulikmotoren handelt) in bemerkenswert weiten Grenzen verändert werden können. Wasserfahrzeuge haben bezüglich des Antriebs des Wasserfahrzeuges selbst nur sehr beschränkt von dieser Reihe von Vorteilen profitiert.
Deshalb ist beabsichtigt, eine Antriebsanlage mit hydraulischer Übertragung zur Verwendung in Wasserfahrzeugen vorzuschlagen, die den Bedürfnissen bei modernen Wasserfahrzeugen besser entspricht.
Wenn man die Charakteristika der Variabilität einer hydraulischen Übertragung berücksichtigt, wird es bei Verwendung zum Schiffsantrieb möglich, das Antriebsdrehmoment am Propeller unter Betriebsbedingungen zu erhöhen. Dies erleichtert zum Beispiel den Übergang von verdrängender Fahrt zu gleitender Fahrt für Tragflächenboote oder erhöht die Vortriebskraft des Propellers von Fischerbooten bei langsamer Fahrt während des Schleppens von Netzen, während die Fahrt hin zur und durch die Fischzone mit hoher Geschwindigkeit unternommen wird, weil unter solchen Bedingungen der maximale Vorschub zugunsten einer höheren Geschwindigkeit reduziert werden kann.
Eines der großen Hindernisse, das bisher einer weiten Verbreitung des Schiffsantriebs mit hydraulischer Übertragung entgegenstand, war der geringe Wirkungsgrad der hydraullscben Übertragung selbst. In den letzten Jahrzehnten sind Bauteile für hydraulische Übertragungen entwickelt worden, die bei hohem Druck arbeiten und das Problem der Gesamtwirkungsgrade der hydraulischen Übertragungen selbst wesentlich verbessert haben.
Ein weiterer entscheidender Schritt war mit der Möglichkeit verbunden, völlig zuverlässige Antriebssysteme mit gegenläufigen Propellern zu erreichen. Es ist seit über 150 Jahren bekannt, daß der Antrieb mit gegenläufigen Propellern ungleich bessere Wirkungsgrade, verglichen mit denen eines Einzelpropellers, bietet.
Außer bei Torpedos und bei einigen Anwendungen in der Luftfahrt wurde wegen der nie gelösten Probleme der Übertragung der Drehbewegung zu den Propellern mittels langer koaxialer Wellen nicht viel Gebrauch vom Antrieb mit gegenläufigen Propellern gemacht. Das Biege- und Drehschwingungsverhalten dieser koaxialen Wellen sichert keine ausreichende Zuverlässigkeit für die Verwirklichung im Schiffbau.
Die Erfindung, gemäß Anspruch 1 besteht vor allem in gepaarten rotierenden Hydraulikmotoren, die in der unmittelbaren Nachbarschaft eines Paares von gegenläufigen Propellern plaziert sind und sie antreiben. Auf diese Weise wird vor allem das Entstehen des problematischen Phänomens von Dreh- und Biegeschwingungen der Übertragungswellen vermieden. Im Vergleich mit einer herkömmlichen Antriebsanlage, die aus einer Hauptmaschine, die über die (an einer oder mehreren Stellen gelagerte) Welle einen einzelnen Propeller antreibt, besteht, sichert die Antriebsanlage mit hydraulischer Übertragung mit gegenläufigen Propellern gemäß der Erfindung ein Arbeiten mit besseren Wirkungsgraden der gegenläufigen Propeller im Vergleich zu einem einzelnen Propeller. Sie kompensieren nicht nur die niedrigeren Wirkungsgrade der hydraulischen Übertragung, sondern erhöhen beträchtlich den Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems.
Ein anderer interessanter Aspekt der Erfindung besteht in der Möglichkeit, die Energiequelle (Wärmemaschine) plazieren zu können, ohne Rücksicht auf andere Beschränkungen nehmen zu müssen. Die Motor-Pumpen-Einheit kann gleichermaßen auf dem Deck des Schiffes montiert werden, im Heck, oder im Bugbereich, aber auch nahe der Seiten des Fahrzeugs oder sogar quer zur Bewegungsrichtung.
Abhängig von der weitestgehenden Freiheit, die sich dem Gestalter bietet, besteht offensichtlich die Möglichkeit, insgesamt bisher unbekannte Einsparungen bei der Größe und bei der Verbesserung der Platzausnutzung zu erreichen.
Die vorgeschlagene Antriebsanlage mit hydraulischer Übertragung einer paarweisen Anordnung der gegenläufigen Propeller reduziert auf sensationelle Weise die vom Einzelpropeller im Rumpf erzeugten Vibrationen und Geräusche. Die doppelten gegenläufigen Propeller kompensieren gegenseitig die von den Pulsen der einzelnen Propellerblätter verursachten Vibrationen und Schwingungen. Die Verteilung der gewöhnlich von einem einzelnen Propeller übertragenen Leistung auf zwei Propeller enthält bereits in sich eine Reduzierung des Schwingungsphänomens, weil auf jeden Propeller nur die halbe Leistung übertragen wird.
Dank der Flexibilität der hier beschriebenen Antriebsanlage mit hydraulischer Übertragung mit gegenläufigen Propellern kommt das Wasserfahrzeug, für die sie bestimmt ist, nicht nur ohne das herkömmliche Ruder aus, weil die Einheit der mit den gegenläufigen Propellern gekoppelten Hydraulikmotoren als veränderbare Richtungsdüse verwendet wird, sondern auch ohne Rückwärtsgang, weil es ausreicht, die Motoreinheit mit den gegenläufigen Propellern um 180º zu drehen, um eine Umkehr der Vortriebskräfte bei maximalem Wirkungsgrad zu erreichen. Es ist sogar bekannt, daß der Wirkungsgrad von Einzelpropellern, die man in der der normalen Bewegungsrichtung entgegengesetzten Richtung rotieren läßt, extrem gering ist, und die Vortriebseffizienz ist auch entsprechend gering. Dank dieser Art von System erreicht man Manövriereigenschaften von bisher unbekannter Präzision und Effizienz.
Die Vortriebseinheit mit hydraulischem Antrieb ermöglicht außerdem ein vertikales Anheben und Absenken der Einheit mit den Hydraulikmotoren und den gegenläufigen Propellern, indem ihre Position gegenüber dem Rumpf unter Berücksichtigung besonderer Fahrbedingungen (Untiefen) oder von Last angepaßt wird.
Eine weitere Ausrichtungsmöglichkeit besteht darin, die Neigung der Propeller bezüglich der Fahrtrichtung zu modifizieren, um den maximalen Wirkungsgrad für den Vortrieb zu erreichen.
Die Vorrichtung zum Neigen der Antriebseinheit ist so ausgebildet, daß die Vortriebseinheit zur Inspektion und Wartung auch nach oben, und somit aus dem Wasser, gekippt werden kann, ohne das ganze Wasserfahrzeug an Land bringen zu müssen.
Diese Reihe von Möglichkeiten trifft nicht nur auf den Fall zu, daß sich die in Betracht kommende Einheit am Heck befindet, sondern auch für eine Anordnung unterhalb des Rumpfes; in diesem Fall eröffnet eine mögliche "versteckte" Ausführungsform, d.h mit dem vollständigen Versenken der Einheit im Rumpf, extrem interessante neue Aussichten nicht nur für den Gebrauch bei speziellen Arbeitsfahrzeugen, sondern auch als Hilfsantrieb für Spezialfahrzeuge (Militärfahrzeuge) und Segelboote. Auch in diesen Fällen garantiert die "ausrichtbare" Ausführungsform Manövriereigenschaften, die bisher bei der Manövrierbarkeit von Wasserfahrzeugen unbekannt waren.
Eine bedeutende Verbesserung der Zuverlässigkeit des Fahrens wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung von zwei Dieselmotoren erreicht, die unter Zwischenschaltung der Hydraulikmotoren zwei Propeller antreiben. Im Fall eines Ausfalls einer der beiden Wärmemaschinen ist es möglich, die Fahrt fortzusetzen, indem beide Propeller von einer einzigen Wärmemaschine angetrieben werden. In diesem Fall wird die von einer einzelnen Wärmemaschine erzeugte Leistung als Ergebnis einer geeigneten Anordnung von einigen Zwei-Wege-Zwei-Stellungs-Ventilen (z.B. Kugelventilen) auf mindestens zwei Hydraulikmotoren übertragen, die ihrerseits die Bewegung auf die beiden Propeller übertragen.
Sogar im Fall einer schweren Panne eines der Propeller, die seine weitere Verwendung am Wasserfahrzeug nicht gestattet, ist die Möglichkeit der Fortsetzung der Fahrt gesichert: in diesem Fall wird der defekte Propeller in Folge der Betätigung einiger Verteilungselemente von der Versorgung durch die Pumpen ausgenommen. Das Schiff wird dann nur durch einen Propeller angetrieben, für dessen Versorgung nur eine Wärmemaschine oder sogar beide verwendet werden. Während der Fahrt läuft der defekte Propeller leer, zusammen mit dem oder den mit ihm verbundenen Hydraulikmotor oder -motoren.
In beiden beschriebenen Situationen bleiben die Manövrierbarkeit und Fahrsicherheit gewährleistet. Daraus erwächst ein beträchtlicher Vorteil, verglichen mit herkömmlichen Lösungen, bei denen jede Wärmemaschine mit ihrem Propeller über eine separate Welle verbunden ist. Diese Propeller befinden sich links oder rechts bezüglich der Mittelebene des Wasserfahrzeugs.
Demnach wird, nach einem Ausfall einer Wärmemaschine und eines Propellers, die verbleibende Vortriebsenergie von der zweiten Wärmemaschine erzeugt, und der zweite Propeller arbeitet außermittig, wobei sowohl die Manövrierbarkeit, als auch die Fahrsicherheit des Wasserfahrzeugs beeinträchtigt werden. Die Antriebsanlage gemäß der Erfindung ermöglicht weiter eine Verwendung der den Bordgenerator antreibenden Wärmemaschine als Hilfsquelle für Antriebsenergie, wenn der Motor oder die Hauptmotoren ausgefallen sind, oder falls es nötig ist, lange Zeit mit niedriger Geschwindigkeit zu fahren, zum Beispiel beim Befahren von Binnenkanälen oder beim Fischen mit Schleppnetzen.
Bei den beiden letzten Tätigkeiten ist der Antrieb über den Hauptmotor nicht nur unwirtschaftlich, sondern auch gefährlich für das Leben des Motors selbst. In diesem Fall reicht es aus, mit der Hilfswärmemaschine zu arbeiten, neben dem Bordgenerator und einer Pumpe, die - falls nötig - mit dem Antriebssystem über Zwei-Wege-Zwei-Stellungs-Ventile verbunden wird.
Aus der DE-A-2 454 754 ist eine Schiffsantriebsanlage bekannt, bestehend aus:
a) einem Hauptmotor;
b) einer Pumpe, die von dem Hauptmotor angetrieben ist;
c) einem Schiffsantrieb, der von der Pumpe angetrieben ist und einen einzelnen Propeller umfaßt;
d) einem Hydraulikkreis, der die Pumpe und den Schiffsantrieb verbindet, wobei Haupmotor, Pumpe, Hydraulikkreis und Schiffsantrieb jeweils paarweise vorhanden sind und unabhängig voneinander arbeiten können, wobei weiter die Einzelpropeller der paarweisen Schiffsantriebe aus zueinander gegenläufigen Propellern bestehen; und
e) einem Hydraulikstromverteiler, der zwischen den entsprechenden Paaren von Pumpen und Schiffsantrieben angebracht und Teil jedes der Hydraulikkreise ist, wobei der Hydraulikstromverteiler sowohl Mittel umfaßt, um das unabhängige Arbeiten jedes der Hydraulikkreise aufrechtzuerhalten, als auch, um jede der Pumpen mit jedem der Schiffsantriebe zu verbinden, wobei weiter die Antriebsanlage zwei parallele und symmetrische Einheiten umfaßt, die jeweils aus einem Hauptmotor, einer Pumpe, einem Hydraulikmotor und einem Propeller bestehen.
Die Schiffsantriebsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch Ventile zum Schließen der Versorgung (V1 und V2, Figur 3) in den Leitungen, die zur Hauptpumpe führen, falls beide Motoren von einer einzigen Pumpe versorgt werden, und dadurch, daß die Propeller (51,52, Fig.1 bzw. 151,152, Fig.2), die von diesen Hydraulikmotoren (MR1,MR2,Fig.3) angetrieben werden, an einer Halterung (61) montiert sind und außerdem Mittel zum Rotieren der Halterung um eine horizontale Achse und Mittel zum Rotieren der Halterung um eine vertikale Achse aufweisen, und wobei jeder der Hydraulikmotoren und jeder entsprechende angetriebene Propeller an der Halterung über wenigstens ein Paar elastischer Elemente (71,72,Fig.7) montiert ist, die die von den Propellern entwickelten radialen (71) und axialen (72) Kräfte aufnehmen können, um die im Rumpf erzeugten Schwingungen und Geräusche in sensationeller Weise zu reduzieren.
Auf Seite 11 der oben erwähnten DE-A-2 454 754 sind zwei Antriebssysteme beschrieben, die aus zwei Primärmotoren A1,A2, zwei mit jedem von ihnen gekuppelten Pumpen P1,P2 und schließlich Hydraulikmotoren M1,M2 bestehen, die die Propeller antreiben.
Das System wird von einer Serie von Ventilen 58-60-62-64-66-68 vervollständigt, das ermöglichen soll, daß beide Hydraulikmotoren versorgt werden, wenn einer der Primärmotoren und die entsprechende Pumpe stillstehen.
Die in Figur 4a und 4b des Standes der Technik gezeigte und auf Seite 11 und 12 beschriebene Lösung funktioniert nicht, weil keine Ventile eingefügt sind, die das unter Druck stehende Fluid daran hindern, die stillstehende Pumpe und die entsprechenden Regelsysteme zu erreichen.
Es ist in der Tat, wenn man die Verbindungsleitungen verfolgt und annimmt, daß die Pumpe von Figur 4b angehalten wurde, während die Pumpe von Figur 4a läuft, einfach, festzustellen, daß das unter Druck stehende aus Pumpe P1 (Figur 4a) fließende Fluid auch Pumpe P2 (Figur 4b) zum Laufen bringen würde, eine Pumpe, die als Motor arbeitend, den Antriebsmotor A2 treiben würde, wodurch eine sehr gefährliche Situation für das die beiden Systeme tragende Wasserfahrzeug entstünde.
Betreffend den an der Pumpe 12 mit veränderlicher Durchflußrate installierten Volumenregulator sollte außerdem folgendes ergänzt werden: Er ist mittels eines Differentialzylinders realisiert, der, weil auch ihn unter Druck stehendes Fluid erreicht, die Pumpe P2 in eine Volumenssituation versetzt, die sich sicher von der einer Null-Durchfluß-Rate entsprechenden unterscheidet.
Dies geschieht nicht nur aufgrund des Differentialsystems, sondern auch aufgrund des in das Regulator-Antriebsventil eingesetzten Drosselelements Y.
Solche Elemente verursachen Gegendrücke, die mit den gleichen Werten auf beide aktiven Oberflächen des dem Positionierungszylinder zugeordneten Kolbens wirken.
Wegen der unterschiedlichen Flächeninhalte der zwei gegenüberliegenden Oberflächen des Kolbens wird eine so gerichtete Kraft erzeugt, daß die Tendenz besteht, daß die Kolbenstange aus dem Zylinder gedrückt wird.
Weil eine solche Kolbenstange mit dem Volumenänderungssystem der Pumpe P2 verbunden ist, wird sich das Volumen entsprechend ändern.
Das System gemäß der vorliegenden Erfindung sieht im Gegensatz dazu vor, daß Versorgungs-Absperrventile in die zu den Hauptpumpen führenden Leitungen eingefügt werden, falls beide Propeller von einer einzigen Pumpe versorgt werden.
Sie sind in Fig. 3 mit den Bezugszeichen V1 bzw. V2 gezeigt.
Diese Ziele, Vorteile und Charakteristika der Erfindung gemäß der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen sind nur als Beispiel ausgewählt, mit besonderer Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
--Figur 1, diagrammartig und teilweise im Schnitt, eine Gestaltungslösung der Antriebseinheit, die aus zwei koaxialen Hydraulikmotoren und zwei gegenläufigen Propellern besteht;
--Figur 2 eine alternative Lösung zu der Lösung von Figur 1, bei der die beiden Hydraulikmotoren zwei im Tandem angeordnete Propeller antreiben, d.h. einen Druckpropeller und einen Zugpropeller;
--Figur 3, diagrammartig und als Ganzes, die Antriebsanlage mit hydraulischer Übertragung gemäß der Erfindung, angewendet auf den Fall, daß zwei auf eine der beiden in Figur 1 und 2 dargestellten Arten angeordnete Propeller jeweils einer eine Pumpe antreibenden Wärmemaschine zugeordnet ist, mit der Möglichkeit, die Hydrauliksysteme der beiden Einheiten zu verbinden, wie es in Figur 4, 5 und 6 weiter unten dargestellt ist;
--Figur 4 eine Darstellung ähnlich Figur 3, die sich aber auf den Fall bezieht, in dem eine Wärmemaschine und/oder die entsprechende Pumpe einerseits, und ein Hydraulikmotor andererseits, gleichzeitig ausgefallen sind;
--Figur 5 eine Darstellung, die sich auf den Fall bezieht, in dem eine der beiden Wärmemaschinen und die entsprechende Pumpe "aus" sind, während die beiden Propeller von der anderen Pumpe getrieben werden, die von der einzigen Wärmemaschine "in Betrieb" angetrieben wird;
--Figur 6 schließlich den speziellen Fall, in dem bei sehr geringem Leistungsbedarf für den Antrieb beide Hauptwärmemaschinen in aktiv sind; in diesem Fall wird eine der Pumpen durch die Wärmemaschine des Bordgenerators angetrieben, die in diesem Fall zwei Funktionen erfüllt: Sie versorgt die an Bord befindlichen elektrischen Anlagen und treibt über eine der beiden Pumpen die beiden parallel von dem gleichen Hydraulikkreis gespeisten Propeller an;
--Figur 7 ein Beispiel einer elastischen Aufhängung einer der Antriebseinheiten.
Gemäß Figur 1 besteht das Antriebssystem vor allem aus zwei gegenläufigen Propellern 51,52, die mittels zweier kurzer koaxialer Wellen 53,54 von wenigstens einem Paar Hydraulikmotoren, vorzugsweise Kolbenmotoren, 55,56 angetrieben werden.
Diese Motoren sind koaxial mit den Propellern angeordnet und die Motoren übertragen die Drehbewegung, in zueinander entgegengesetzter Richtung, auf die Propeller über ein System von koaxialer Wellen: der äußere Motor 55 und Propeller 51 sind miteinander über eine Vollwelle verbunden, während der innere Motor 56 und der innere Propeller 52 über eine koaxial mit der Vollwelle angeordnete Hohlwelle miteinander verbunden sind.
Neben dem Antriebssystem mit gegenläufigen Propellern, die beide mit Schub oder Zug wirken, ist es möglich eine zweite Konfiguration zu erreichen (Fig.2) - ebenso gültig bei Gebrauch eines Zugpropellers 151 und eines Druckpropellers 152 - von denen jeder von einem oder mehreren Hydraulikmotoren 155 und 156 angetrieben wird. In diesem Fall sind beide Wellen massiv. Die Hydraulikversorgung mit unter Druck stehendem Öl für die beiden Motoren erfolgt über äußere Verbindungen 57, Leitungen 58, Drehverbinder 59 und einer für beide Motoren gemeinsamen Verteilungseinheit 60.
Die Verteilungseinheit, Motoren, Wellen und nötigen Lager sind im Inneren eines ausrichtbaren Gehäuses 61 untergebracht, das den Schub der Propeller über Drehverbinder 59 auf den Rumpf überträgt. Der um seine vertikale Achse drehbare Drehverbinder läßt das ausrichtbare Gehäuse die Funktion eines Ruders annehmen, und läßt folglich eine Drehung um 180º zu, um die Fahrtrichtung umzukehren. (Dieser Verbinder ist so ausgebildet, daß er sowohl den Fluß des unter Druck stehenden Öls als auch den Rückfluß von den Hydraulikmotoren überträgt, außerdem den der Bypässe.)
Das System ist so gestaltet, daß außer der Rotation um die vertikale Achse zum Lenken des Wasserfahrzeugs auch die Möglichkeit der Rotation um eine orientierbare horizontale Achse zum Korrigieren der Vortriebsachse (Trimm) und zum Hochkippen der ganzen Antriebseinheit für die Wartung besteht. Außerdem ist eine vertikale Verlagerung des Antriebsgehäuses zum Befahren von seichten Gewässern und zum Anpassen der Eintauchtiefe des Propellers an die Belastungsbedingungen vorgesehen.
Das Ausführen der verschiedenen hier beschriebenen Bewegungen wird durch hydraulische oder Hydraulikkolbenmotoren erreicht (vertikale Verlagerung - 63 - Kippen nach oben) oder durch Elektromotoren. Die Einheit wird durch die Platte 64 zum Verbinden mit dem Schiff vervollständigt, die vorzugsweise über einen Flansch am Heckabschlußbrett 65 des Wasserfahrzeugs befestigt wird.
Die Synchronisation der Propeller kann einfach durch die Bewegung der Propeller selbst im Wasser bewirkt werden, oder durch ein mechanisches oder ebenfalls hydraulisches System, zum Beispiel mittels einer von jedem Propeller-getriebenen Motor unabhängigen Versorgung.
Die konstruktive Lösung einer Anlage eines mit zwei Hauptwärmemaschinen MT1 und MT2 ausgerüsteten Wasserfahrzeugs ist diagrammartig in Figur 3 gezeigt. Jeder Motor ist einer Pumpeneinheit GP1 und GP2 zugeordnet, deren Grundelement aus zwei Pumpen P1 und P2 und einem Paar Leitungen 41 und 42 besteht. S1 und S2 bezeichnen die Tanks der Pumpen P1 und P2, in die alle Verluste und Überschüsse der Anlage aus den verschiedenen Positionen zurückfließen.
Durch einen Verteiler 40, der weiter unten beschrieben werden wird, versorgen die beiden Leitungen 41 und 42 die beiden Hydraulikmotoren MR1 und MR2, die wiederum die beiden Propeller E1 und E2 in Drehung versetzen. Diese beiden Propeller können offensichtlich auf eine der beiden in den vorhergehenden Figuren 1 und 2 dargestellten Arten angeordnet werden.
Der Verteiler 40 weist vor allem ein Paar Verbinder 140 auf, die über ein entsprechendes Paar Ventile V10 abgesperrt werden können, wodurch beide Hydraulikmotoren MR1 und MR2 von nur einer der beiden Pumpen P1 und P2 gespeist werden können. Zu diesem Zweck sind, stromaufwärts von den Verbindern 140, das Paar Leitungen 41,42 mit einem Paar Ventile V1 und V2 ausgerüstet. Ein zweites Paar Absperrventile V3 und V4 ist an dem Leitungspaar 41 und 42 unmittelbar stromabwärts von dem Verbinder-paar 140 angeordnet. Stromabwärts dieses Paares von Absperrventilen V3 und V4 weist jedes Leitungspaar 41 und 42 einen Bypaß-Verbinder auf, auf dem sich ein Ventil V5 oder V6 befindet. Paare von kalibrierten Ventilen V7 und V8 vervollständigen den Verteiler 40.
Wenn volle Leistung benötigt wird, arbeiten beide Wärmemaschinen MT1 und MT2, und das Pumpenpaar P1 und P2 treibt die entsprechenden Hydraulikmotoren MR1 und MR2. Die Hydraulikkreise sind unabhängig voneinander und die Ventile des Verteilers 40 befinden sich in den in Figur 3 gezeigten Stellungen; die vier Ventilpaare V1-V2,V3-V4 sind offen. Die beiden Ventile V10 einerseits und die beiden Ventile V5 und V6 andererseits sind geschlossen.
Im Gegensatz hierzu ist in Figur 4 der Grenzfall dargestellt, in dem sowohl die Pumpeneinheit GP1 als auch der Hydraulikmotor MR1 ausgefallen sind. In diesem Fall ist nur die Wärmemaschine MT2, die die Pumpe P2 antreibt, in Betrieb. Das Leitungspaar 42 versorgt den Hydraulikmotor MR2, der den Propeller E2 antreibt. Die Ventile V2 und V4 sind offen, wie im vorhergehenden Fall, und ähnlich sind die Ventile V10 und V6 geschlossen.
Die Situation unterscheidet sich bezüglich der linken Einheit: in diesem Fall läuft der Propeller E1 leer, und deshalb ist es nötig, wie in Figur 4 gezeigt, daß das Bypaßventil V5 offen ist. Eines oder beide Ventilpaare V1 und V3 kann geschlossen sein.
Figur 5 zeigt eine weitere Funktionsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Antriebsanlage: Das Diagramm in Figur 5 bezieht sich auf drei mögliche Fälle, wobei im ersten davon nur eine einzelne Wärmemaschine (MT1) und eine einzelne Pumpeneinheit (GP1) in Betrieb sind, weil eine verringerte Leitung benötigt wird. Trotzdem sind beide Propeller in Betrieb, dank einer durch den Verteiler 40 ermöglichten geeigneten Stellung der Ventile.
Gemäß der in Figur 3 dargestellten Lösung sind die Ventile V2 geschlossen und die Ventile V10 geöffnet. Auf diese Weise wird der Hydraulikmotor MR2 durch das von der Einheit GP1 herführende Leitungspaar 41 gespeist. Diese Anordnung könnte auch verwendet werden, wenn einer der beiden Verbrennungsmotoren oder eine der beiden Pumpeneinheiten GP1 oder GP2 ausgefallen ist.
Andererseits erlaubt diese Anordnung, eine der beiden Einheiten mit voller Leistung zu betreiben, wenn nur eine verringerte Geschwindigkeit von dem Fahrzeug verlangt wird, während die andere abgeschaltet bleibt, d.h. sie ermöglicht beträchtliche Einsparungen.
Die in Figur 6 gezeigte Anordnung bezieht sich auf den speziellen Fall, in dem eine sehr geringe Leistung von dem Fahrzeug verlangt wird. Dies geschieht beispielsweise bei Bewegungen mit sehr geringen Geschwindigkeiten, zum Beispiel im Hafen oder wenn ein Fischerboot das Netz auslegen muß. In diesem Fall, wie bereits in Figur 5 gezeigt, werden beide Propeller von der selben Hydraulikeinheit GP1 angetrieben. Dennoch wird die Pumpe dieser Einheit über eine geeignete, in der Figur nicht gezeigte, auskuppelbare Verbindung direkt vom durch MT3 gekennzeichneten Bordgenerator, anstelle von der zugehörigen Hauptwärmemaschine, angetrieben.
In Figur 6 zeigt weiterhin 68 diagrammartig das Haltesystem, das den Antrieb mit dem Wasserfahrzeug verbindet. Andererseits bezeichnet 69 elastische Mittel, die es ermöglichen, Lärm und Vibrationen der Antriebseinheit zu absorbieren und ihre Übertragung auf die Rumpfstrukturen verhindern. Darin sollten natürlich auch die Versorgungsleitungen elastisch (Schläuche) sein, wie es auch noch in der gleichen Figur dargestellt ist.
Figur 7 zeigt ein mögliches Beispiel einer Ausführungsform solcher elastischen Elemente. Es ist eine Reihe von Ringen (eine Gruppe von Ringen ist im Schnitt gezeigt), die zwischen dem hydrostatischen Antrieb und der Halterung, die den Antrieb mit dem Rumpf verbindet, angebracht sind.
In dieser Figur 7 bezeichnet 70 die Abdeckung der zwei Hydraulikmotoren und zwei Propeller umfassenden Einheit. Zwischen der Halterung 61 und der Abdeckung 70 sind ein erstes ringförmiges elastisches Element 71, das die Radialkomponenten absorbiert, und ein zweites ringförmiges Element 72, das die Axialkomponenten absorbiert, angebracht.
Obwohl die Erfindung für Beschreibungszwecke auf dem oben Beschriebenen aufbaut, mit spezieller Bezugnahme auf die Zeichnungen, können aus der Ausführungsform der Erfindung viele Modifikationen und Varianten abgeleitet werden; jedoch sollten diese Modifikationen und Varianten als auf den folgenden Ansprüchen basierend angesehen werden.

Claims

1. Schiffsantriebsanlage, bestehend aus:

a) einem Hauptmotor (MT1,MT2);

b) einer Pumpe (P1,P2), die von dem Hauptmotor angetrieben ist;

c) einem Schiffsantrieb, der von der Pumpe angetrieben ist und einen einzelnen Propeller umfaßt;

d) einem Hydraulikkreis, der die Pumpe und den Schiffsantrieb verbindet, wobei Haupmotor, Pumpe, Hydraulikkreis und Schiffsantrieb jeweils paarweise vorhanden sind und unabhängig voneinander arbeiten können, wobei weiter die Einzelpropeller der paarweisen Schiffsantriebe aus zueinander gegenläufigen Propellern bestehen, und

e) einem Hydraulikstromverteiler (40), der zwischen den entsprechenden Paaren von Pumpen und Schiffsantrieben angebracht und Teil jedes der Hydraulikkreise ist, wobei der Hydraulikstromverteiler sowohl Mittel umfaßt, um das unabhängige Arbeiten jedes der Hydraulikkreise aufrechtzuerhalten, als auch, um jede der Pumpen mit jedem der Schiffsantriebe zu verbinden, wobei weiter die Antriebsanlage zwei parallele und symmetrische Einheiten umfaßt, die jeweils aus einem Hauptmotor, einer Pumpe, einem Hydraulikmotor und einem Propeller bestehen, gekennzeichnet durch Ventile zum Schließen der Versorgung (V1 und V2, Figur 3) in den Leitungen, die zur Pumpe führen, falls beide Motoren von einer einzigen Pumpe versorgt werden, und dadurch, daß die Propeller (51,52, Fig.1 bzw. 151,152, Fig.2), die von diesen Hydraulikmotoren (MR1,MR2,Fig.3) angetrieben werden, zusammen an einer Halterung (61) montiert sind und außerdem Mittel zum Rotieren der Halterung um eine horizontale Achse und Mittel (59) zum Rotieren der Halterung um eine vertikale Achse aufweisen, und wobei jeder der Hydraulikmotoren und jeder entsprechende angetriebene Propeller an der Halterung über wenigstens ein Paar elastischer Elemente (71,72,Fig.7) montiert ist, die die von den Propellern entwickelten radialen (71) und axialen (72) Kräfte aufnehmen können, um die im Rumpf erzeugten Schwingungen und Geräusche zu reduzieren.

2. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenläufigen Propeller (51, 52) in Tandemanordnung angeordnet sind, wobei ein Propeller zieht und ein Propeller schiebt.

3. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (40) mit Bypaßmitteln (V5,V6) ausgerüstet ist, damit jeder Propeller mit dem zugehörigen Hydraulikmotor (MR1, MR2) leerlaufen kann.

4. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem trennbare Mittel zwischen wenigstens einer der Pumpen (P1, P2) und einem dritten Hauptmotor aufweist, der aus dem Motor einer elektrischen Generatoreinheit gebildet wird.

5. Schiffsantriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkmittel (59) hydraulische Stellglieder aufweisen.