DE3925414A1 - Schiffsantrieb - Google Patents

Description

Der gegenständliche Vorschlag betrifft die Schaffung eines verbesserten Antriebes für Schiffe, besonders für Binnenschif­ fe, um deren Treibstoffverbrauch in beachtlichem Ausmaß zu verringern. Dabei soll der vorgeschlagene Antrieb vor allem für die nachträgliche Ausstattung bereits vorhandener Binnen­ schiffe geeignet sein.

Bekanntlich errechnen sich die Vorschubkräfte der Strahl­ antriebe - zu denen auch die Schiffsschraube gehört - verein­ facht nach der Formel
S = m (v₂-v₁)
(S = Schubkraft
m = erfaßte Masse
v₂-v₁ = Zunahme der Geschwindigkeit).

Aus dieser Formel ist ersichtlich, daß man dieselbe Schubkraft erreichen kann, indem man einer kleinen Masse einen hohen Geschwindigkeitszuwachs erteilt oder indem man einer großen Masse einen kleinen Zuwachs an Geschwindigkeit erteilt.

Im ersten Fall ist der Energieaufwand für die Erzeugung der Schubkraft aber erheblich höher als im zweiten Fall, weil die erforderliche Antriebsenergie mit dem Quadrat der Ge­ schwindigkeit wächst (E = 1/2 m (V₂ ²-₁ ¹)).

Es kann also der Brennstoffverbrauch eines Schiffs­ antriebes - bei vorgegebener geforderter Schubkraft - dadurch verringert werden, daß man einer möglichst großen Wassermasse nur einen kleinen Geschwindigkeitszuwachs erteilt.

Diese physikalische Gesetzmäßigkeit führte z.B. im Flug­ triebwerksbau dazu, daß man Strahltriebwerke mit immer größeren Bypassverhältnissen entwickelte. (Das Bypassverhält­ nis betrug bei den ersten Bypass-Strahltriebwerken etwa 2 : 1 und beträgt heute 20 : 1 und mehr).

Bei bereits im Fahrbetrieb eingesetzen Binnenschiffen ist das Antriebsaggregat (Dieselmotor) vorgegeben und auch die Drehzahl des Antriebswellenstummels für die Schiffsschraube und die Anordnung der beiden Steuerruder liegen fest.

Um auch bei diesen bereits vorhandenen Binnnschiffen den Treibstoffverbrauch in beachtlichem Ausmaß zu verringern, wird ein Schiffsantrieb vorgeschlagen, der aus einem im Schiffs­ rumpf angeordneten Antriebsaggregat und einer oder mehreren Schiffsschrauben besteht, wobei der Antriebswellenstummel des Antriebsaggregates am Schiffsheck ins Wasser austritt und - bei Vorhandensein mehrerer Schiffsschrauben - diese während des Betriebes vom Wasser parallel durchströmt sind. Dieser Schiffsantrieb ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß von dem Antriebswellenstummel zwei oder mehrere Schiffsschrau­ ben direkt und/oder mittels Leistungsübertragungselementen (z.B. Zahnrädern mit Wellen, Gall′sche Ketten, E-Generator/ E-Motor, Pumpe/Flüsigkeitsturbine, Pumpe/Flüssigkeitsmotor) angetrieben sind oder daß von dem Antriebswellenstummel eine Schiffsschraube über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe angetrieben ist.

Besitzt das Schiff zwei im Schiffsheck angeordnete An­ triebsaggregate und mehrer Schiffsschrauben, so ist diese Ausführung dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der beiden Antriebswellenstummeln je eine Schiffsschraube über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe oder über schiffsexterne elektrische Übertragungselemente (Elektrogenerator/Elektro­ motor) oder über schiffsexterne hydrauliche Übertragungsele­ mente (Pumpe/Flüssigkeitsturbine) angetrieben ist, oder daß von jedem der beiden Antriebswellenstummeln zwei Schiffs­ schrauben direkt und/oder mittels Leistungsübertragungs­ elementen (z.B. Zahnrädern mit Wellen, Gall′sche Ketten, E-Generator/E-Motor, Pumpe/Flüssigkeitsturbine, Pumpe/Flüs­ sigkeitsmotor) angetrieben sind.

Durch diesen verbesserten Schiffsantrieb ist es - bei Einhaltung derselben Schiffsgeschwindigkeit wie vor dem Umbau - möglich, den Treibstoffverbrauch um 15-25% zu verringern. Oder aber kann - bei gleichbleibendem Treibstoffverbrauch - die Schiffsgeschwindigkeit erhöht werden.

In den Zeichnungen sind 18 Ausführungsformen des verbes­ serten Schiffsantriebes beispielhaft dargestellt.

Bei der in Fig. 1, Fig. 2 (Schnitt A-A) und Fig. 3 (Schnitt B-B) dargestellten ersten Ausführunggsform ist im Heck 1 ^x des Schiffsrumpfes 1 das Antriebsaggregat 2 (z.B. Dieselmotor) angeordnet, dessen Antriebswellenstummel 3 in das umgehende Wasser austritt.

Beiderseits des Antriebswellenstummels 3 befinden sich die zwei Steuerruder 4. Außerhalb jedes Steuerruders sind die beiden peripheren Schiffsschrauben 5 angebracht, die beide vom Antriebsaggregat 2 und dessen Antriebswellenstummel 3 über das schiffsexterne Untersetzungsgetriebe 6 angetrieben sind. Letz­ teres ist als Verzweigungsgetriebe ausgebildet. Die Übertra­ gung der Antriebsleistung erfolgt dabei über mechanische Über­ tragungselemente (Kegelräder 7 und Zwischenwellen 8).

Das schiffsexterne Untersetzungsgetriebe 6 besitzt ein allseitig geschlossenes, wasserumspültes Gehäuse 6, das zur Verringerung des Strömungswiderstandes einen tragflügelähnlich geformten vertikalen Längsschnitt aufweist und über Streben 9 am Schiffsheck 1 ^x abgestützt ist. Das Untersetzungsgetriebe 6 ist hinter den Schiffsschrauben 5 angeordnet. (Es ist auch eine Anordnung vor den Schiffsschrauben möglich).

Die Drehzahlen der beiden peripheren Schiffsschrauben 5 sind niedriger als die Drehzahl des Antriebswellenstummels 3. Die Drehrichtungen der beiden peripheren Schiffsschrauben 5 sind gegenläufig.

Durch die Anordnung von zwei Schiffsschrauben kann die für die Schuberzeugung zu beschleunigende Wassermenge - verglichen mit dem ursprünglichen Einschraubenantrieb - etwa verdoppelt werden, ohne daß der Tiefgang des Schiffes vergrößert wird. (Letzteres ist für Binnenschiffe besonders wichtig).

Die Vergrößerung (Verdoppelung) der beschleunigten Wasser­ menge bringt die Einsparung an Treibstoff. Die Leistungsauf­ nahme jeder der beiden peripheren Schiffsschrauben beträgt da­ bei nur etwa das 0,4-fache der Leistungsaufnahme des ursprüng­ lichen Einschraubenantriebes, obwohl die Schubkräfte vor und nach dem Umbau übereinstimmen.

Fig. 4, Fig. 5 (Schnitt C-C) und Fig. 6 (Schnitt D-D) zeigen die zweite Ausführungsform, bei der von den beiden Schiffsschrauben eine als zentrale Schiffsschraube 5′ koaxial zum Antriebswellenstummel 3 und die andere als periphere Schiffsschraube 5 außerhalb der vertikalen Längssymmetrieebene des Schiffes angeordnet ist. Die zentrale Schiffsschraube 5′ wird direkt vom Antriebswellenstummel 3 angetrieben und die periphere Schiffsschraube 5 mechanisch über die Übertragungs­ elemente 7, 8 des Untersetzungsgetriebes 6 ^x.

Der Durchmesser der peripheren Schiffsschraube 5 ist größer als der Durchmesser der zentralen Schiffsschraube 5′ und die Drehzahl der ersten kleiner als die Drehzahl der zwei­ ten.

Die etwa exzentrische Lage des resultierenden Schubes ist durch die Steuerruder 4 auszugleichen.

Die zweite Ausführungsform ermöglicht den Einsatz eines einfacheren und billigeren Untersetzungsgetriebes 6 ^x.

Die dritte Ausführungsform, die in Fig. 7, Fig. 8 (Schnitt E-E) und Fig. 9 (Schnitt F-F) dargestellt ist, zeigt einen Schiffsantrieb mit einer zentralen Schiffsschraube 5′ und zwei peripheren Schiffsschrauben 5, die vom Antriebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 direkt bzw. mittels der Übertragungs­ elemente (Zahnräder 7, Wellen 8) des schiffsexternen Unterset­ zungsgetriebes 6 angetrieben sind.

Die zentrale Schiffsschraube 5′ ist koaxial zum Antriebs­ wellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 und die beiden peripheren Schiffsschrauben 5 sind außerhalb und beidseitig der vertikalen Längssymmetrieebene des Schiffes angeordnet. Die zentrale Schiffsschraube 5′ befindet sich innerhaIb der beiden Steuerruder 4 und die beiden peripheren Schiffs­ schrauben 5 außerhalb der Steuerruder 4.

Die Drehzahlen der beiden peripheren Schiffsschrauben 5 sind niedriger als die Drehzahl der zentralen Schiffsschraube, da die Durchmesser der beiden peripheren Schiffsschrauben 5 größer sind als der Durchmesser der zentralen Schiffsschraube 5′. (Alle drei Schiffsschrauben weisen die gleichen optimalen Umfangsgeschwindigkeiten auf).

Die beiden peripheren Schiffsschrauben 5 haben zweckmäßig gegenläufige Drehrichtungen.

Das schiffsexterne Untersetzungsgetriebe 6 ist als Ver­ zweigungsgetriebe mit einer Antriebswelle und zwei Abtriebs­ wellen ausgebildet.

Bei dem Schiffsantrieb, der in Fig. 10, Fig. 11 (Schnitt G-G) und Fig. 12 (Schnitt H-H) als vierte Ausführungsform dargestellt ist, erfolgt die Übertragung der im Antriebsaggre­ gat 2 erzeugten mechanischen Energie auf die beiden peripheren Schiffsschrauben 5 auf elektrischem Wege.

Hierzu ist hinter dem Schiffsheck 1 ^x ein schiffsexterner Elektrogenerator 10 angeordnet und über den Wellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 direkt oder über ein Übersetzungs­ getriebe angetrieben. Das Gehäuse 10′ des Elektrogenerators 10 oder des Getriebe-Elektrogenerators weist eine tropfenähnliche Form auf um den Strömungswiderstand klein zu halten.

Der Elektrogenerator 10 ist zwischen den beiden Steuerru­ dern 4 angeordnet. (Er kann auch hinter denselben angeordnet sein).

Der schiffsexterne Elektrogenerator 10 ist über Streben 9 am Schiffsheck befestigt.

Anstelle eines Elektrogenerators 10 können auch mehrere - vorzugsweise zwei - Elektrogneratoren koaxial zum Antriebs­ wellenstummel 3 angeordnet sein und von diesem angetrieben werden.

Die beiden peripheren Schiffsschrauben 5 werden je von einem Elektromotor 11 oder einem Getriebe-Elektromotor ange­ trieben, dessen elektrische Antriebsenergie von dem bzw. von den Elektrogenerator(en) 10 geliefert wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Elektromoto­ ren 11 der peripheren Schiffsschrauben 5 je von einem Elektro­ generator 10 angetrieben sind, wobei die beiden Elektrogenera­ toren dann koaxial zum Wellenstummel 3 angeordnet und von diesem angetrieben sind.

Die Gehäuse 11′ der Elektromotoren 11 oder Getriebe der Elektromotoren besitzen ebenfalls eine tropfenförmige Gestalt und sind über Streben 9 am Schiffsheck 1 ^x befestigt.

Bei der in Fig. 13, Fig. 14 (Schnitt J-J) und Fig. 15 (Schnitt K-K) dargestellten fünften Ausführungsform besitzt das Schiff eine zentrale Schiffsschraube 5′ und eine periphere Schiffsschraube 5.

Die zentrale Schiffsschraube 5′ ist direkt vom Antriebs­ wellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 und die periphere Schiffsschraube 5 durch einen Elektromotor 11 bzw. einen Getriebe-Elektromotor angetrieben.

Die elektrische Antriebsenergie für den Elektromotor 11 wird vom Elektrogenerator 10 bzw. vom Getriebe-Elektrogenera­ tor erzeugt, der hinter der zentralen Schiffsschraube 5′ an­ geordnet und vom Antriebswellenstummel 3 über eine Zwischen­ welle 3′ angetrieben ist. (Der Elektrogenerator 10 kann auch vor der zentralen Schiffsschraube 5′ angeordnet sein).

Diese Ausführungsform ist besonders billig in der Anschaf­ fung.

Die etwas exzentrische Lage des resultierenden Schubes ist durch die Steuerruder auszugleichen.

Fig. 16, Fig. 17 (Schnitt L-L) und Fig. 18 (Schnitt M-M) zeigen die sechste Ausführungsform, bei der das Schiff eine zentrale Schiffsschraube 5′ und zwei periphere Schiffsschrau­ ben 5 besitzt.

Die zentrale Schiffsschraube 5′ ist direkt vom Antriebs­ wellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 und die beiden peripheren Schiffsschrauben 5 sind je durch einen Elektromotor 11 bzw. einen Getriebe-Elektromotor angetrieben.

Die elektrische Antriebsenergie für die beiden Elektromo­ toren 11 wird vom Elektrogenerator 10 bzw. vom Getriebe-Elek­ trogenerator erzeugt, der hinter der zentralen Schiffsschraube 5′ angeordnet und vom Antriebswellenstummel 3 über eine Zwi­ schenwelle 3 angetrieben ist. (Der Elektrogenerator 10 kann auch vor der zentralen Schiffsschraube 5′ angeordnet sein).

Die siebte Ausführungsform, die in Fig. 19, Fig. 20 (Schnitt N-N) und Fig. 21 (Schnitt O-O) dargestellt ist, zeigt einen Schiffsantrieb mit hydraulischen Übertragungsele­ menten zur Leistungsübertragung auf die zwei peripheren Schiffsschrauben 5.

Hinter dem Antriebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 ist eine schiffsexterne Pumpe 12 angeordnet und von diesem - direkt oder über ein Übersetzungsgetriebe - angetrieben. Die Pumpe 12 ist vorzugsweise als Zahnradpumpe ausgebildet, weil diese auch bei mäßigen Drehzahlen hohe Drücke des Förderme­ diums (Öls) erzeugen kann.

Das Gehäuse 12′ der Pumpe 12 besitzt tropfenähnliche Form. Die Pumpe 12 ist zwischen den beiden Steuerrudern 4 angeordnet und über Streben 9 am Schiffsheck 1 ^x befestigt.

Die beiden peripheren Schiffsschrauben 5 sind je durch eine Flüssigkeitsturbine 13 oder einen Flüssigkeitsmotor ange­ trieben, deren bzw. dessen Antriebsfluid von der schiffsexter­ nen Pumpe 12 geliefert wird.

Bei dem Schiffsantrieb, der in Fig. 22, Fig. 23 (Schnitt P-P) und Fig. 24 (Schnitt Q-Q) als achte Ausführungsform dargestellt ist, sind eine zentrale Schiffsschraube 5′ und eine periphere Schiffsschraube 5 vorgesehen und es erfolgt die Übertragung der Antriebsenergie für die periphere Schiffssch­ raube 5 auf hydraulischem Wege.

Die zentrale Schiffsschraube 5′ ist vom Antriebswellen­ stummel 3 des Antriebsaggregates 2 angetrieben und der Antrieb der peripheren Schiffsschraube 5 erfolgt durch eine schiffs­ externe Flüssigkeitsturbine 13 oder einen Flüssigkeitsmotor, deren bzw. dessen Antriebsfluid (Drucköl) von der schiffsex­ ternen Pumpe 12 geliefert wird. Letztere wird wieder vom Antriebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 über eine Zwischenwelle 3′ angetrieben und ist hinter der zentralen Schiffsschraube 5′ angeordnet.

Diese achte Ausführungsform ist besonders billig in der Anschaffung.

Bei der in Fig. 25, Fig. 26 (Schnitt R-R) und Fig. 27 (Schnitt S-S) dargestellten neunten Ausführungsform besitzt das Schiff eine zentrale Schiffsschraube 5′ und zwei periphere Schiffsschrauben 5 und es erfolgt die Zufuhr der Antriebs­ energie zu den beiden letzten wieder auf hydraulischem Wege.

Die zentrale Schiffsschraube 5′ ist vom Antriebsstummel 3 des Antriebsaggregates 2 angetrieben und der Antrieb der bei­ den peripheren Schiffsschrauben 5 erfolgt durch je eine schiffsexterne Flüssigkeitsturbine 13 oder einen Flüssigkeits­ motor. Das Antriebsfluid (Drucköl) für die letzteren wird von der schiffsexternen Pumpe 12 geliefert, die vom Wellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 über eine Zwischenwelle 3′ ange­ trieben ist.

Fig. 28, Fig. 29 (Schnitt U-U) und Fig. 30 (Schnitt V-V) zeigen die zehnte Ausführungsform, bei der eine Schiffsschraube 5′′ vom Antriebswellenstummel 3 des Antriebs­ aggregates 2 über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe 6′ angetrieben ist. Letzteres ist vor der Schiffsschraube 5′′ angeordnet und stützt sich über Streben 9′′ auf das Schiffsheck 1 ^x ab.

Um nachträglich eine Schiffsschraube 5′′ mit - gegenüber dem ursprünglichen Propeller - vergrößertem Durchmesser an­ bringen zu können, sind die beiden Steuerruder 4′ außerhalb der durch ihre Antriebsachsen 4 ^x verlaufenen vertikalen Längs­ ebenen des Schiffes angeordnet.

Die Drehzahl der Schiffsschraube 5′′ liegt während des Betriebes zwischen der 0,4-fachen und 0,9-fachen Drehzahl des Antriebswellenstummels 3.

Die elfte Ausführungsform, die in Fig. 31 (Schnitt W-W) , Fig. 32 (Schnitt X-X) und Fig. 33 (Schnitt Y-Y) darge­ stellt ist, zeigt einen Schiffsantrieb, bei der eine Schiffs­ schraube 5′′ vom Antriebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe 6′′ angetrie­ ben ist. Letzteres ist hinter der Schiffsschraube 5′′ angeord­ net und über Streben 9 am Schiffsheck befestigt.

Die beiden Steuerruder 4′ sind wieder außerhalb der durch ihre Antriebsachsen 4 ^x verlaufenden vertikalen Längsebenen des Schiffes angebracht.

Fig. 34, Fig. 35 und Fig. 36 zeigen als zwölfte Ausfüh­ rungsform ein Schiff mit elektrischen Übertragungselementen für die Leistungsübertragung, bei dem seitlich des Schiffs­ rumpfes 1 zwei ummantelte Schiffsschrauben 5 ^x angeordnet sind, die je durch einen Elektromotor 11 ^x oder Getriebe-Elektromotor angetrieben sind. (Durch die seitlich des Schiffsrumpfes erfolgte Anordnung der beiden ummantelten Schiffsschrauben 5 ^x wird eine ungestörte Anströmung der Schiffsschrauben 5 ^x er­ reicht. Auch entfällt dadurch die Schraubensogwirkung auf das Schiffsheck 1 ^x, die eine Verminderung der Schubkraft um etwa 10% verursacht).

Fig. 37 zeigt einen vergrößerten Längsschnitt durch eine solche ummantelte Schiffsschraube 5 ^x mit Elektromotor 11 ^x.

Die beiden Elektromotoren 11 ^x erhalten ihre elektrische Energie von einem im Heckbereich 1 ^x des Schiffes angeordneten, schiffsexternen Elektrogenerator 10 oder Getriebe-Elektrogene­ rator über Kabel 14 zugespeist. Dabei ist der schiffsexterne Elektrogenerator 10 oder Getriebe-Elektrogenerator vom An­ triebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 angetrieben.

Die beiden ummantelten Schiffsschrauben 5 ^x mit Elektromo­ toren 11 ^x sind am Schiffsrumpf 1 höhenverstellbar befestigt, um sie dem jeweiligen Tiefgang des Schiffes optimal anpassen zu können.

Bei der in Fig. 38, Fig. 39 und Fig. 40 dargestellten dreizehnten Ausführungsform mit elektrischer Energieübertra­ gung, sind die beiden ummantelten Schiffsschrauben 5 ^x - wie bei der zwölften Ausführung - seitlich des Schiffsrumpfes angeordnet.

Durch den Antriebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 sind jedoch eine zusätzliche zentrale Schiffsschraube 5′ und ein schiffsexterner Elektrogenerator 10 oder Getriebe-Elektro­ generator angetrieben.

Die Übertragung der im Elektrogenerator 10 erzeugten elek­ trischen Energie zu den Elektromotoren 11 ^x der beiden umman­ telten Schiffsschrauben 5 ^x erfolgt wieder über Kabel 14.

Fig. 41, Fig. 42 und Fig. 43 zeigen als vierzehnte Ausfüh­ rungsform ein Schiff mit hydraulichen Übertragungselementen für die Leistungsübertragung, bei dem im Bugbereich des Schiffsrumpfes 1 zwei ummantelte Schiffsschrauben 5 ^x angeord­ net sind, die je durch eine Flüssigkeitsturbine 13 ^x oder einen Flüssigkeitsmotor angetrieben sind. (Durch die im Bugbereich des Schiffsrumpfes 1 erfolgte Anordnung der beiden ummantelten Schiffsschrauben 5 ^x wird durch die Ansaugung des Wassers der Strömungswiderstand des Schiffes verkleinert).

Fig. 44 zeigt einen vergrößerten Längschnitt durch eine ummantelte Schiffsschraube 5 ^x mit Flüssigkeitsturbine 13 ^x (bzw. Flüssigkeitsmotor).

Die beiden Flüssigkeitsturbinen 13x erhalten ihre hydrau­ lische Energie von einer im Heckbereich 1 ^x des Schiffes an­ geordneten schiffsexternen Pumpe 12 über die Rohrleitungen 15 zugespeist. Dabei ist die schiffsexterne Pumpe 12 vom An­ triebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 angetrieben.

Die beiden ummantelten Schiffsschrauben 5 ^x mit Flüssig­ keitsturbinen 13 ^x bzw. Flüssigkeitsmotoren sind am Schiffs­ rumpf 1 höhenvestellbar befestigt, um sie dem jeweiligen Tief­ gang des Schiffes optimal anpassen zu können. (Im Hafen können die beiden ummantelten Schiffsschrauben 5 ^x völlig aus dem Was­ ser hochgezogen werden um sie am Kai nicht zu beschädigen).

Die fünfzehnte Ausführungsform, die in Fig. 45, Fig. 46 und Fig. 47 dargestellt ist, zeigt einen Schiffsantrieb mit hydraulischer Energieübertragung, bei dem die beiden ummantel­ ten Schiffsschrauben - wie bei der vierzehnten Ausführung - im Bugbereich des Schiffsrumpfes 1 angeordnet sind.

Durch den Antriebswellenstummel 3 des Antriebsaggregates 2 sind jedoch eine zusätzliche zentrale Schiffsschraube 5′ und eine schiffsexterne Pumpe 12 angetrieben.

Die Übertragung der in der schiffsexternen Pumpe 12 er­ zeugten Druckflüssigkeit zu den Flüssgkeitsturbinen 13 ^x bzw. den Flüssigkeitsmotoren der beiden ummantelten Schiffsschrau­ ben 5 ^x erfolgt wieder über Rohrleitungen 15. (Auch der Rück­ fluß der entspannten Flüssigkeit von den beiden Flüssigkeits­ turbinen 13 ^x zur Pumpe 12 erfolgt über Rohrleitungen).

Bei dem Schiffsantrieb, der in Fig. 48, Fig. 49 (Schnitt A1-A1) und Fig. 50 (Schnitt B1-B1) als sechzehnte Ausfüh­ rungsform dargestellt ist, sind im Schiffsheck 1 ^x zwei An­ triebsaggregate 2′ mit zwei Antriebswellenstummeln 3′ ange­ ordnet.

Jeder Antriebswellenstummel 3′ treibt eine kleinere innere Schiffsschraube 5′′ direkt an und eine größere periphere Schiffsschraube 5 über ein mechanisches Untersetzungsgetriebe 6 ^x.

Dabei ist der horizontale Abstand b der Drehachsen der beiden peripheren Schiffsschrauben 5 größer als der horizonta­ le Abstand a der Antriebswellenstummel 3′ der beiden Antriebs­ aggregate 2′. Dieses Merkmal erlaubt es, die vier Schiffs­ schrauben 5′′′ und 5 nebeneinander anzuordnen.

Bei der in Fig. 51, Fig. 52 (Schnitt C1-C1) und Fig. 53 (Schnitt D1-D1) dargestellten siebzehnten Ausführungsform sind im Schiffsheck 1 ^x ebenfalls zwei Antriebsaggregate 2′ angeordnet, die zwei große periphere Schiffsschrauben 5 durch elektrische bzw. hydrauliche Energieübertragung antreiben.

Bei der elektrischen Übertragung treibt jeder der beiden Antriebswellenstummel 3′ der Antriebsaggregate 2′ einen schiffsexternen Elektrogenerator 10 oder Getriebe-Elektrogene­ rator und jede der beiden peripheren Schiffsschrauben 5 wird von einem schiffsexternen Elektromotor 11 oder Getriebe-Elek­ tromotor angetrieben, der seine Energie von einem oder beiden Elektrogeneratoren 10 zugespeist erhält.

Bei der hydraulischen Übertragung treibt jeder der beiden Antriebswellenstummel 3′ der Antriebsaggregate 2 eine schiffs­ externe Pumpe 12 und jede der beiden peripheren Schiffsschrau­ ben 5 wird von einer schiffsexternen Flüssigkeitsturbine 13 oder einen Flüssigkeitsmotor angetrieben, die bzw. der seine Druckflüssigkeit von einer oder beiden Pumpen 12 erhält.

Um ausreichend große periphere Schiffsschrauben 5 unter­ bringen zu können, ist der horizontale Abstand b der Drehach­ sen der beiden Schiffsschrauben 5 größer als der horizontale Abstand a der Antriebswellenstummel 3′ der beiden Antriebs­ aggregate 2′.

Fig. 54, Fig. 55 (Schnitt E1-E1) und Fig. 56 (Schnitt F1-F1) zeigen die achtzehnte Ausführungsform, bei der im Schiffsheck 1 ^x zwei Antriebsaggregate 2′ und außerhalb dessel­ ben zwei große periphere Schiffsschrauben 5 angeordnet sind.

Jedes der beiden Antriebsaggregate 2′ treibt mit seinem Antriebswellenstummel 3′ über ein schiffsexternes Unterset­ zungsgetriebe 6 ^x eine periphere Schiffsschraube 5 an.

Der horizontale Abstand b der Drehachsen der beiden Schiffsschrauben 5 ist wieder größer als der horizontale Ab­ stand a der Antriebswellenstummel 3′ der beiden Antriebsaggre­ gate 2′.

Claims (47)

1. Schiffsantrieb, bestehend aus einem im Schiffsrumpf angeord­ neten Antriebsaggregat (Verbrennungsmotor, Dampf- oder Gas­ turbine) und einer oder mehreren Schiffsschrauben, wobei der Antriebswellenstummel des Antriebsaggregates am Schiffsheck ins Wasser austritt und - bei Vorhandensein mehrerer Schiffsschrauben - diese während des Betriebes vom Wasser parallel durchströmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Antriebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) zwei oder mehrere Schiffsschrauben (5, 5′) direkt und/oder mittels schiffsexternen Leistungsübertragungselementen (z.B. Zahnrä­ dern 7 mit Wellen 8, Gall′sche Ketten, E-Generator 10/E-Motor 11, Pumpe 12/Flüsigkeitsturbine 13, Pumpe 12/Flüssigkeitsmo­ tor) angetrieben sind oder daß von dem Antriebswellenstummel (3) eine Schiffsschraube (5′′) über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe (6′′) angetrieben ist.

2. Schiffsantrieb, bestehend aus zwei im Schiffsrumpf angeordne­ ten Antriebsaggregaten (Verbrennungsmotoren, Dampf- oder Gasturbinen) und mehreren Schiffsschrauben, wobei die beiden Antriebswellenstummel der Antriebsaggregate am Schiffsheck in das Wasser austreten und die Schiffsschrauben während des Betriebes vom Wasser parallel durchströmt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß von jedem der beiden Antriebswellenstummeln (3′) je eine Schiffsschraube (5) über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe (6x) oder über schiffsexterne elek­ trische Übertragungselemente (10, 11) oder über schiffsexter­ ne hydraulische Übertragungselemente (12, 13) angetrieben ist, oder daß von jedem der beiden Antriebswellenstummeln (3′) zwei Schiffsschrauben (5′′, 5) direkt und/oder mittels Leistungsübertragungselementen (z.B. Zahnrädern 7 mit Wellen 8, Gall′sche Ketten, E-Generator 10/E-Motor 11, Pumpe 12/ Flüssigkeitsturbine 13, Pumpe/Flüssigkeitsmotor) angetrieben sind.

3. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Antriebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) zwei Schiffsschrauben (5) direkt und/oder über Leistungsübertra­ gungselemente angetrieben sind.

4. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das externe Untersetzungsgetriebe (6) als Verzweigungs­ getriebe ausgebildet ist und zwei periphere Schiffsschrauben (5) antreibt.

5. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 3, mit zwei Steuerrudern, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden peripheren Schiffs­ schrauben (5) außerhalb der beiden Steuerruder (4) angeordnet sind.

6. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlen der beiden peripheren Schiffsschrauben (5) niedriger sind als die Drehzahl des Antriebswellenstummels (3) des Antriebsaggregates (2).

7. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden Schiffsschrauben (5, 5′) eine als zentrale Schiffsschraube (5′) koaxial zum Antriebswellenstummel (3) und die andere als periphere Schiffsschraube (5) außerhalb der vertikalen Längssysmmetrieebene des Schiffes angeordnet ist und letztere mittels Leistungsübertragungselementen (z. B. Zahnräder 7 mit Wellen 8, Gall′sche Ketten, E-Genera­ tor 10/E-Motor 11, Pumpe 12/Flüssigkeitsturbine 13, Pumpe/ Flüssigkeitsmotor) angetrieben ist.

8. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, 3 und 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der Durchmesser der peripheren Schiffsschraube (5) größer ist als der Durchmesser der zentralen Schiffsschraube (5′).

9. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Antriebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) drei Schiffsschrauben (5, 5′) angetrieben sind.

10. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß von den drei Schiffsschrauben (5, 5′) in an sich bekann­ ter Weise eine als zentrale Schiffsschraube (5′) koaxial zum Antriebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) und die beiden anderen als periphere Schiffsschrauben (5) außerhalb und beidseitig der vertikalen Längssymmetrieebene des Schif­ fes angeordnet sind.

11. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, 9 und 10, mit zwei Steuerru­ dern, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die zentrale Schiffsschraube (5′) innerhalb der beiden Steuerruder (4) angeordnet ist und daß die beiden peripheren Schiffsschrauben (5) außerhalb der beiden Steuerruder (4) angeordnet sind.

12. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahlen der beiden peripheren Schiffsschrauben (5) niedriger sind als die Drehzahl der zentralen Schiffsschraube (5′).

13. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, 9 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Durchmesser der beiden peripheren Schiffsschrauben (5) größer sind als der Durchmesser der zentralen Schiffsschraube (5′).

14. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, 3, 9 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden peripheren Schiffsschrauben (5) in an sich bekannter Weise gegenläufige Drehrichtungen aufwei­ sen.

15. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, 3, 9 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das schiffsexterne Untersetzungsgetriebe (6) als Verzweigungsgetriebe mit einer Antriebswelle und zwei Abtriebswellen ausgebildet ist.

16. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 sowie nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-15, mit mechanischen Übertragungselementen zur Leistungsübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Antriebswellenstummel (3) zur peripheren Schiffsschraube (5) bzw. zu den peripheren Schiffsschrauben (5) führenden mecha­ nischen Übertragungselemente (z.B. Zahnräder 7, Wellen 8, Gall′sche Ketten, Keilriemen, Zahnriemen u. a.) in einem allseitig geschlossenen und vom Wasser teilweise oder zur Gänze umspülten Gehäuse (6′) angeordnet sind.

17. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (6′) einen tragflügelähnlich geformten vertikalen Längsschnitt aufweist.

18. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (6′) über Streben (9) auf das Schiffs­ heck (1x) abgestützt ist.

19. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 16, dadurch gekennzeich­ net, daß das externe Untersetzungsgetriebe (6) vor oder hin­ ter den Schiffsschrauben (5, 5, 5 ^x) angeordnet ist.

20. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 sowie nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-15 mit elektrischen Übertragungselementen zur Leistungsübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Schiffsheck (1 ^x) wenigstens ein schiffsexterner Elektro­ generator (10) angeordnet und über den Wellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) direkt oder über ein Übersetzungsge­ triebe angetrieben ist.

21. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (10′) des Elektrogenerators (10) oder des Getriebe-Elektrogenerators in an sich bekannter Weise eine tropfenähnliche Form aufweist.

22. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 20 mit zwei nebeneinander angeordneten Steuerrudern, dadurch gekennzeichnet, daß wenig­ stens ein schiffsexterner Elektrogenerator (10) oder Getrie­ be-Elektrogenerator zwischen den beiden Steuerrudern (4) oder hinter denselben angeordnet ist.

23. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 20, dadurch gekennzeich­ net, daß der schiffsexterne Elektrogenerator (10) oder Ge­ triebe-Elektrogenerator und die beiden Elektromotoren (11) über Streben (9) am Schiffsheck (1 ^x) befestigt sind.

24. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 20, mit zwei peripheren Schiffsschrauben und einem oder mehreren vom Antriebswel­ lenstummel angetriebenen Elektrogeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden peripheren Schiffsschrauben (5) je von einem Getriebe-Elektromotor (11) angetrieben sind, dessen elektrische Antriebsenergie von dem bzw. von den vom Antriebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) ange­ triebenen Elektrogenerator(en) (10) geliefert wird.

25. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 24, mit einer zentralen Schiffsschraube und einer oder zwei peripheren Schiffsschrauben, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zentrale Schiffsschraube (5′) vom An­ triebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) angetrie­ ben ist und die periphere(n) Schiffsschrauben(n) (5) (je) durch einen (Getriebe-)Elektromotor (11) angetrieben ist bzw. sind, dessen elektrische Antriebsenergie von dem vom An­ triebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) angetrie­ benen schiffsexternen Elektrogenerator (10) bzw. von den schiffsexternen Elektrogeneratoren geliefert wird.

26. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 25, mit einer zentralen Schiffsschraube und einer oder zwei peripheren Schiffsschrau­ ben, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrogenerator (10) bzw. die Elektrogeneratoren vor oder hinter der zentralen Schiffsschraube (5′) angeordnet und vom Antriebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) - direkt oder über eine Zwi­ schenwelle (3′) - angetrieben ist bzw. sind.

27. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, mit hydraulischen Übertra­ gungselementen zur Leistungsübertragung, dadurch gekennzeich­ net, daß hinter dem Antriebswellenstummel (3) des An­ triebsaggregates (2) wenigstens eine schiffsexterne Pumpe (12) angeordnet und über den Wellenstummel (3) angetrieben ist, und daß die schiffsexterne Pumpe (12) vorzugsweise als Zahnradpumpe ausgebildet ist.

28. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (12′) der Pumpe (12) bzw. die Gehäuse der Pumpen in an sich bekannter Weise (je) eine tropfenähnli­ che Form aufweist bzw. aufweisen.

29. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 27, mit zwei nebeneinander angeordneten Steuerrudern, dadurch gekennzeichnet, daß die schiffsexterne(n) Pumpe(n) (12) zwischen den beiden Steuerru­ dern (4) oder hinter denselben angeordnet ist bzw. sind.

30. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 27, dadurch gekennzeich­ net, daß die schiffsexterne(n) Pumpe(n) (12) über Streben (9′) am Schiffsheck (1 ^x) befestigt ist bzw. sind.

31. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 27, mit zwei peripheren Schiffsschrauben und einer oder mehreren vom An­ triebswellenstummel angetriebenen schiffsexternen Pumpen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden peripheren Schiffs­ schrauben (5) je durch eine schiffsexterne Flüssigkeits­ turbine (13) oder einen Flüssigkeitsmotor angetrieben sind, deren bzw. dessen Antriebsfluid von der vom Antriebswel­ lenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) angetriebenen schiffsexternen Pumpe (12) bzw. von den schiffsexternen Pumpen geliefert wird.

32. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 27 mit einer zentralen Schiffsschraube und einer oder zwei peripheren Schiffs­ schrauben, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Schiffsschraube (5′) vom Antriebswellenstummel (3) des An­ triebsaggregates (2) angetrieben ist und die periphere(n) Schiffsschraube(n) (5) (je) durch eine schiffsexterne Flüs­ sigkeitsturbine (13) oder einen Flüssigkeitsmotor angetrieben ist bzw. sind, deren bzw. dessen Antriebsfluid von der vom Antriebswellenstummel (3) angetriebenen schiffsexternen Pumpe (12) bzw. von den schiffsexternen Pumpen geliefert wird.

33. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 32 mit einer zentralen Schiffsschraube und einer oder zwei peripheren Schiffsschrau­ ben, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe(n) (12) vor oder hinter der zentralen Schiffsschraube (5′) angeordnet ist bzw. sind.

34. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, bei dem eine Schiffsschraube vom Antriebswellenstummel des Antriebsaggregates über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe angetrieben ist, da­ durch gekennzeichnet, daß während des Betriebes die Drehzahl der Schiffsschraube (5′′) einen Wert ausmacht, der zwischen dem 0,4-fachen und 0,9-fachen der Drehzahl des Antriebswel­ lenstummels (3) liegt.

35. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 34, dadurch gekennzeich­ net, daß das schiffsexterne Untersetzungsgetriebe (6′, 6′′) vor oder hinter der Schiffsschraube (5′′) angeordnet ist.

36. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, 34 und 35, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das schiffsexterne Untersetzungsgetriebe (6′) über Streben (9, 9′′) am Schiffsheck (1 ^x) - vorzugsweise lös­ bar - befestigt ist.

37. Schiffsantrieb nach Anspruch 2 und 34, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Steuerruder (4′) außerhalb der durch die Antriebsachsen (4 ^x) der Steuerruder (4′) verlaufenden verti­ kalen Längsebenen des Schiffes angeordnet sind.

38. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, mit elektrischen Übertra­ gungselementen für die Leistungsübertragung, bei dem eine oder mehrere - vorzugsweise ummantelte - Schiffsschrauben im Bugbereich des Schiffes oder seitlich des Schiffsrumpfes angeordnet ist bzw. sind und jede Schiffsschraube durch einen Elektromotor angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektromotor (11x) seine elektrische Energie von wenigestens einem, im Heckbereich des Schiffes angeordneten schiffsexternen Elektrogenerator (10) über Kabel (14) zuge­ speist erhält, wobei der Elektrogenerator (10) vom An­ triebswellenstummel (3) des Antriebsaggregates (2) angetrie­ ben ist.

39. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 38, dadurch gekennzeich­ net, daß durch den Antriebswellenstummel (3) des An­ triebsaggregates (2) eine zusätzliche zentrale Schiffsschrau­ be (5′) und wenigstens ein schiffsexterner Elektrogenerator (10) angetrieben sind.

40. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, mit hydraulischen Übertra­ gungselementen für die Leistungsübertragung, bei dem eine oder mehrere - vorzugsweise ummantelte - Schiffsschrauben im Bugbereich des Schiffes oder seitlich des Schiffsrumpfes angeordnet ist bzw. sind und jede Schiffsschraube durch eine Flüssigkeitsturbine bzw. durch einen Flüssigkeitsmotor ange­ trieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Flüssigkeits­ turbine (13 ^x) bzw. jeder Flüssigkeitsmotor ihre bzw. seine energiezuführende Druckflüssigkeit von wenigstens einer, im Heckbereich des Schiffes angeordneten schiffsexternen Pumpe (12) über Rohrleitungen (15) zugespeist erhält, wobei die Pumpe (12) vom Antriebswellenstummel (3) des Antriebsag­ gregates (2) angetrieben ist.

41. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 40, dadurch gekennzeich­ net, daß durch den Antriebswellenstummel (3) des An­ triebsaggregates (2) eine zusätzliche zentrale Schiffsschrau­ be (5′) und wenigstens eine schiffsexterne Pumpe (12) ange­ trieben sind.

42. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 und 38 oder 40, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die im Bugbereich des Schiffes oder seit­ lich des Schiffsrumpfes (1) angeordnete(n) - vorzugsweise ummantelte(n) - Schiffsschraube(n) (5 ^x) höhenverstellbar ausgeführt ist bzw. sind.

43. Schiffsantrieb nach Anspruch 2, mit zwei Antriebsaggregaten und vier Schiffsschrauben, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Antriebsaggregat (2′) über seinen Antriebswellenstummel (3′) eine innere Schiffsschraube (5′′′) direkt und eine periphere Schiffsschraube (5) über ein mechanisches Untersetzungsge­ triebe (6x) antreibt.

44. Schiffsantrieb nach Anspruch 2, mit zwei Antriebsaggregaten und zwei peripheren Schiffsschrauben sowie mit elektrischer Energieübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Antriebswellenstummel (3′) der Antriebsaggregate (2′) wenigstens einen schiffsexternen Elektrogenerator (10) oder Getriebe-Elektrogenerator antreibt und jede der beiden peri­ pheren Schiffsschrauben (5) von mindestens einem schiffsexternen Elektromotor (11) oder Getriebe-Elektromotor angetrieben ist, der seine Energie von einem oder mehreren Elektrogeneratoren (10) zugespeist erhält.

45. Schiffsantrieb nach Anspruch 2, mit zwei Antriebsaggregaten und zwei peripheren Schiffsschrauben sowie mit hydraulischer Energieübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Antriebswellenstummel (3′) der Antriebsaggregate (2′) wenigstens eine schiffsexterne Pumpe (12) antreibt und jede der beiden peripheren Schiffsschrauben (5) von mindestens einer schiffsexternen Flüssigkeitsturbine (13) oder einem Flüssigkeitsmotor angetrieben ist, die ihre bzw. der seine Druckflüssigkeit von einer oder mehreren Pumpen (12) zuge­ speist erhält.

46. Schiffsantrieb nach Anspruch 2, mit zwei Antriebsaggregaten und zwei peripheren Schiffsschrauben sowie mit mechanischer Energieübertragung, dadurch gekennzeichnet, daß jedes An­ triebsaggregat (2′) mit seinem Antriebswellenstummel (3′) über ein schiffsexternes Untersetzungsgetriebe (6 ^x) eine periphere Schiffsschraube (5) antreibt.

47. Schiffsantrieb nach Anspruch 43 oder Anspruch 44 bzw. 45 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Abstand (b) der Drehachsen der beiden peripheren Schiffsschrauben (5) größer als der horizontale Abstand (a) der Antriebswellen­ stummel (3′) der beiden Antriebsaggregate (2′) ist.