EP2398697B1 - Schiffsantrieb mit nebenantrieben - Google Patents

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EP2398697B1
EP2398697B1 EP10702292A EP10702292A EP2398697B1 EP 2398697 B1 EP2398697 B1 EP 2398697B1 EP 10702292 A EP10702292 A EP 10702292A EP 10702292 A EP10702292 A EP 10702292A EP 2398697 B1 EP2398697 B1 EP 2398697B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive
drive device
input shaft
shaft
boat
Prior art date
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Active
Application number
EP10702292A
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English (en)
French (fr)
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EP2398697A1 (de
Inventor
Fernando Gallato
Daniele Sacchi
Adone Bertolo
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/125—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers movably mounted with respect to hull, e.g. adjustable in direction, e.g. podded azimuthing thrusters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B63H23/10—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H2005/1254—Podded azimuthing thrusters, i.e. podded thruster units arranged inboard for rotation about vertical axis
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    • Y10T74/1906—Nonparallel
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    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19642—Directly cooperating gears
    • Y10T74/1966—Intersecting axes

Definitions

  • the present invention relates to a ship propulsion for controlling and propelling a ship according to the preamble of claim 1.
  • pod drives for ships which are also referred to as swivel ship propulsion or Rudderpropeller.
  • Such marine propulsion for simultaneously controlling and propelling a ship have a gear unit inside the fuselage and a control unit below the fuselage in the water.
  • At least one propeller is rotatably mounted on the control unit and is driven by a propeller shaft, which is rotatably mounted in the interior of the control housing.
  • the control unit is pivotable for controlling the ship about its vertical axis, which is substantially parallel to the vertical axis of the ship.
  • the transmission unit is coupled to a drive motor via an output shaft.
  • the drive motor is arranged like the gear unit within the hull.
  • an angle drive is arranged to transmit the drive power down to the propeller shaft.
  • gear units In the angle drive or in an optional translation stage a speed or torque conversion and a reversal of the shaft rotation are possible.
  • Prior art gear units have only one shaft connection, which is connected to the drive shaft or the motor. If a further drive machine is intended to drive the propeller, as is required, for example, in a hybrid drive in which an electric motor is additionally to be provided as an alternative drive machine, the gear unit requires a so-called auxiliary drive for this purpose.
  • the advantage of the electric motor in a hybrid drive is its possible use in operating areas in which the noise and / or exhaust emission is limited, or in low speed ranges such as _ when driving slowly or when maneuvering for loading or unloading.
  • the DE 69933288 T2 shows a pivoting ship propulsion, but at which no drive by an alternative drive machine is possible.
  • a new gear unit must be constructed or the existing gear unit redesigned and rebuilt.
  • a hybridization of an existing marine propulsion of the type described is thus required only with considerable effort.
  • the EP 1259423 B1 shows a twin-engine marine propulsion system.
  • a marine gearbox has two input shafts for each drive machine.
  • the input shafts can be coupled to the propeller shaft by means of several clutches or can drive the propeller shaft together.
  • both input shafts are present in the transmission, ie the transmission is more complex than it is required, which is noticeable, for example, in increased costs and assembly costs and weight.
  • the transmission is designed for a drive of only one drive motor, the second, unused, input shaft can be dispensed with during assembly of the transmission.
  • the object underlying the invention is to provide a designed as a rudder propeller ship propulsion, the transmission unit is easily convertible to be drivable by at least one other drive machine.
  • a pivotable ship propulsion which is designed as a rudder propeller, comprises a gear unit within the hull and a control unit outside the hull.
  • an input shaft of a drive device that can be driven by a drive machine is arranged rotatably about a first rotation axis at a connection point.
  • a coupled to the input shaft output shaft is rotatably disposed about a second axis of rotation.
  • the axes of rotation are neither parallel nor concentric with each other.
  • at least one further connection point is provided on the transmission unit, to which a further drive device drivable by a further drive machine can be arranged to drive the output shaft.
  • a drive device in each case comprises an input shaft with means for adaptation to a drive machine and bearing means for the rotatable mounting of the input shaft.
  • an input shaft of a second drive device is arranged coaxially to the output shaft and rotatably connected thereto, whereby the output shaft is supported by means of the bearing means of the second drive device. Since the output shaft is also in a prior art pivotable marine propulsion, i. without the possibility of a drive by an alternative drive machine, must be stored, the additional cost of means for adaptation to a prime mover is very low, because the auxiliary drive and output shaft require only a common camp. Thus, the creation of an option for a drive by an additional drive machine means only a very small construction effort.
  • the input shaft of the first drive device is coupled to the output shaft by means of an angle drive comprising at least two bevel gears.
  • the input shaft of another drive device is coupled by means of an angle drive with the output shaft.
  • an input shaft of the further drive device as well as the input shaft of the first drive device is rotatable about the first axis of rotation.
  • the gear unit comprises a gear housing in which a plurality of inner contours are formed for receiving a respective drive device.
  • the outer diameter of a bevel gear of a drive device is smaller than the inner diameter of the drive device associated inner contour of the transmission housing.
  • bearings for supporting the input shaft of the respective drive device are arranged in a bearing bush, wherein the bearing bush can be arranged in the respective inner contour of the gear housing. This makes it possible to pre-assemble a drive device outside the gear unit.
  • a section through a transmission unit 1 is shown.
  • the section takes place in a plane which is spanned by a rotation axis 5 of an input shaft 11 and a rotation axis 6 of an output shaft 3, wherein the rotation axis 5 lies in the longitudinal direction of the ship's hull and is cut by the rotation axis 6 at a right angle and wherein the rotation axis 6 is perpendicular to the axis of rotation 5.
  • the transmission unit 1 is arranged inside the hull.
  • a cylindrical inner contour 7, 8 and 9 are formed at three connection points A, B and C, wherein the position of the inner contours 7 and 9 coaxial with the axis of rotation 5 and the position of the inner contour 8 is coaxial with the axis of rotation 6 ,
  • a drive device 10 is arranged coaxially to the axis of rotation 5 at the connection point A.
  • the drive power of a main drive motor is introduced into the transmission unit 1, which is why the drive device 10 is also referred to as the main drive.
  • the drive device 10 comprises a bearing bush 14 with two tapered roller bearings 41 and 42, a flange 12, an input shaft 11, a cover 15 and a bevel gear 13.
  • the bearing bush 14 has a cylindrical outer contour 18, which results in a fit with the inner contour 7. As a result, the bearing bush 14 is arranged coaxially to the axis of rotation 5 in the transmission housing 4. On an inner contour of the bearing bush 14, the two tapered roller bearings 41 and 42 are arranged. In the tapered roller bearings 41 and 42, the input shaft 11 is rotatable about the axis of rotation 5 stored. At a first end of the input shaft 11, the flange 12 is disposed outside of the transmission housing 4 and rotatably connected to the input shaft 11. About the flange 12, the input shaft 11 is rotatably connected to the drive with a drive shaft of a main drive motor, not shown.
  • the bevel gear 13 is formed at a second end of the input shaft 11 and forms a component together with the input shaft 11.
  • the bevel gear 13 may be formed as a separate component and rotatably connected to the input shaft 11.
  • Between the bearing bush 14 and the flange 12 of the lid 15 is arranged, which is fastened by means of a plurality of screws 46 on the bearing bush 14 concentric with the axis of rotation 5.
  • a radial shaft seal 49 is fixedly disposed on the lid 15, whereby the interior of the transmission unit 1 is sealed against external influences, such as dirt, water, etc.
  • a drive device 20 is arranged in the inner contour 8 of the transmission housing 4.
  • the drive device 20 comprises a hollow shaft 21, a shaft driver 22, a bearing bush 24 with two tapered roller bearings 43 and 44, an adapter flange 26 with a cover 29 and a bevel gear 23.
  • the bushing 24 is analogous to the bearing bush 14 by means of several screws 48 rotatably connected to the transmission housing 4 and has an outer contour 28, which forms a fit with the inner contour 8 and is centered in the transmission housing 4 with respect to the axis of rotation 6.
  • the adaptation flange 26 is also arranged coaxially to the axis of rotation 6 on the bearing bush 24 and rotatably connected by means of a plurality of screws 47 with this.
  • the hollow shaft 21 is rotatably supported in the Kegetrollenlagern 43 and 44 about the axis of rotation 6. At a first end of the hollow shaft 21 is on an inner contour 27th the hollow shaft 21 a shaft drive 22 rotatably connected to the hollow shaft 21.
  • the shaft driver 22 has on its outer contour a toothing 22a.
  • the output shaft 3 is rotatably connected to the inner contour 27 with the hollow shaft 21.
  • a bevel gear 23 is formed so that the hollow shaft 21 and bevel gear 23 form a component.
  • the bevel gear 23 may be formed as a separate component and rotatably connected to the hollow shaft 21.
  • the output shaft 3 can be driven directly by another drive machine in addition to a driving the input shaft 11 driving machine, so that the drive device 20 forms a power take-off.
  • the standing part of the further drive train (not shown) is firmly connected to the adaptation flange 26.
  • a rotating, likewise not shown, driving part of the additional drive train is rotatably connected by means of positive engagement with the toothing 22 a with the shaft driver 22.
  • the output shaft 3 leads vertically down into the in Fig.2 shown control unit and drives there via a further angle drive to the propeller shaft.
  • couplings in the respective drive trains are to be provided, for example, outside the transmission unit 1.
  • the adaptation flange 26 is closed by the cover 29.
  • the wave driver 22 is then no longer needed. If this is rotatable in one embodiment, but arranged axially displaceable in the hollow shaft 21, the shaft driver 22 can be removed in a simple manner.
  • the drive device 20 two functions are combined in the embodiment shown, whereby the effort for the adaptation of an additional drive train is minimal.
  • a bearing for the output shaft 3 is required in a transmission unit according to the prior art.
  • the output shaft 3 is mounted in the drive device 20 by means of the same hollow shaft 21, with which the shaft driver 22 is non-rotatably connected.
  • the drive device 20 is designed so that the adaptation of an additional drive machine is possible in a simple manner. Only the adapter flange 26 and the shaft driver 22 are additionally required to form the drive device 20 as a secondary drive.
  • a drive device 30 therefore comprises neither bearings nor a hollow shaft.
  • a bearing bush 34 with an outer contour 38 is fitted into the inner contour 9 of the transmission housing 4 and connected in a rotationally fixed manner to the transmission housing 4 by means of a plurality of screws 51.
  • the bushing 34 is arranged as well as bearing bush 14 coaxial with the axis of rotation 5.
  • An adaptation flange 36 is rotatably connected by means of a plurality of screws 52 with the fixed bearing bush 24.
  • the adaptation flange 36 is closed by a cover 39.
  • the drive device 30 were designed like the drive device 20 without an additional drive of the gear unit 1 at the connection point C, a bevel gear and thus also hollow shaft and tapered roller bearing would idle with the output shaft 3, which causes, for example, losses in efficiency and wear.
  • parts would be mounted in the transmission unit 1, which are not needed, which is undesirable, for example, for reasons of cost, installation costs and weight.
  • the inner diameter of the inner contours 7, 8 and 9 advantageously chosen such that it is greater than the largest outer diameter of the respective bevel gear 13 or 23. Dienikantriebvorides 10 , 20 can thus be completely pre-assembled in the bearing bush 14, 24 outside the gear unit 1.
  • an output i. the drive of a device outside of the transmission unit 1 take place.
  • Fig.2 shows a perspective view of a marine propulsion of the type described, in which the transmission unit 1 and the corresponding arrangement of the respective power take-offs can be seen. Furthermore, the control unit 2 lying outside of the fuselage is shown in the approach. In the outer view of the drive device 20, the bearing bush 24 and the adapter flange 26, and the lid 29 and the corresponding screws visible. Similarly, in the drive device 30, the bearing bushing 34 and the adapter flange 36, and the lid 39 and the corresponding screws are shown. The drive device 10 with the input shaft 11 is hidden.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb zum Steuern und Antreiben eines Schiffes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Ein solcher Antrieb ist aus dem Dokument WO 2006/095042 A1 das alle Merkmale des Ober begriffs des Anspruchs 1 beschreibt, bekannt.
  • Es sind so genannte Pod-Antriebe für Schiffe bekannt, welche auch als schwenkbare Schiffsantriebe oder Ruderpropeller bezeichnet werden. Derartige Schiffsantrieb zum gleichzeitigen Steuern und Antreiben eines Schiffes weisen eine Getriebeeinheit im innerhalb des Rumpfes und eine Steuereinheit unterhalb des Rumpfes im Wasser auf. An der Steuereinheit ist mindestens ein Propeller drehbar angeordnet und wird von einer Propellerwelle angetrieben, welche im Inneren des Steuergehäuses drehbar gelagert ist. Die Steuereinheit ist zum Steuern des Schiffes um ihre Hochachse, welche im Wesentlichen parallel zur Hochachse des Schiffes ist, schwenkbar. Die Getriebeeinheit ist mit einem Antriebsmotor über eine Abtriebswelle gekoppelt. Der Antriebsmotor ist wie die Getriebeeinheit innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet. In der Getriebeeinheit ist ein Winkeltrieb angeordnet, um die Antriebsleistung nach unten zur Propellerwelle zu übertragen. In dem Winkeltrieb oder in einer optionalen Übersetzungsstufe sind eine Drehzahl- bzw. Drehmomentwandlung sowie eine Umkehr der Wellendrehung möglich. Getriebeeinheiten vom Stand der Technik weisen nur einen Wellenanschluss auf, welcher mit der Antriebswelle bzw. dem Motor verbunden ist. Soll wahlweise eine weitere Antriebsmaschine den Propeller antreiben, wie dies beispielsweise bei einem Hybridantrieb erforderlich ist bei dem zusätzlich ein Elektromotor als alternative Antriebsmaschine vorzusehen ist, benötigt die Getriebeeinheit hierfür einen so genannten Nebenantrieb. Der Vorteil des Elektromotors bei einem Hybridantrieb ist seine Einsatzmöglichkeit in Betriebsbereichen, in welchen die Geräusch- und/oder Abgasemission beschränkt ist, oder in geringen Geschwindigkeitsbereichen wie beispielsweise _ bei langsamer Fahrt oder beim Manövrieren zum An- oder Ablegen.
  • Unter einem Nebenantrieb ist nachfolgend ein technisches Mittel zu verstehen, welches den Anschluss an eine zusätzliche Antriebsmaschine ermöglicht und die Weiterleitung der Eingangsleistung an einen Abtrieb, bzw. eine Ausgangswelle. Ebenso ist in bestimmten Anwendungsfällen die Anordnung zweier unterschiedlicher Antriebsmaschinengrößen sinnvoll, wobei die leistungsstärkere Antriebsmaschine in einem ersten Betriebsbereich mit hohem Leistungsbedarf, beispielsweise bei hoher Geschwindigkeit oder Zuglast, in Betrieb ist und die leistungsschwächere in einem zweiten Betriebsbereich mit geringerer Last. Durch den alternativen Betrieb mehrerer Maschinen kann jede in ihrem besten Wirkungsgradbereich betrieben werden.
  • Die DE 69933288 T2 zeigt einen schwenkbaren Schiffsantrieb, an dem jedoch kein Antrieb durch eine alternative Antriebsmaschine möglich ist. Zur Schaffung eines Nebenantriebs muss eine neue Getriebeeinheit konstruiert oder die bestehende Getriebeeinheit umkonstruiert und umgebaut werden. Eine Hybridisierung eines bestehenden Schiffsantriebs der beschriebenen Art ist somit mit nur mit erheblichem Aufwand erforderlich.
  • Die EP 1259423 B1 zeigt eine Zweimotoren-Schiffsantriebsanlage. Hierbei weist ein Schiffsgetriebe zwei Eingangswellen für jeweils eine Antriebsmaschine auf. Die Eingangswellen sind mittels mehrerer Kupplungen wahlweise mit der Propellerwelle kuppelbar oder können die Propellerwelle gemeinsam antreiben. Auch wenn der Betrieb des Schiffsantriebs von nur einem Antriebsmotor erfolgen soll, sind beide Eingangswellen im Getriebe vorhanden, d.h. das Getriebe ist aufwändiger aufgebaut als es erforderlich ist, was sich beispielsweise in erhöhten Kosten bzw. Montageaufwand und Gewicht bemerkbar macht. Wird im umgekehrten Falle das Getriebe für einen Antrieb von nur einem Antriebsmotor ausgelegt, kann bei der Montage des Getriebes auf die zweite, nicht genutzte, Eingangswelle verzichtet werden, Soll der Schiffsantrieb jedoch für einen Zweimotorenbetrieb nachträglich umgerüstet werden, so ist hierfür ein erheblicher Umbauaufwand erforderlich. Zudem ist das beschriebene Getriebe nicht für einen schwenkbaren Schiffsantrieb geeignet, da die für einen Ruderpropeller erforderliche winkelförmige Umlenkung der leistungsführenden Wellen nicht gelöst wird.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist die Schaffung eines als Ruderpropeller ausgeführten Schiffsantriebs, dessen Getriebeeinheit in einfacher Weise umgestaltbar ist, um von mindestens einer weiteren Antriebsmaschine antreibbar zu sein.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Ein schwenkbarer Schiffsantrieb, welcher als Ruderpropeller ausgebildet ist, umfasst eine Getriebeeinheit innerhalb des Schiffsrumpfes und eine Steuereinheit außerhalb des Schiffsrumpfes. In der Getriebeeinheit ist an einer Anschlussstelle eine von einer Antriebsmaschine antreibbare Eingangswelle einer Antriebsvorrichtung drehbar um eine erste Drehachse angeordnet. Eine mit der Eingangswelle gekoppelte Ausgangswelle ist um eine zweite Drehachse drehbar angeordnet ist. Die Drehachsen liegen weder parallel noch konzentrisch zueinander liegen. Hierbei ist an der Getriebeeinheit mindestens eine weitere Anschlußstelle vorgesehen, an weicher eine von einer weiteren Antriebsmaschine antreibbare weitere Antriebsvorrichtung zum Antrieb der Ausgangswelle anordenbar ist. Mittels der optionalen zusätzlichen Antriebsmöglichkeiten der Ausgangswelle ist es möglich, zusätzliche Antriebsmaschinen vorzusehen, wie dies beispielsweise zur Schaffung eines Hybridantriebs erforderlich ist, wozu ein zusätzlicher Elektromotor benötigt wird. Ebenso eröffnen die zusätzlichen Antriebsmöglichkeiten die Anordnung einer Hauptantriebsmaschine für einen hohen Lastbereich und einer kleineren Antriebsmaschine für einen niedrigen Lastbereich, wobei beide Antriebsmaschinen in dem jeweiligen Betriebsbereich in ihrem besten Wirkungsgradsbereich-betrieben werden können.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gegenstands umfasst eine Antriebsvorrichtung jeweils eine Eingangswelle mit Mitteln zur Adaption an eine Antriebsmaschine und Lagermittel zur drehbaren Lagerung der Eingangswelle.
  • Außerdem kann vorgesehen sein, dass eine Eingangswelle einer zweiten Antriebsvorrichtung koaxial zur Ausgangswelle angeordnet und drehfest mit dieser verbunden ist, wodurch die Ausgangswelle mittels der Lagermittel der zweiten Antriebsvorrichtung gelagert ist. Da die Ausgangswelle auch bei einem schwenkbaren Schiffsantrieb des Standes der Technik, d.h. ohne die Möglichkeit eines Antriebs durch eine alternative Antriebsmaschine, gelagert sein muss, ist der zusätzliche Aufwand an Mitteln zur Adaption an eine Antriebsmaschine sehr gering, denn Nebenantrieb und Ausgangswelle benötigen nur ein gemeinsames Lager. Somit bedeutet die Schaffung einer Option für einen Antrieb durch eine zusätzliche Antriebsmaschine einen nur äußerst geringen baulichen Aufwand.
  • Es ist außerdem möglich, dass die Eingangswelle der ersten Antriebsvorrichtung mittels eines Winkeltriebs, der mindestens zwei Kegelräder umfasst, mit der Ausgangswelle gekoppelt ist.
  • Ebenso ist es möglich, dass die Eingangswelle einer weiteren Antriebsvorrichtung mittels eines Winkeltriebs mit der Ausgangswelle gekoppelt ist.
  • In einer alternativen Ausführung hierzu ist eine Eingangswelle der weiteren Antriebsvorrichtung ebenso wie die Eingangswelle der ersten Antriebsvorrichtung um die erste Drehachse drehbar ist.
  • Bevorzugt umfasst die Getriebeeinheit ein Getriebegehäuse, in weichem mehrere Innenkonturen zur Aufnahme jeweils einer Antriebsvorrichtung ausgebildet sind.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Außendurchmesser eines Kegelrads einer Antriebsvorrichtung kleiner als der Innendurchmesser der der Antriebsvorrichtung zugehörigen Innenkontur des Getriebegehäuses. Diese Bedingung eröffnet die Möglichkeit, die Antriebsvorrichtungen von außerhalb der Getriebeeinheit in das Getriebegehäuse montieren zu können. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass eine schnelle Komplettierung der Antriebsvorrichtungen außerhalb der Getriebeeinheit erfolgen kann und die Antriebsvorrichtungen dann in einfacher Weise in das Getriebegehäuse gefügt werden können. Zudem ist es nicht erforderlich zum Austausch einer Antriebsvorrichtung im Wartungs- oder Reparaturfalle die Getriebeeinheit aus dem Schiffsrumpf auszubauen.
  • Bevorzugt sind Lager zur Lagerung der Eingangswelle der jeweiligen Antriebsvorrichtung in einer Lagerbuchse angeordnet sind, wobei die Lagerbuchse in der jeweiligen Innenkontur des Getriebegehäuses anordenbar ist. Hierdurch ist möglich eine Antriebsvorrichtung außerhalb der Getriebeeinheit vorzumontieren.
  • Schließlich wird es als vorteilhaft beurteilt, dass bei mehreren zusätzlichen Antriebsvorrichtungen die Lagermittel, die Eingangswelle und die Mittel zur Adaption an eine weitere Antriebsmaschine gleich gestaltet sind wie bei der zweiten Antriebsvorrichtung. Dies hat den Vorteil, dass durch die Verwendung von Gleichteilen Reparatur und Montage vereinfacht und wirtschaftlicher wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Schnittdarstellung einer Getriebeeinheit eines Schiffsantriebs und
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines Schiffsantriebs.
  • In Fig.1 wird ein Schnitt durch eine Getriebeeinheit 1 gezeigt. Der Schnitt erfolgt in einer Ebene, die von einer Drehachse 5 einer Eingangswelle 11 und einer Drehachse 6 einer Ausgangswelle 3 aufgespannt wird, wobei die Drehachse 5 in der Längsrichtung des Schiffsrumpfes liegt und von Drehachse 6 unter einem rechten Winkel geschnitten wird und wobei die Drehachse 6 senkrecht auf der Drehachse 5 steht. Die Getriebeeinheit 1 ist innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet. In einem Getriebegehäuse 4 der Getriebeeinheit 1 sind an drei Anschlussstellen A, B und C jeweils eine zylinderische Innenkontur 7, 8 und 9 ausgebildet, wobei die Lage der Innenkonturen 7 und 9 koaxial zur Drehachse 5 und die Lage der Innenkontur 8 koaxial zur Drehachse 6 ist.
  • In der Innenkontur 7 ist an der Anschlussstelle A eine Antriebsvorrichtung 10 koaxial zur Drehachse 5 angeordnet. In der Anschlussstelle A wird die Antriebsleistung eines Hauptantriebsmotors in die Getriebeeinheit 1 eingeleitet, weshalb die Antriebsvorrichtung 10 auch als Hauptantrieb bezeichnet wird. Die Antriebsvorrichtung 10 umfasst eine Lagerbuchse 14 mit zwei Kegelrollenlagern 41 und 42, einen Flansch 12, eine Eingangswelle 11, einen Deckel 15 und ein Kegelrad 13.
  • Die Lagerbuchse 14 weist eine zylindrische Außenkontur 18 auf, welche mit der Innenkontur 7 ein Passmaß ergibt. Hierdurch ist die Lagerbuchse 14 in dem Getriebegehäuse 4 koaxial zur Drehachse 5 angeordnet. An einer Innenkontur der Lagerbuchse 14 sind die zwei Kegelrollenlager 41 und 42 angeordnet. In den Kegelrollenlagern 41 und 42 ist die Eingangswelle 11 drehbar um die Drehachse 5 gelagert. An einem ersten Ende der Eingangswelle 11 ist außerhalb des Getriebegehäuses 4 der Flansch 12 angeordnet und drehfest mit der Eingangswelle 11 verbunden. Über den Flansch 12 wird die Eingangswelle 11 zu deren Antrieb mit einer nicht gezeigten Antriebswelle eines Hauptantriebsmotors drehfest verbunden.
  • Innerhalb des Getriebegehäuses 4 ist an einem zweiten Ende der Eingangswelle 11 das Kegelrad 13 ausgebildet und bildet zusammen mit der Eingangswelle 11 ein Bauteil. Alternativ hierzu kann das Kegelrad 13 auch als separates Bauteil ausgebildet und drehfest mit der Eingangswelle 11 verbunden sein. Zwischen der Lagerbuchse 14 und dem Flansch 12 ist der Deckel 15 angeordnet, welcher mittels mehrerer Schrauben 46 an der Lagerbuchse 14 konzentrisch zur Drehachse 5 befestigt ist. Zwischen dem Deckel 15 und der Eingangswelle 11 ist ein Radialwellendichtring 49 fest an dem Deckel 15 angeordnet, wodurch das Innere der Getriebeeinheit 1 gegen äußere Einflüsse, wie beispielsweise Verschmutzungen, Wasser etc. abgedichtet wird.
  • An der Anschlussstelle B ist in der Innenkontur 8 des Getriebegehäuses 4 eine Antriebsvorrichtung 20 angeordnet. Die Antriebsvorrichtung 20 umfasst eine Hohlwelle 21, eine Wellenmitnahme 22, eine Lagerbuchse 24 mit zwei Kegelrollenlagern 43 und 44, einen Adaptionsflansch 26 mit einem Deckel 29 und ein Kegelrad 23.
  • Die Lagerbuchse 24 ist analog zur Lagerbuchse 14 mittels mehrerer Schrauben 48 drehfest mit dem Getriebegehäuse 4 verbunden und weist eine Außenkontur 28 auf, welche mit der Innenkontur 8 eine Passung bildet und so im Getriebegehäuse 4 bezüglich der Drehachse 6 zentriert ist. Der Adaptionsflansch 26 ist ebenfalls koaxial zur Drehachse 6 an der Lagerbuchse 24 angeordnet und Mittels mehrerer Schrauben 47 drehfest mit dieser verbunden. Die Hohlwelle 21 ist in den Kegetrollenlagern 43 und 44 drehbar um die Drehachse 6 gelagert. An einem ersten Ende der Hohlwelle 21 ist an einer Innenkontur 27 der Hohlwelle 21 eine Wellenmitnahme 22 drehfest mit der Hohlwelle 21 verbunden. Die Wellenmitnahme 22 weist an ihrer Außenkontur eine Verzahnung 22a auf. An einem zweiten Ende der Hohlwelle 21 ist die Ausgangswelle 3 an der Innenkontur 27 drehfest mit der Hohlwelle 21 verbunden. Ebenfalls an dem zweiten Ende der Hohlwelle 21 ist ein Kegelrad 23 ausgebildet, so dass Hohlwelle 21 und Kegelrad 23 ein Bauteil bilden. Alternativ hierzu kann das Kegelrad 23 als eigenes Bauteil ausgebildet und drehfest mit der Hohlwelle 21 verbunden sein.
  • Mittels der Wellenmitnahme 22 kann die Ausgangswelle 3 direkt von einer weiteren Antriebsmaschine neben einer die Eingangswelle 11 antreibenden Antriebsmaschine angetrieben werden, so dass die Antriebsvorrichtung 20 einen Nebenantrieb bildet.
  • Der stehende Teil des nicht dargestellten weiteren Antriebsstrangs wird fest mit dem Adaptionsflansch 26 verbunden. Ein drehender, gleichfalls nicht gezeigter, antreibender Teil des zusätzlichen Antriebsstrangs ist mittels Formschluss mit der Verzahnung 22a drehfest mit der Wellenmitnahme 22 verbunden. Die Ausgangswelle 3 führt senkrecht nach unten in die in Fig.2 gezeigte Steuereinheit und treibt dort über einen weiteren Winkeltrieb die Propellerwelle an. Um die Hauptantriebsmaschine und die zweite Antriebsmaschine zu entkoppeln sind beispielsweise außerhalb der Getriebeeinheit 1 Kupplungen in den jeweiligen Antriebssträngen vorzusehen.
  • Ist an der Getriebeeinheit 1 kein Antrieb durch eine zusätzliche Antriebsmaschine vorgesehen, wird der Adaptionsflansch 26 von dem Deckel 29 verschlossen. Die Wellenmitnahme 22 wird dann nicht mehr benötigt. Ist diese in einer Ausgestaltung drehfest, aber axial verschiebbar in der Hohlwelle 21 angeordnet, kann die Wellenmitnahme 22 auf einfache Weise entfernt werden.
  • In der Antriebsvorrichtung 20 sind in der gezeigten Ausführung zwei Funktionen vereinigt, wodurch der Aufwand für die Adaption eines zusätzlichen Antriebsstranges minimal ist. Zum einen ist auch in einer Getriebeeinheit nach dem Stand der Technik eine Lagerung für die Ausgangswelle 3 erforderlich. Erfindungsgemäß ist die Ausgangswelle 3 in der Antriebsvorrichtung 20 mittels derselben Hohlwelle 21 gelagert, mit welcher auch die Wellenmitnahme 22 drehfest verbunden ist. Hierdurch ist die Antriebsvorrichtung 20 so ausgebildet, dass in einfacher Weise die Adaption einer zusätzlichen Antriebsmaschine möglich ist. Lediglich der Adaptionsflansch 26 und die Wellenmitnahme 22 sind zusätzlich erforderlich um die Antriebsvorrichtung 20 als Nebenantrieb auszubilden.
  • In Fig. 1 ist kein zusätzlicher Antrieb an der Anschlussstelle C vorgesehen, weshalb eine Antriebsvorrichtung 30 weder Lager noch eine Hohlwelle umfasst. Bei der gezeigten Antriebsvorrichtung 30 ist in die Innenkontur 9 des Getriebegehäuses 4 eine Lagerbuchse 34 mit einer Außenkontur 38 eingepasst und mittels mehrerer Schrauben 51 drehfest mit dem Getriebegehäuse 4 verbunden. Die Lagerbuchse 34 ist ebenso wie Lagerbuchse 14 koaxial zur Drehachse 5 angeordnet. Ein Adaptionsflansch 36 ist mittels mehrerer Schrauben 52 mit der feststehenden Lagerbuchse 24 drehfest verbunden. Der Adaptionsflansch 36 ist mit einem Deckel 39 verschlossen.
  • Aufgrund der vorteilhaften identischen Gestaltung der Lagerbuchsen 34 und 24 sind in der Lagerbuchse 34 in gleicher Weise Kegelrollenlager, eine Hohlwelle mit einem Kegelrad und einer Wellenmitnahme anordenbar. Hierdurch kann ein Nebenantrieb auch an der Anschlussstelle C um die Drehachse 5, gegenüberliegend der Eingangswelle 11, erfolgen. Durch die Möglichkeit der Verwendung von Gleichteilen in beiden Antriebsvorrichtungen 20 und 30 würde Montage- und Fertigungsaufwand reduziert, wobei die Antriebsvorrichtung 20 ohnehin auch ohne einen zusätzlichen Antrieb an der Anschlussstelle B bis auf die Wellenmitnahme 22 im Getriebegehäuse 4 angeordnet ist, da in der Antriebsvorrichtung 20 die Ausgangswelle 3 gelagert ist.
  • Durch die beiden möglichen Anschlussstellen B und C für einen zusätzlich Antrieb ist der Einbau einer zusätzlichen Antriebsmaschine nicht auf nur einen Einbauort beschränkt, so dass der Schiffbauer die Anordnung einer zusätzlichen Antriebsmaschine unter Berücksichtigung der unterschiedlichen räumlichen Verhältnisse unterschiedlicher Schiffe flexibler gestalten kann.
  • Wäre die Antriebsvorrichtung 30 wie die Antriebsvorrichtung 20 ausgeführt ohne dass ein zusätzlicher Antrieb der Getriebeeinheit 1 an der Anschlussstelle C erfolgen soll, so würden ein Kegelrad und damit auch Hohlwelle und Kegelrollenlager leer mit der Ausgangswelle 3 mitlaufen, was beispielsweise Wirkungsgradverluste und Verschleiß bewirkt. Zudem wären Teile in der Getriebeeinheit 1 montiert, die gar nicht benötigt werden, was beispielsweise aus Gründen von Kosten, Montageaufwand und Gewicht unerwünscht ist.
  • Zur Ermöglichung einer einfachen Montage der Antriebsvorrichtungen 10, 20 und 30 in das Getriebegehäuse 4 ist der Innendurchmesser der Innenkonturen 7, 8 und 9 vorteilhafterweise derart gewählt, dass dieser jeweils größer ist als der größte Außendurchmesser des jeweiligen Kegelrads 13 oder 23. Die gesamte Antriebsvorrichtung 10, 20 kann somit komplett in der Lagerbuchse 14, 24 außerhalb der Getriebeeinheit 1 vormontiert werden.
  • Anschließend kann die Lagerbuchse 14, 24 mit den in dieser montierten Bauteilen in das Getriebegehäuse 4 geschoben werden. Die jeweiligen Kegelräder werden in einfacher Weise in Eingriff gebracht. Anschließend wird die betreffende Lagerbuchse mittels der Schrauben am Getriebegehäuse befestigt. Auf diese Weise kann ein Einbau bzw. Austausch bei jeder Antriebsvorrichtung ohne einen Ausbau der Getriebeeinheit 1 aus dem Schiffsrumpf erfolgen. Es ist theoretisch auch eine Anordnung der Lager an den unterschiedlichen Anschlussstellen direkt im Getriebegehäuse 4 unter verzicht auf die jeweilige Lagerschale möglich, allerdings erschwert dies die Montage der Antriebsvorrichtungen in die Getriebeeinheit,
  • Somit sind an der Getriebeeinheit 1 an drei Anschlussstellen A, B and C unterschiedliche Antriebe möglich, wobei entsprechende Kupplungen in den verschiedenen Antriebssträngen außerhalb der Getriebeeinheit 1 vorzusehen sind. Soll ein Mitschleppen einer stehenden Antriebsmaschine zu vermieden werden, ist diese von der Getriebeeinheit 1 zu entkoppeln. Sollen sich die Antriebsmaschinen in ihrer Antriebsleistung summieren, müssen diese mit der Getriebeeinheit 1 gekoppelt sein.
  • An den Anschlussstellen B und C kann mittels der jeweiligen Antriebsvorrichtung auch ein Abtrieb, d.h. der Antrieb einer Einrichtung außerhalb der Getriebeeinheit 1 erfolgen.
  • Fig.2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schiffsantriebs der beschriebenen Art, in der die Getriebeeinheit 1 und die entsprechende Anordnung der jeweiligen Nebenantriebe zu sehen sind. Des Weiteren ist die außerhalb des Rumpfs liegende Steuereinheit 2 im Ansatz dargestellt. In der Außenansicht sind von der Antriebsvorrichtung 20 die Lagerbuchse 24 und der Adaptionsflansch 26, sowie der Deckel 29 und die entsprechenden Schrauben sichtbar. Ebenso werden bei der Antriebsvorrichtung 30 die Lagerbuchse 34 und der Adaptionsflansch 36, sowie der Deckel 39 und die entsprechenden Schrauben gezeigt. Die Antriebsvorrichtung 10 mit der Eingangswelle 11 ist verdeckt.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Getriebeeinheit
    2
    Steuereinheit
    3
    Ausgangswelle
    4
    Getriebegehäuse
    5
    Drehachse
    6
    Drehachse
    7
    Innenkontur
    8
    Innenkontur
    9
    Innenkontur
    10
    Antriebsvorrichtung
    11
    Eingangswelle
    12
    Flansch
    13
    Kegelrad
    14
    Lagerbuchse
    15
    Deckel
    18
    Außenkontur
    20
    Antriebsvorrichtung
    21
    Hohlwelle
    22
    Wellenmitnahme
    22a
    Verzahnung
    23
    Kegelrad
    24
    Lagerbuchse
    25
    Deckel
    26
    Adaptionsflansch
    28
    Außenkontur
    30
    Antriebsvorrichtung
    34
    Lagerbuchse
    35
    Deckel
    36
    Adaptionsflansch
    38
    Außenkontur
    41
    Kegelrollenlager
    42
    Kegelrollenlager
    43
    Kegelrollenlager
    44
    Kegelrollenlager
    45
    Schraube
    46
    Schraube
    47
    Schraube
    48
    Schraube
    51
    Schraube
    52
    Schraube
    53
    Radialwellendichtring
    A
    Anschlussstelle
    B
    Anschlußstelle
    C
    Anschlussstelle

Claims (10)

  1. Schwenkbarer Schiffsantrieb, eine Getriebeeinheit (1) umfassend, wobei in der Getriebeeinheit (1) an einer Anschlussstelle (A) eine von einer Antriebsmaschine antreibbare Eingangswelle (11) einer Antriebsvorrichtung (10) drehbar um eine erste Drehachse (5) und eine mit der Eingangswelle (11) gekoppelte Ausgangswelle (3) um eine zweite Drehachse (6) drehbar angeordnet ist, wobei die Drehachsen (5, 6) weder parallel noch konzentrisch zueinander liegen, dadurch gekennzeichnet, dass an der Getriebeeinheit (1) zwei weitere Anschlussstellen (B, C) vorgesehen sind, an welcher eine von einer weiteren Antriebsmaschine antreibbare weitere Antriebsvorrichtung (20) zum Antrieb der Ausgangswelle (3) anordenbar ist, so dass an der Getriebeeinheit (1) an drei Anschlussstellen (A, B, C) unterschiedliche Antriebe an unterschiedlichen Einbauorten anordenbar sind.
  2. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsvorrichtung (10, 20) eine Eingangswelle (11, 21) mit Mitteln zur Adaption (12, 22, 26) an eine Antriebsmaschine und Lagermittel (14, 41, 42, 24, 43, 44) zur Lagerung der Eingangswelle (11, 21) umfasst.
  3. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangswelle (21) einer zweiten Antriebsvorrichtung (20) koaxial zur Ausgangswelle (3) angeordnet und drehfest mit dieser verbunden ist, wodurch die Ausgangswelle (3) mittels der Lagermittel (24, 43, 44) der zweiten Antriebsvorrichtung (20) gelagert ist.
  4. Schiffsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (11) der ersten Antriebsvorrichtung mittels eines Winkeltriebs, umfassend mindestens zwei Kegelräder (13, 23) mit der Ausgangswelle (3) gekoppelt ist.
  5. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle einer weiteren Antriebsvorrichtung mittels eines Winkeltriebs mit der Ausgangswelle (3) gekoppelt ist.
  6. Schiffsantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingangswelle der weiteren Antriebsvorrichtung um die erste Drehachse (5) drehbar ist.
  7. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (1) ein Getriebegehäuse (4) umfasst, in welchem mehrere Innenkonturen (7, 8, 9) zur Aufnahme jeweils einer Antriebsvorrichtung (10, 20, 30) ausgebildet sind.
  8. Schiffsantrieb nach den Ansprüchen 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser eines Kegelrads (13, 23) einer Antriebsvorrichtung (10, 20) kleiner ist als der Innendurchmesser der der Antriebsvorrichtung zugehörigen Innenkontur (7, 8) des Getriebegehäuses (4).
  9. Schiffsantrieb nach den Ansprüchen 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Lager (41, 42, 43, 44) zur Lagerung der Eingangswelle (11, 21) der jeweiligen Antriebsvorrichtung (10, 20) in einer Lagerbuchse (14, 24) angeordnet sind, wobei die Lagerbuchse in der jeweiligen Innenkontur (7,8,9) des Getriebegehäuses (4) anordenbar ist.
  10. Schiffsantrieb nach den Ansprüchen 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren zusätzlichen Antriebsvorrichtungen die Lagermittel (43, 44), die Eingangswellen (21) und die Mittel zur Adaption (22, 26) an eine weitere Antriebsmaschine gleich gestaltet sind wie bei der zweiten Antriebsvorrichtung (20).
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