EP2841337B1 - Schiffsantrieb - Google Patents

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EP2841337B1
EP2841337B1 EP13711596.0A EP13711596A EP2841337B1 EP 2841337 B1 EP2841337 B1 EP 2841337B1 EP 13711596 A EP13711596 A EP 13711596A EP 2841337 B1 EP2841337 B1 EP 2841337B1
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EP
European Patent Office
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bearing
propulsion system
transmission
ship
axis
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Angelo Scapin
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Publication date
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Publication of EP2841337A1 publication Critical patent/EP2841337A1/de
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    • B63H2023/342—Propeller shafts; Paddle-wheel shafts; Attachment of propellers on shafts comprising couplings, e.g. resilient couplings; Couplings therefor

Definitions

  • the present invention relates to a marine propulsion system according to the preamble of claim 1.
  • Marine propulsion systems comprising a prime mover, a gearbox, a propeller shaft and a bearing assembly for securing the propulsion components in the ship's hull, in which the propulsion engine and the gearbox are arranged inside the ship's hull, are known.
  • a satisfactory storage arrangement of such a ship propulsion in the hull must meet several requirements.
  • the bearing assembly must accommodate both weight forces of the engine and transmission drive assembly and the propeller thrust transmitted during operation by the propeller shaft and transfer it to the hull.
  • the torques generated by the prime mover and the propeller shaft during operation must be supported.
  • the connecting flange between the engine and the transmission is particularly stressed by bending moments caused by the propeller thrust, short propeller thrust, and the weight of the prime mover and the transmission.
  • the bearing assembly must absorb vibrations that are particularly excited by a running engine, such as an internal combustion engine. This is to prevent these vibrations from being transmitted to the hull, thus causing disturbing noises or vibration damage to the hull or other components.
  • a storage arrangement for a marine propulsion with the described objective is for example from EP 0792234 B1 known.
  • This writing describes a so-called three-point mounting system as a storage arrangement in which a marine engine and a marine propulsion are stored in a complex arrangement in a ship's hull.
  • the US 6540572 B2 describes a V-drive marine propulsion system including a prime mover, a transmission, and a propeller shaft driven by the transmission, and a bearing assembly that secures the marine propulsion to a ship's hull.
  • the prime mover and the transmission are interconnected and disposed within the hull.
  • Said bearing arrangement comprises a first bearing point designed as a pivot bearing.
  • the axis of rotation of the propeller shaft extends through the axis of rotation of the pivot bearing.
  • the US 5944569 A also discloses a marine propulsion system including a prime mover, a transmission, and a propeller shaft driven by the transmission, and a bearing assembly which secures the marine propulsion to a hull.
  • the drive shaft of the drive machine and the propeller shaft are arranged at least approximately parallel to each other.
  • the prime mover and the transmission are interconnected and disposed within the hull.
  • Said bearing arrangement comprises a first bearing point designed as a pivot bearing.
  • the axis of rotation of the propeller shaft extends through an axis of rotation of the pivot bearing.
  • the drive machine and the transmission are also connected to each other and arranged within the hull and the bearing assembly comprises a designed as a pivot bearing first bearing point.
  • the axis of rotation of the propeller shaft extends below a rotational axis of the pivot bearing.
  • the object of the present invention is a ship propulsion system in which the engine and the transmission are arranged inside the hull are to be further improved in terms of fatigue strength and simple, cost-effective production and assembly, the ship's propulsion and its storage arrangement should meet the requirements described above.
  • a marine propulsion system comprising a prime mover, a transmission, a gear driven propeller shaft, and a bearing assembly securing the ship propulsion in a ship's hull
  • the propulsion engine and the transmission are interconnected by a connecting flange and inside the hull are arranged.
  • a first bearing point embodied as a rotary bearing is arranged with respect to the propeller shaft in such a way that a bending moment caused by the propeller thrust and by the weight force of the drive machine and the gearbox is optimized at the connecting flange.
  • At least one of several bearing points of the bearing arrangement should advantageously be designed as a pivot bearing.
  • the achieved thereby rotatability of the drive unit about the axis of rotation of the pivot bearing allows the compensation of deformation of the drive assembly during operation.
  • the optimization of the bending moment at the connecting flange is achieved in that the axis of rotation of the propeller shaft extends through a narrow area about an axis of rotation of the pivot bearing, wherein the axis of rotation passes with a distance of less than 500 mm at the axis of rotation of the pivot bearing.
  • the distance between the axis of rotation and the axis of rotation can be varied depending on the desired torque development. For example, distances in the range between 1 and 100 mm may be selected.
  • the connecting flange and its connecting elements such as e.g. Screws have to withstand significantly less stress and can be made smaller and lighter. Lower loads on the components also lead to a longer life of the components.
  • the prime mover and their housing are not charged or only with a very small, caused by the propeller thrust torque.
  • the thrust of the propeller is instead transmitted to the hull, for example, via a thrust bearing, further through the housing of the gearbox and the first bearing point.
  • the invention provides that the axis of rotation of the propeller shaft extends above the axis of rotation. Depending on the distance between the axis of rotation and the axis of rotation, a torque is thus generated by the propeller thrust, which counteracts the bending moment caused by the weight of the engine and the transmission on the connecting flange. In this way, the maximum bending moment occurring at the connecting flange can be reduced during operation of the ship propulsion system and the fatigue strength of the ship propulsion can be improved.
  • the axis of rotation of the pivot bearing extends in the horizontal direction and, for example, transversely to the forward direction of travel of the ship.
  • the substantially horizontally extending axis of rotation of the rotary bearing means that the axis of rotation of the rotary bearing runs parallel to the water surface when the ship is lying or traveling in the water.
  • the dimensions of further bearing points can be made smaller and lighter because the propeller thrust force is absorbed via the first bearing point or discharged into the ship's hull.
  • the first bearing point is rigidly attached to longitudinal members of the hull via a bracket.
  • the holder is for example rigidly attached to so-called stringers, which are rigidly connected in the longitudinal direction of the ship's hull with this or executed in one piece.
  • the pivot bearing takes on deformations of the drive unit formed from the drive unit and gear, which arise for example due to vibration and thermal expansion during operation.
  • the first location according to a further preferred embodiment of the invention, at least one vibration-absorbing element.
  • a simple and stable construction of the ship propulsion results from the fact that parts of the first bearing point are preferably made in one piece with a housing of the transmission.
  • the storage arrangement is designed as a so-called three-point storage and accordingly has exactly three bearing points, wherein the second and the third bearing point are arranged on the drive machine.
  • the second and third bearing point may be at least partially integral with a housing of the drive machine.
  • the second and third bearing points can also have vibration-absorbing elements in order to dampen the vibrations, in particular caused by the drive machine, and not to transmit them to the ship's hull.
  • an internal combustion engine is used as a prime mover used by a ship.
  • An internal combustion engine causes disturbing vibrations in the ship, which are for example dependent on the number and dimensions of the cylinders of the internal combustion engine and contribute to the noise development.
  • vibration-absorbing elements the noise development is positively influenced, and reduces disturbing vibrations close to the vibration source. Both increase passenger comfort and reduce the load on other components of the vessel.
  • the present invention comprises a ship with a ship propulsion system as described above.
  • Fig. 1 and Fig. 2 illustrate the same embodiment of the invention in different views. Therefore, in both figures, like elements are designated by the same reference numerals.
  • the ship's propulsion system 1 comprises, in addition to the bearing arrangement, an engine 2, a transmission 3 and a propeller shaft 5, which is driven via the transmission 3 and represents the output shaft of the transmission 3.
  • the propeller shaft 5 rotates in operation about its axis of rotation 15 and drives a propeller, not shown, which provides in the water for the desired propulsion.
  • the rotating propeller in the propeller shaft produces a propeller thrust 8, the Fig. 1 indicated by an arrow.
  • the propeller thrust 8 is the propulsive force of the ship and is for example via a not shown Thrust bearing in the transmission 3, further transmitted via the housing of the transmission 3 and the pivot bearing 7 on the hull 6.
  • the prime mover 2 is for example an internal combustion engine, an electric drive or a hybrid drive.
  • the drive machine 2 and the transmission 3 are connected to one another at a connecting flange 4, for example by means of screw connections.
  • the ship's propulsion system 1 is fastened in a ship's hull 6 by means of a bearing arrangement which consists of a first bearing point in the form of a rotary bearing 7, a second bearing point 11 and a third bearing point 12.
  • the schematic representation in the figures shows from the hull 6 only the cutouts to which the respective bearing point 7, 11 and 12 is attached.
  • the attachment to the hull 6 is usually on longitudinal members, not shown, which are part of the hull 6.
  • the first bearing is designed as a pivot bearing 7 and allows the compensation of deformations within the ship's propulsion system 1.
  • the pivot bearing 7 in particular allows rotational deformations about the axis of rotation 10, which is horizontal and orthogonal to the direction of travel 17 of the ship.
  • the second and third bearings 11 and 12 are in Fig. 2 shown for illustrative reasons rotated by 90 degrees in the plane of the drawing. However, they are designed to receive substantially vertically directed forces, such as the weight of the prime mover 2 and the transmission 3.
  • the second and third bearings 11 and 12 support the described compensation capability of deformations by allowing displacements in and against the forward direction of travel 17.
  • a directional arrow 17 indicates the forward direction of travel of the ship.
  • the pivot bearing 7 comprises a rigidly connected to the transmission 3 bearing part 14, which may also be integral with a housing of the transmission 3.
  • the connection of the pivot bearing 7 with the hull 6 via a holder 13, which in the view of Fig. 2 is shown in two parts, but can also be made in one piece.
  • a vibration-absorbing element 18 is arranged in the power flow between the bearing part 14 and the hull 6.
  • the noise is positively influenced, ie the noise level lowered.
  • disturbing vibrations near the vibration source, in this case the prime mover 2 are reduced. Both increase passenger comfort and reduce the load on other components of the vessel.
  • the propeller shaft 5 can be displaced upward along the vertical directional arrow 16 so that the axis of rotation 15 extends above the axis of rotation 10 of the pivot bearing 7.
  • the propeller thrust 8 causes a torque in the ship's propulsion system 1, which is directed against the bending moment 9 on the connecting flange 4 and at least partially compensates for this bending moment 9. In this way, the maximum load on the connecting flange 4 can be limited in certain operating phases.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Schiffsantriebe mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe, einer Propellerwelle und einer Lagerungsanordnung zum Befestigen der Antriebskomponenten im Schiffsrumpf, bei denen die Antriebsmaschine und das Getriebe innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet sind, sind bekannt. Eine zufriedenstellende Lagerungsanordnung eines derartigen Schiffsantriebes im Schiffsrumpf muss mehrere Anforderungen erfüllen. Erstens muss die Lagerungsanordnung sowohl Gewichtskräfte des aus Antriebsmaschine und Getriebe bestehenden Antriebsaggregates, als auch die Propellerschubkraft, die im Betrieb von der Propellerwelle übertragen wird, aufnehmen und in den Schiffsrumpf übertragen.
  • Zweitens müssen die Drehmomente abgestützt werden, die im Betrieb von der Antriebsmaschine und der Propellerwelle erzeugt werden. Bei dem eingangs beschriebenen Schiffsantrieb wird beispielsweise der Verbindungsflansch zwischen Antriebsmaschine und dem Getriebe durch Biegemomente besonders belastet, die von der Propellerschubkraft, kurz Propellerschub, und von der Gewichtskraft der Antriebsmaschine und des Getriebes verursacht werden.
  • Drittens muss die Lageranordnung Vibrationen, die insbesondere durch eine laufende Antriebsmaschine, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, angeregt werden absorbieren. Damit soll verhindert werden, dass diese Vibrationen in den Schiffsrumpf übertragen werden und so störende Geräusche oder Schwingungsschäden am Schiffsrumpf oder anderen Komponenten verursachen.
  • Eine Lagerungsanordnung für einen Schiffsantrieb mit der beschriebenen Zielsetzung ist beispielsweise aus der EP 0792234 B1 bekannt. Diese Schrift beschreibt ein so genanntes Drei-Punkt-Montagesystem als Lagerungsanordnung, bei dem ein Schiffsmotor und ein Schiffsantrieb in einer aufwändigen Anordnung in einem Schiffsrumpf gelagert sind.
  • Die US 6540572 B2 beschreibt einen Schiffsantrieb des Typs V-drive, mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe und einer durch das Getriebe angetriebenen Propellerwelle, sowie einer Lageranordnung, mit der der Schiffsantrieb an einem Schiffsrumpf befestigt ist. Die Antriebsmaschine und das Getriebe sind miteinander verbunden und innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet. Die genannte Lageranordnung umfasst eine als Drehlager ausgeführte erste Lagerstelle. Die Rotationsachse der Propellerwelle verläuft dabei durch die Drehachse des Drehlagers.
  • Die US 5944569 A offenbart ebenfalls einen Schiffsantrieb mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe und einer durch das Getriebe angetriebenen Propellerwelle, sowie einer Lageranordnung, mit der der Schiffsantrieb an einem Schiffsrumpf befestigt ist. Hier sind die Antriebswelle der Antriebsmaschine und die Propellerwelle zumindest in etwa parallel zueinander angeordnet. Die Antriebsmaschine und das Getriebe sind miteinander verbunden und innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet. Die genannte Lageranordnung umfasst eine als Drehlager ausgeführte erste Lagerstelle. Die Rotationsachse der Propellerwelle verläuft dabei durch eine Drehachse des Drehlagers.
  • Schließlich ist auch in der WO 03/097449 A1 ein Schiffsantrieb mit einer Antriebsmaschine, einem Getriebe und einer durch das Getriebe angetriebenen Propellerwelle, sowie einer Lageranordnung, mit der der Schiffsantrieb an einem Schiffsrumpf befestigt ist, beschrieben. Die Antriebsmaschine und das Getriebe sind auch hier miteinander verbunden und innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet und die Lageranordnung umfasst eine als Drehlager ausgeführte erste Lagerstelle. Bei dieser Anordnung verläuft die Rotationsachse der Propellerwelle unterhalb einer Drehachse des Drehlagers.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Schiffsantrieb, bei dem die Antriebsmaschine und das Getriebe innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet sind, in Bezug auf Dauerfestigkeit und auf einfache, kostengünstige Herstellung und Montage weiter zu verbessern, wobei der Schiffsantrieb und dessen Lagerungsanordnung die eingangs beschriebenen Anforderungen erfüllen soll.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Schiffsantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
  • Demnach wird ein Schiffsantrieb, umfassend eine Antriebsmaschine, ein Getriebe, eine durch das Getriebe angetriebene Propellerwelle und eine Lagerungsanordnung, mit der der Schiffsantrieb in einem Schiffsrumpf befestigbar ist, beansprucht, wobei die Antriebsmaschine und das Getriebe mittels eines Verbindungsflansches miteinander verbunden und im Inneren des Schiffsrumpfes angeordnet sind. Erfindungsgemäß wird eine als Drehlager ausgeführte erste Lagerstelle in Bezug auf die Propellerwelle derart angeordnet, dass ein durch den Propellerschub und durch die Gewichtskraft der Antriebsmaschine und des Getriebes verursachtes Biegemoment an dem Verbindungsflansch optimiert wird.
  • Es hat sich herausgestellt, dass zumindest eine von mehreren Lagerstellen der Lagerungsanordnung vorteilhaft als Drehlager ausgeführt werden sollte. Die dadurch erzielte Verdrehbarkeit des Antriebsaggregates um die Drehachse des Drehlagers ermöglicht die Kompensation von Verformungen des Antriebsaggregates im Betrieb.
  • Die Optimierung des Biegemomentes am Verbindungsflansch wird dadurch erreicht, dass die Rotationsachse der Propellerwelle durch einen engen Bereich um eine Drehachse des Drehlagers verläuft, wobei die Rotationsachse mit einem Abstand von weniger als 500 mm an der Drehachse des Drehlagers vorbei verläuft. Innerhalb dieses Bereichs kann der Abstand zwischen der Rotationsachse und der Drehachse je nach gewünschter Drehmomententwicklung variiert werden. Bevorzugt können beispielsweise Abstände im Bereich zwischen 1 und 100 mm gewählt werden.
  • Mit dem beanspruchten Verlauf der Rotationsachse der Propellerwelle nahe vorbei an der Drehachse des Drehlagers wird vermieden, dass die Schubkraft der Propellerwelle ein hohes Drehmoment um die Drehachse des Drehlagers der ersten Lagerstelle erzeugt. Dadurch wird das durch die Schubkraft der Propellerwelle verursachte Biegemoment an dem Verbindungsflansch zwischen Antriebsmaschine und Getriebe gering gehalten. Gleichzeitig ist jedoch die gewünschte Verdrehbarkeit des Antriebsaggregates um die Drehachse zum Ausgleich von Verformungen im Betrieb gewährleistet.
  • Der Verbindungsflansch und dessen Verbindungselemente wie z.B. Schrauben, müssen dadurch deutlich weniger Belastungen standhalten und können so kleiner und leichter ausgeführt werden. Geringere Belastungen der Bauteile führen auch zu einer längeren Lebensdauer der Bauteile. Auch die Antriebsmaschine und deren Gehäuse werden nicht bzw. nur mit einem sehr geringen, durch den Propellerschub verursachten Drehmoment belastet. Die Schubkraft des Propellers wird stattdessen beispielsweise über ein Schubkraftlager, weiter über das Gehäuse des Getriebes und die erste Lagerstelle auf den Schiffsrumpf übertragen.
  • Die Erfindung sieht vor, dass die Rotationsachse der Propellerwelle oberhalb der Drehachse verläuft. Abhängig vom Abstand zwischen der Rotationsachse und der Drehachse wird so durch den Propellerschub ein Drehmoment erzeugt, das dem durch die Gewichtskraft der Antriebsmaschine und des Getriebes verursachten Biegemoment an dem Verbindungsflansch entgegenwirkt. Auf diese Weise kann das maximal auftretende Biegemoment am Verbindungsflansch im Betrieb des Schiffsantriebes reduziert und die Dauerfestigkeit des Schiffsantriebes verbessert werden.
  • Der in dieser Schrift verwendete Begriff oberhalb bezieht sich auf den Zustand des mit bestimmungsgemäß eingebautem Schiffsantrieb im ruhenden Wasser aufrecht liegenden Schiffes. Die in dieser Schrift verwendeten Begriffe horizontal und vertikal sind so zu verstehen, dass horizontal parallel zur ruhenden Wasseroberfläche bedeutet und vertikal senkrecht dazu steht.
  • Bevorzugt verläuft die Drehachse des Drehlagers in horizontaler Richtung und beispielsweise quer zur Vorwärtsfahrtrichtung des Schiffes. Die im Wesentlichen horizontal verlaufende Drehachse des Drehlagers bedeutet also definitionsgemäß, dass die Drehachse des Drehlagers bei im Wasser liegendem oder fahrendem Schiff parallel zur Wasseroberfläche verläuft.
  • Vorteilhaft können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung die Abmessungen von weiteren Lagerstellen kleiner und leichter gestaltet werden, weil die Propellerschubkraft über die erste Lagerstelle absorbiert beziehungsweise in den Schiffsrumpf abgeleitet wird. Bevorzugt ist die erste Lagerstelle dazu über eine Halterung starr an Längsträgern des Schiffsrumpfes befestigt. Die Halterung ist beispielsweise starr an sogenannten Stringern befestigtbar, die in Längsrichtung des Schiffsrumpfes verlaufend mit diesem starr verbunden oder einstückig ausgeführt sind.
  • Das Drehlager nimmt Verformungen des aus Antriebsmaschine und Getriebe gebildeten Antriebsaggregates auf, die beispielsweise aufgrund von Vibrationen und Wärmeausdehnungen während des Betriebs entstehen. Dazu weist die erste Lagestelle gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung zumindest ein vibrationsabsorbierendes Element auf. Dazu eigenen sich beispielsweise Elemente aus elastischem Material und/oder Federelemente.
  • Eine einfache und stabile Bauweise des Schiffsantriebes ergibt sich dadurch, dass Teile der ersten Lagerstelle vorzugsweise einstückig mit einem Gehäuse des Getriebes ausgeführt sind.
  • Bevorzugt ist die Lagerungsanordnung als so genannte Drei-Punkt-Lagerung ausgeführt und weist demgemäß genau drei Lagerstellen auf, wobei die zweite und die dritte Lagerstelle an der Antriebsmaschine angeordnet sind. Die zweite und dritte Lagerstelle können zumindest teilweise einstückig mit einem Gehäuse der Antriebsmaschine ausgeführt sein. Ebenso wie die erste Lagerstelle können auch die zweite und dritte Lagerstelle vibrationsabsorbierende Elemente aufweisen, um die insbesondere von der Antriebsmaschine verursachten Vibrationen zu dämpfen und nicht in den Schiffsrumpf zu übertragen. Häufig wird ein Verbrennungsmotor als Antriebsmaschine eines Schiffes benutzt. Ein Verbrennungsmotor verursacht störende Vibrationen im Schiff, die beispielsweise abhängig von der Anzahl und den Abmessungen der Zylinder des Verbrennungsmotors sind und zur Lärmentwicklung beitragen. Durch vibrationsabsorbierende Elemente wird die Lärmentwicklung positiv beeinflusst, sowie störende Vibrationen nahe an der Vibrationsquelle reduziert. Beides erhöht den Komfort für die Passagiere und verringert die Belastung anderer Komponenten des Schiffes.
  • Schließlich umfasst die vorliegende Erfindung ein Schiff mit einem oben beschriebenen Schiffsantrieb.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgend beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsform näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Schiffsantriebes in einer Seitenansicht und
    Fig. 2
    den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Schiffsantriebes in einer Draufsicht.
  • Die Fig. 1 und Fig. 2 stellen die gleiche Ausführungsform der Erfindung in unterschiedlichen Ansichten dar. Deshalb sind in beiden Figuren gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Der erfindungsgemäße Schiffsantrieb 1 umfasst neben der Lageranordnung eine Antriebsmaschine 2, ein Getriebe 3 und eine Propellerwelle 5, die über das Getriebe 3 angetrieben wird und die Abtriebswelle des Getriebes 3 darstellt. Die Propellerwelle 5 rotiert im Betrieb um ihre Rotationsachse 15 und treibt einen nicht dargestellten Propeller an, der im Wasser für den gewünschten Vortrieb sorgt. Dazu erzeugt der im Wasser rotierende Propeller in der Propellerwelle einen Propellerschub 8, der in Fig. 1 durch einen Pfeil gekennzeichnet ist. Der Propellerschub 8 ist die Vortriebskraft des Schiffes und wird beispielsweise über ein nicht dargestelltes Schubkraftlager in dem Getriebe 3, weiter über das Gehäuse des Getriebes 3 und über das Drehlager 7 auf den Schiffsrumpf 6 übertragen.
  • Die Antriebsmaschine 2 ist beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein elektrischer Antrieb oder ein Hybridantrieb. Die Antriebsmaschine 2 und das Getriebe 3 sind an einem Verbindungsflansch 4 miteinander verbunden, beispielsweise mittels Schraubverbindungen.
  • Der Schiffsantrieb 1 ist mittels einer Lageranordnung, die aus einer ersten Lagerstelle in Form eines Drehlagers 7, einer zweiten Lagerstelle 11 und aus einer dritten Lagerstelle 12 besteht, in einem Schiffsrumpf 6 befestigt. Die schematische Darstellung in den Figuren zeigt vom Schiffsrumpf 6 jeweils nur die Ausschnitte, an denen die jeweilige Lagerstelle 7, 11 und 12 befestigt ist. Die Befestigung am Schiffsrumpf 6 erfolgt in der Regel an nicht dargestellten Längsträgern die Teil des Schiffsrumpfes 6 sind.
  • Über die drei Lagerstellen 7, 11 und 12 werden alle am Schiffantrieb 1 auftretenden Kräfte und Drehmomente gegenüber dem Schiffsrumpf 6 abgestützt. Die erste Lagerstelle ist als Drehlager 7 ausgestaltet und ermöglicht die Kompensation von Verformungen innerhalb des Schiffsantriebs 1. Das Drehlager 7 gestattet insbesondere rotatorische Verformungen um die Drehachse 10, die horizontal verläuft und orthogonal zur Fahrtrichtung 17 des Schiffes angeordnet ist. Die zweite und dritte Lagerstelle 11 und 12 sind in Fig. 2 aus darstellerischen Gründen um 90 Grad in die Zeichnungsebene verdreht dargestellt. Sie sind jedoch so ausgeführt, dass sie im Wesentlichen vertikal gerichtete Kräfte, wie die Gewichtskraft der Antriebsmaschine 2 und des Getriebes 3 aufnehmen. Die zweite und dritte Lagerstelle 11 und 12 unterstützen die beschriebene Kompensationsfähigkeit von Verformungen dadurch, dass sie Verschiebungen in und gegen die Vorwärtsfahrtrichtung 17 zulassen. Ein Fahrtrichtungspfeil 17 zeigt die Vorwärtsfahrtrichtung des Schiffes an.
  • Das Drehlager 7 umfasst ein starr mit dem Getriebe 3 verbundenes Lagerteil 14, das auch einstückig mit einem Gehäuse des Getriebes 3 ausgeführt sein kann. Die Verbindung des Drehlagers 7 mit dem Schiffsrumpf 6 erfolgt über eine Halterung 13, die in der Ansicht der Fig. 2 zweiteilig dargestellt ist, aber auch einteilig ausgeführt sein kann. Im Kraftfluss zwischen dem Lagerteil 14 und dem Schiffsrumpf 6 ist ein vibrationsabsorbierendes Element 18 angeordnet. Durch dieses vibrationsabsorbierende Element 18 wird die Geräuschentwicklung positiv beeinflusst, d.h. der Lärmpegel gesenkt. Des Weiteren werden störende Vibrationen nahe der Vibrationsquelle, in diesem Fall der Antriebsmaschine 2 reduziert. Beides erhöht den Komfort für die Passagiere und verringert die Belastung anderer Komponenten des Schiffes.
  • Durch die beschriebene Lagerungsanordnung entsteht durch die Gewichtskraft der Antriebsmaschine 2 und des Getriebes 3 ein Biegemoment 9 an dem Verbindungsflansch 4. Dieses Biegemoment 9 belastet die Elemente des Verbindungsflansches 4 und kann durch Schwingungen während der Fahrt des Schiffes noch verstärkt werden. Zusätzlich zu dem durch die Gewichtskraft der Antriebsmaschine 2 und des Getriebes 3 verursachten Biegemoment, kann über die Propellerwelle 5, verursacht durch den Propellerschub 8 ein zusätzliches Drehmoment in das Getriebe 3 eingeleitet werden, welches die Höhe des Biegemomentes 9 im Bereich des Verbindungsflansches beeinflusst. Die Höhe des zusätzlichen Drehmomentes ist jedoch abhängig von der Anordnung der Rotationsachse 15 der Propellerwelle 5 gegenüber der Drehachse 10 des Drehlagers 7. Mit einer Verschiebung der Drehachse 10 gegenüber der Rotationsachse 15 in vertikaler Richtung entlang des gezeichneten Richtungspfeiles 16 verändert sich die Höhe dieses Drehmomentes.
  • Verläuft die Rotationsachse 15 der Propellerwelle 5 entsprechend der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung genau durch die Drehachse 10, so entsteht kein zusätzliches Drehmoment durch den Propellerschub 8 und das Biegemoment 9 am Verbindungsflansch 4 bleibt unbeeinflusst von dem Propellerschub 8. Hier wird die Propellerschubkraft direkt von der Propellerwelle 5 über ein nicht dargestelltes Schubkraftlager in dem Getriebe 3, weiter über das Gehäuse des Getriebes 3 und über das Drehlager 7 auf den Schiffsrumpf 6 übertragen.
  • Gemäß der Erfindung kann die Propellerwelle 5 entlang des vertikalen Richtungspfeils 16 nach oben verschoben werden, sodass die Rotationsachse 15 oberhalb der Drehachse 10 des Drehlagers 7 verläuft. In dieser Anordnung verursacht der Propellerschub 8 ein Drehmoment im Schiffsantrieb 1, das dem Biegemoment 9 am Verbindungsflansch 4 entgegen gerichtet ist und dieses Biegemoment 9 zumindest teilweise kompensiert. Auf diese Weise kann die maximale Belastung auf den Verbindungsflansch 4 in bestimmten Betriebsphasen begrenzt werden.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Schiffsantrieb
    2
    Antriebsmaschine
    3
    Getriebe
    4
    Verbindungsflansch
    5
    Propellerwelle
    6
    Schiffsrumpf
    7
    Drehlager
    8
    Propellerschub
    9
    Biegemoment
    10
    Drehachse
    11
    zweite Lagerstelle
    12
    dritte Lagerstelle
    13
    Halterung
    14
    Lagerteil
    15
    Rotationsachse
    16
    Richtungspfeil
    17
    Fahrtrichtungspfeil
    18
    vibrationsabsorbierendes Element

Claims (8)

  1. Schiffsantrieb (1), umfassend eine Antriebsmaschine (2), ein Getriebe (3), eine durch das Getriebe (3) angetriebene Propellerwelle (5) und eine Lagerungsanordnung, mit der der Schiffsantrieb (1) an einem Schiffsrumpf (6) befestigbar ist, wobei die Antriebsmaschine (2) und das Getriebe (3) mittels eines Verbindungsflansches (4) miteinander verbunden und innerhalb des Schiffsrumpfes (6) angeordnet sind, wobei eine als Drehlager (7) ausgeführte erste Lagerstelle in Bezug auf die Rotationsachse (15) der Propellerwelle (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet dass die Rotationsachse (15) der Propellerwelle (5) oberhalb einer Drehachse (10) des Drehlagers (7) verläuft, und dass die Rotationsachse (15) der Propellerwelle durch einen engen Bereich oberhalb der Drehachse (10) des Drehlagers (7) verläuft, wobei der Abstand zwischen Rotationsachse (15) und Drehachse (10) weniger als 500 mm, bevorzugt weniger als 100 mm beträgt, so dass ein durch den Propellerschub und durch die Gewichtskraft der Antriebsmaschine und des Getriebes verursachtes Biegemoment an dem Verbindungsflansch optimiert ist.
  2. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (10) des Drehlagers (7) im Wesentlichen horizontal verläuft.
  3. Schiffsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager (7) über eine Halterung (13) starr an Längsträgern des Schiffsrumpfes (6) befestigt ist.
  4. Schiffsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lagerteil (14) der ersten Lagerstelle einstückig mit einem Gehäuse des Getriebes ausgeführt sind.
  5. Schiffsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lagerstelle zumindest ein vibrationsabsorbierendes Element (18) aufweist.
  6. Schiffsantrieb nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerungsanordnung genau drei Lagerstellen aufweist, und dass eine zweite Lagerstelle (11) und eine dritte Lagerstelle (12) an der Antriebsmaschine (2) angeordnet sind.
  7. Schiffsantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und die dritte Lagerstelle vibrationsabsorbierende Elemente aufweisen.
  8. Schiff, gekennzeichnet durch einen Schiffsantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche.
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