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Dokumentenidentifikation DE19932873A1 18.01.2001
Titel Schiffsantrieb mit Zweimotoren-Sammelgetriebe
Anmelder A. Friedr. Flender AG, 46395 Bocholt, DE
Erfinder Rasche, Karl, 58455 Witten, DE;
Schäfer, Wilhelm, Dr., 58452 Witten, DE
Vertreter Radünz, I., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 40237 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 16.07.1999
DE-Aktenzeichen 19932873
Offenlegungstag 18.01.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.2001
IPC-Hauptklasse B63H 21/30
Zusammenfassung Es wird ein Schiffsantrieb mit einem Zweimotoren-Sammelgetriebe angegeben, wobei das Getriebe 2 und die Antriebe 1 starr mit dem Schiffsfundament 6 und das Getriebe starr mit den Antrieben verbunden sind. Das Getriebe weist ein eingebautes Drucklager zur Aufnahme und Übertragung des vom Propeller 5 ausgeübten Schubes über die Propellerwellenleitung 12 auf, die durch Traglager 4 positioniert ist. Weiterhin ist das Getriebe 2 mit Schaltkupplungen 3 zum einzelnen Zu- oder Abschalten der Antriebe verbunden. Dabei sind die Antriebe 1 über elastische Elemente 9 und das Getriebe 2 über elastische Auflager 14 und elastische Lagerungen 13, die in einem mit dem Schiffsfundament 6 fest verbundenen separaten Lagerbock 19 integriert und mit an dem Getriebe 2 ausgebildeten Seitenwänden 11 verbunden sind, jeweils separat elastisch gelagert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schiffsantrieb mit einem Zweimotoren-Sammelgetriebe, bei dem das Getriebe starr mit den Antrieben verbunden ist und ein eingebautes Drucklager zur Aufnahme und Übertragung des vom Propeller ausgeübten Schubes über die Propellerwellenleitung aufweist, die durch Traglager positioniert ist, und mit Schaltkupplungen zum einzelnen Zu- oder Abschalten der Antriebe verbunden ist.

Zweimotoren-Sammelgetriebe für Schiffsantriebe sind üblicherweise starr mit dem Getriebefundament eines Schiffes gemäß Fig. 1 verbunden. Als Schiffsantriebe werden vorzugsweise Dieselmotoren 1 verwendet. Dabei sind die Dieselmotoren starr sowohl mit dem Schiffsfundament als auch mit dem Getriebe 2 verbunden, welches ein eingebautes Drucklager zur Aufnahme und Übertragung des Propellerschubes aufweist. Weiterhin sind Schaltkupplungen 3 vorgesehen, so daß die Dieselmotoren einzeln zu- oder abschaltbar sind. Die Propellerwellenleitung 12 mit dem Propeller 5 an dem einen Ende wird durch Traglager 4 positioniert.

Bei den derzeitigen Fahrgastschiffen, wie Kreuzfahrtschiffen und Fähren, werden die Dieselmotoren 1 bereits elastisch aufgestellt. Darüber hinaus werden insbesondere bei Marineschiffen aus Gründen der hohen Anforderungen an niedrigen Körperschall wegen der möglichen SONAR-Erfassung dieser Schiffe auch die Getriebe 2 elastisch aufgestellt (Fig. 2). Die Dieselmotoren 1 und das Getriebe 2 sind dabei auf einer elastisch aufgestellten gemeinsamen Plattform 10 angeordnet. Die zugehörigen elastischen Elemente 9 sind lediglich symbolisch dargestellt. Das starr aufgestellte Drucklager 7 auf dem Schiffsfundament 6 überträgt sicher den Propellerschub, und eine spezielle Verlagerungskupplung 8 übernimmt sowohl die Übertragung des Drehmomentes vom Getriebe 2 auf den Propeller 5 als auch die erforderliche Körperschallreduzierung vom Getriebe zur Propellerwellenleitung 12.

Die Ausführung solcher Schiffsantriebe weist den Nachteil auf, daß die Dieselmotoren und die Getriebe zwar elastisch zur Reduzierung der Körperschallabstrahlung gelagert sind, aber diese Körperschallabstrahlung über die Propellerwellenleitung in den Schiffskörper gelangt oder als sogenannter Wasserschall leicht zu identifizieren ist. Bekanntlich ist durch die SONAR-Ortung feststellbar, um welche Schiffsklasse und um welches Schiff aus dieser Klasse es sich handelt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zweimotoren-Sammelgetriebe zu schaffen, das die Körperschallabstrahlung im wesentlichen eliminiert, wobei außerdem das Getriebe kürzer bauen und insgesamt weniger kostenaufwendig sein soll.

Die Aufgabe wird gattungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Als besonders vorteilhaft hat dabei zu gelten, daß durch die Anordnung von elastischen Elementen in Höhe der Propellerwellenmittellinie kein schädliches Kippmoment auf das Drucklager und die Zahneingriffe wirksam wird. Außerdem kann das Getriebe auf den idealen drei Punkten aufgestellt werden. Weiterhin kann die elastische Lagerung von Motoren und Getriebe jeweils für sich separat akustisch optimal hinsichtlich der zu berücksichtigenden Körperschallaspekte gewählt werden. Darüber hinaus kann die drehmomentabstützende elastische Lagerung noch fein eingestellt und durch hydraulische oder ähnliche Hilfen zur Positionierung des Getriebes bei verschiedenen Lastzuständen im Fahrbetrieb auf Position gehalten werden. Ferner kann ein kürzerer erforderlicher Maschinenraum realisiert werden, indem die bisher übliche teurere Lösung mit dem separaten Drucklager und der Verlagerungskupplung entfallen kann. Zusätzlich kann die gefundene Lösung auch für andere Einsatzfälle im kommerziellen Schiffbau verwendet werden, beispielsweise bei systemkritischen Anwendungen wie bei schnellen Schiffen mit WATERJET- Anlagen.

Weitere Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Zweimotoren-Sammelgetriebes mit elastischer Lagerung nach der Erfindung in Draufsicht in verkleinertem Maßstab;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Zweimotoren-Sammelgetriebes mit elastischer Lagerung nach der Erfindung in Seitenansicht in verkleinertem Maßstab und

Fig. 5 eine herkömmliche elastische Lagerung im Schnitt.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht einen Schiffsantrieb, vorzugsweise mit zwei parallel angeordneten Dieselmotoren 1, die jeweils über eine Schaltkupplung 3 mit einem Getriebe 2 starr verbunden sind. Das Getriebe 2 ist mit der Propellerwellenleitung 12 verbunden, die auf Traglager 4 positioniert ist. An dem einen Ende der Propellerwellenleitung ist ein Propeller 5 angeordnet, der als Verstellpropeller dargestellt ist, während das andere Ende in das Getriebe 2 geführt ist.

Weiterhin ist eine elastische Lagerung 13 gezeigt, die mit einer am Getriebe 2 ausgebildeten Seitenwand 11 verbunden ist.

In Fig. 4 ist in Seitenansicht ein Dieselmotor 1 gezeigt, der über eine elastische Lagerung 9 separat mit einem Schiffsfundament 6 starr verbunden ist. Das Getriebe 2 ist auf der Motorseite über elastische Auflager 14 ebenfalls mit dem Schiffsfundament 6 starr verbunden. Weiterhin ist das Getriebe 2 auf der Propellerseite über eine elastische Lagerung 13 so mit dem Schiffsfundament 6 verbunden, daß die elastische Lagerung auf der Ebene der Propellerwellenmitte angehoben ist. Dabei ist die elastische Lagerung 13 in einem mit dem Schiffsfundament 6 fest verbundenen separaten Lagerbock 19 (Fig. 5) integriert und mit am Getriebe 2 ausgebildeten Seitenwänden 11 verbunden. Die Seitenwände 11 sind beidseitig des im Getriebe 2 integrierten Drucklagers angeordnet, wodurch das Getriebe einerseits an diesen Seitenwänden angehängt ist und zum anderen sich zur Motorseite hin auf den weiteren zwei elastischen Auflagern 14 abstützt. Die zur Motorseite hin angeordneten elastischen Auflager 14 nehmen das Getriebegewicht und die vom Drehmoment herrührenden Kräfte auf, so daß die Körperschalleinleitung vom Getriebe 2 in das Schiffsfundament 6 ganz wesentlich reduziert wird. In Fig. 5 sind Einzelheiten einer herkömmlichen elastischen Lagerung 13 gezeigt. Dabei besteht die in dem Lagerbock 19 integrierte elastischen Lagerung 13 im wesentlichen aus einer konzentrischen Gummihülsenfeder 18, die wiederum in eine Stahlbuchse 15 einvulkanisiert ist. Ein an der Seitenwand 11 des Getriebes befestigter Bolzen 16 steht mit der elastischen Lagerung in Eingriff. Durch eine Schraube 20 wird die elastische Lagerung 13 auf dem Bolzen 16 axial fixiert. Außerdem sind elastische Ringelemente 21, vorzugsweise aus Hartgummi, zwischen der Seitenwand 11 und dem Lagerbock 19 angeordnet. Die elastischen Ringelemente 21 gewährleisten gemeinsam mit den Gummihülsenfedern 18 die Körperschallreduzierung vom Getriebe 2 zum Lagerbock 19.

Der Lagerbock 19 ist starr mit dem Schiffsfundament 6 verbunden. Die den Propellerschub übernehmenden Bolzen 16 sind in Höhe der Getriebeabtriebswelle 22 angeordnet, um ein Kippmoment des Getriebes zu vermeiden.

Mit der bevorzugten Ausführung ist ein wichtiger Körperschalleffekt eliminiert, und zwar insofern, als die Dieselmotoren 1 separat elastisch aufgestellt und die Ausführung der elastischen Aufstellung auf die Frequenzlage des Dieselmotors abstimmbar ist. Dabei ist das Getriebe ebenfalls separat elastisch aufgestellt, so daß die Ausführung der elastischen Aufstellung auf die Frequenzlage des Getriebes mit den wesentlich höheren Frequenzen im Vergleich zum Dieselmotor einstellbar ist. Aufgrund der jeweils separaten elastischen Lagerung der jeweiligen Dieselmotoren und des Getriebes mit der möglichen Abstimmung der elastischen Aufstellung auf die Frequenzlage der Dieselmotoren und des Getriebes ergibt sich eine akustische Entlopplungs oder die Möglichkeit einer Feinabstimmung, die nunmehr gegenüber früheren konstruktiven Ausführungen von Schiffsantrieben mit Zweimotoren-Sammelgetrieben in vorteilhafter Weise erreicht werden kann.

Ein lediglich separat aufgestelltes Zweimotoren-Sammelgetriebe mit eingebautem Drucklager würde bei elastischer Aufstellung technisch gesehen kippen. Der Propellerschub, der ein mehrfaches des Getriebegewichts beträgt, wird aufgrund des Hebelarms von der Propellerwellenmitte zur Getriebeauflage mit dem daraus resultierenden Kippmoment das Getriebe zu den Motoren hin kippen lassen. Das hätte zur Folge, daß das integrierte Drucklager des Getriebes wegen örtlicher Überbelastung, zerstört werden kann und die Verzahnungseingriffe auch stark beeinflußt werden können bis hin zu extremen Eckenträgern mit ebenfalls möglichen Verzahnungsschäden.

Gemäß dem vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird das Kippmoment auf das Getriebe vermieden, und zwar dadurch, daß die elastische Lagerung 13 auf die Ebene der Propellerwellenmitte angehoben wird. Der Propellerschub wird dabei ohne Biegehebelarm vom Getriebe 2 auf den vorteilhafterweise ausgebildeten Lagerbock 19 übertragen, der wiederum starr mit dem Schiffsfundament 6 verbunden ist. Die Seitenwände 11 sind beidseitig des integrierten Drucklagers des Getriebes so angeordnet, daß das Getriebe einerseits an den Seitenwänden 11 angehängt ist und zum anderen zur Motorseite hin sich durch weitere zwei elastische Auflager 14 so abstützt, daß die aus dem Drehmoment sich ergebenden Lagerkräfte und die Gewichtskräfte abgefangen werden. Die elastischen Auflager 14 können noch fein eingestellt werden, so daß sich unter Drehmomentbelastung keine Lageveränderungen des Getriebes 2 ergeben. Damit ist das Getriebe auf den idealen drei Punkten solide aufgestellt und ausgerichtet und unterliegt somit keinen Einflüssen aus einer Verwindung des Schiffskörpers.


Anspruch[de]
  1. 1. Schiffsantrieb mit einem Zweimotoren-Sammelgetriebe, wobei das Getriebe (2) und die Antriebe (1) starr mit dem Schiffsfundament (6) und das Getriebe starr mit den Antrieben verbunden sind und das Getriebe ein eingebautes Drucklager zur Aufnahme und Übertragung des vom Propeller (5) ausgeübten Schubes über die Propellerwellenleitung (12) aufweist, die durch Traglager (4) positioniert ist, und mit Schaltkupplungen (3) zum einzelnen Zu- oder Abschalten der Antriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (1) über elastische Elemente (9) und das Getriebe (2) über elastische Auflager (14) und elastische Lagerungen (13), integriert in einem mit dem Schiffsfundament (6) fest verbundenen separaten Lagerbock (19) und mit an dem Getriebe (2) ausgebildeten Seitenwänden (11) verbunden, jeweils separat elastisch gelagert sind.
  2. 2. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Aufstellung von Antrieben (1) und Getriebe (2) jeweils für sich separat akustisch hinsichtlich hervorgerufener Körperschalleffekte wahlweise feinabgestimmt ist.
  3. 3. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Lagerungen (13) in Höhe der Mittellinie der Propellerwellenleitung (12) so angeordnet sind, daß ein auf das in dem Getriebe (2) integrierte Drucklager und auf die in dem Getriebe angeordneten Zahneingriffe wirkendes schädliches Kippmoment verhindert wird.
  4. 4. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (2) über die elastischen Auflager (12) und die elastischen Lagerungen (13) auf den idealen drei Punkten aufgestellt ist.
  5. 5. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Auflager (14) als drehmomentabstützende Auflager ausgebildet und feinabgestimmt sind und daß hydraulische oder ähnliche Hilfen zum Einstellen und Halten des Getriebes (2) bei verschiedenen Lastzuständen im Fahrbetrieb auf "Position" angeordnet sind.
  6. 6. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung im kommerziellen und marinegebundenen Schiffbau bei systemkritischen Anwendungen bei schnellen Schiffen.






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