Schiffsgetriebe

Abstract

 Schiffsgetriebe mit einer Antriebswelle (12), die sich entlang einer Antriebswellenachse (A) erstreckt und zum Verbinden mit einem Schiffsmotor ausgebildet ist, einer Abtriebswelle (14), die zum Bereitstellen eines Drehmoments an einen Propeller ausgebildet ist und gegenüber der Antriebswelle (12) eine Untersetzung aufweist, einem Gehäuse (16), das die Antriebswelle (12) und die Abtriebswelle (14) zumindest teilweise umgibt, einer Nebenabtriebswelle (30), die in einem Drehmomentabzweigzapfen (32) aus dem Gehäuse (16) ragt und auf der ein Nebenabtriebs-Zahnrad (34), das im Drehmomentpfad hinter der Antriebswelle (12) liegt, angeordnet ist, und einem elektrischen Generator (18), der einen Rotor (36) aufweist, der mit dem Drehmomentabzweigzapfen (32) formschlüssig gekoppelt ist, wobei der Rotor (36) koaxial zur Nebenabtriebswelle (30) verläuft und mechanisch bestimmt an dem Drehmomentabzweigzapfen (32) gelagert ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schiffsgetriebe mit (a) einer Antriebswelle, die sich entlang einer Antriebswellenachse erstreckt und zum Verbinden mit einem Schiffsmotor ausgebildet ist, (b) einer Abtriebswelle, die zum Bereitstellen eines Drehmoments an einem Propeller ausgebildet ist und gegenüber der Antriebswelle eine Untersetzung aufweist, (c) einem Gehäuse, das die Antriebswelle und die Abtriebswelle zumindest teilweise umgibt, und (d) einer Nebenabtriebswelle, die in einem Drehmomentabzweigzapfen aus dem Gehäuse ragt und auf der ein Nebenabtriebs-Zahnrad, das im Drehmomentpfad hinter der Antriebswelle liegt, angeordnet ist. Ein derartiges Schiffsgetriebe ist aus der DE 1 945 797 A oder der DE 10 2008 018 703 A1 bekannt.

[0002] Schiffsgetriebe sind zum Verbinden mit einem Haupt-Motor eines Schiffes ausgebildet, von wo aus sie ein Drehmoment beziehen, das sie in gewandelter Form an einen Propeller des Schiffes weiterleiten. Um elektrische Aggregate des Schiffs mit Strom zu versorgen, ist bekannt, an einem Teil des Getriebes einen Drehmoment zu einem elektrischen Generator zu leiten, der Strom für das Bordnetz bereitstellt.

[0003] Der Nachteil bei bekannten Schiffsgetrieben ist, dass es an der Koppelstelle zwischen Generator und dem Drehmomentabzweigzapfen relativ hohen Verschleiß zeigt.

[0004] Aus der FR 894 621 A ist eine Dampfturbine bekannt, bei der ein Rotor eines Generators fest mit der Turbinenwelle verbunden ist und die Verbindungsstelle zwischen Rotor und Turbinenwelle die Lagerung des Rotors bezüglich einer Seite darstellt.

[0005] Aus der US 3,635,048 A ist eine Zahnradkupplung bekannt, die zwei Zahnräder umfasst und bei der Öl von einer Gehäuseseite der Zahnradkupplung durch den Bereich zwischen den Zahnrädern auf die andere Gehäuseseite der Zahnradkupplung geleitet wird.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verschleiß an der Koppelstelle zwischen Generator und dem Drehmomentabzweigzapfen zu vermindern. Die Erfindung löst das Problem durch ein Schiffsgetriebe gemäß Anspruch 1.

[0007] Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass der Rotor mechanisch bestimmt und nicht wie bei Lösungen aus dem Stand der Technik mechanisch überbestimmt gelagert ist. So kann der Rotor ein Lager, beispielsweise ein Wälzlager, aufweisen, das an einer Seite des Rotors angreift. An der gegenüberliegenden Seite ist der Rotor am Drehmomentabzweigzapfen gelagert, ohne dass an diesem Ende ein weiteres Lager vorgesehen wäre.

[0008] Es ist ein weiterer Vorteil, dass dadurch, dass der Rotor an dem Drehmomentabzweigzapfen direkt gelagert ist, der Bauraum für ein weiteres Lager gespart wird, was den benötigten Bauraum reduziert.

[0009] Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist der geringere Verschleiß. Dadurch, dass der Generator wegen der direkten Lagerung am Drehmomentabzweigzapfen weniger lang auskragt, ist der Generator weniger anfällig für Schwingungen. Im Betrieb schwingen Schiffsgetriebe ständig, da sie in der Regel ein Fundament mit einem Schiffsdiesel teilen. Diese Schwingung überträgt sich auf den Generator, dessen freies Ende relativ zum Gehäuse des Schiffgetriebes schwingt. Diese Schwingung pflanzt sich bis zu der Verbindungsstelle zwischen Nebenabtriebswelle und Rotor fort, so dass an den Kontaktstellen zwischen beiden Verschleiß entstehen kann. Je weniger lang der elektrische Generator vom Gehäuse des Schiffsgetriebes auskragt, desto geringer ist die Amplitude dieser Schwingung an der Verbindungsstelle und desto geringer ist entsprechend der Verschleiß.

[0010] Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Schiffsgetriebe insbesondere ein Getriebe verstanden, mit dem ein Crash-Stop-Manöver mehrfach durchführbar ist, wobei unter einem Crash-Stop-Manöver ein Manöver verstanden wird, bei dem bei voller Fahrt voraus mit dem Nenn-Drehmoment das Negative des Nenn-Drehmoments angelegt werden kann..

[0011] Der elektrische Generator ist vorzugsweise trennbar an dem Gehäuse befestigt. Beispielsweise besitzt der Generator ein Generatorgehäuse, mit dem er am Gehäuse des Schiffsgetriebes formschlüssig angebracht, beispielsweise verschraubt, ist. Das erlaubt es, den Generator rasch auszutauschen. Es ist des Weiteren möglich, das Schiffsgetriebe ohne den Generator zu betreiben und später mit dem Generator nachzurüsten.

[0012] Vorzugsweise ist der elektrische Generator formschlüssig mittels einer formschlüssigen Verbindung wie z. B. Vielkeilwelle, Passfeder, Kerbverzahnung oder Zahnwelle mit der Nebenabtriebswelle verbunden. Eine derartige formschlüssige Verbindung ist besonders robust und widerstandsfähig gegen Vibrationen.

[0013] Bevorzugt ist der elektrische Generator so ausgebildet, dass er auch als Elektromotor betreibbar ist, insbesondere ist der Generator so ausgebildet, dass er als Asynchronmotor betreibbar ist.

[0014] Günstig ist es, wenn das Nebenabtriebszahnrad bezüglich der Antriebswelle übersetzt ist. In diesem Fall ist die Verwendung eines Generators in Form eines Asynchron-Generators besonders günstig. Synchron-Generatoren haben bei gleicher Nennleistung einen kleineren Bauraum, so dass zunächst zu erwarten wäre, dass die Verwendung eines Synchron-Generators bzw. Synchronmotors günstiger ist. Wenn das Nebenabtriebs-Zahnrad bezüglich der Antriebswelle übersetzt ist, das heißt, dass es schneller dreht als die Antriebswelle, ist jedoch mit einem Asynchron-Generator im gleichen oder kleineren Bauraum wie bei einem Synchron-Generator die gleiche Leistung abzweigbar. Es tritt der zusätzliche Vorteil auf, dass bei hohen Drehzahlen bei einem Synchron-Generator höhere Spannungen als bei einem Asynchron-Generator auftreten. Sich stark ändernde Spannungen bedingen aber einen hohen Aufwand bei der Weiterverarbeitung des elektrischen Stroms, so dass die Kombination aus Übersetzung und Verwendung eines asynchronen Generators besonders vorteilhaft ist.

[0015] Besonders günstig ist es, wenn die Antriebswelle mit einem Übersetzungsverhältnis von zumindest 1 zu 1,5 mit dem Drehmomentabzweigzapfen gekoppelt ist, wobei das Übersetzungsverhältnis bevorzugt kleiner ist als 1 zu 3. In anderen Worten macht der Drehmomentzapfen für jede Umdrehung der Antriebswelle zumindest 1,5 Umdrehungen, bzw. höchstens 3 Umdrehungen.

[0016] Besonders günstig ist ein Übersetzungsverhältnis zwischen 2 und 2,4. Bei den angegebenen Übersetzungsverhältnissen kann der Generator gut als Antrieb verwendet werden. Elektrische Generatoren bzw. Motoren haben bei gleicher Nenn-Leistung einen besonders kleinen Bauraum, je höher ihre Nenndrehzahl ist. Je größer das Übersetzungsverhältnis, umso günstiger ist das für die Verwendung des Generators als Hilfsantrieb. Je kleiner das Übersetzungsverhältnis, desto günstiger ist es für die Verwendung der Generators zur Erzeugung elektrischer Energie. Das angegebene Übersetzungsverhältnis-Intervall hat sich als optimaler Kompromiss herausgestellt.

[0017] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schiffsgetriebe ein Wendegetriebe. Das heißt, dass alle Über- bzw. Untersetzungen in beide Drehrichtungen gleich realisiert werden können. Das ist besonders vorteilhaft, wenn ein Schiff wie in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen zwei Festpropeller aufweist. Diese Festpropeller müssen stets gegeneinander drehen, wobei der Schiffsdiesel stets nur in eine Richtung dreht. Es ist daher möglich, mit zwei baugleichen Schiffsgetrieben die beiden Propeller anzutreiben.

[0018] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rotor in einer Verbindungsstelle mit der Nebenabtriebswelle verbunden und die Nebenabtriebswelle weist einen Ölkanal auf, durch den Öl in eine Umgebung der Verbindungsstelle leitbar ist. Beispielsweise ist der Ölkanal durch eine Längsbohrung zentrisch durch die Nebenabtriebswelle gebildet. Es ist dann möglich, durch diesen Ölkanal Öl vom Inneren des Gehäuses an ein vom Gehäuse beanstandetes, freies Ende des Drehmomentabzweigzapfens zu leiten, so dass das dort austretende Öl die Verbindungsstelle zwischen Rotor und Nebenabtriebswelle schmiert.

[0019] Besonders bevorzugt umfasst der Rotor die Nebenabtriebswelle an ihrem Zapfen-Ende so, dass aus dem Ölkanal der Nebenabtriebswelle austretendes Öl vom Zapfen-Ende wegleitbar ist. In anderen Worten fließt das Öl, nachdem es aus dem Ölkanal ausgetreten ist, in Richtung Gehäuse, wo es durch eine Öleinlassöffnung in das Gehäuse zurück gelangt. Auf diese Weise ist es möglich, die ohnehin vorhandene Ölversorgung des Getriebes zum Schmieren der Verbindungsstelle zu nutzen.

[0020] Vorzugsweise besitzt der Generator ein Gehäuse und eine Wellendichtung, mittels der ein Eindringen von aus dem Ölkanal austretendem Öl in das Gehäuse verhinderbar ist. Das stellt sicher, dass die elektrischen Komponenten des Generators nicht durch Öl beschädigt werden können.

[0021] Bevorzugt besitzt das Schiffsgetriebe (a) ein auf der Antriebswelle angeordnetes Antriebswellen-Zahnrad, (b) eine erste Ritzelwelle, die sich koaxial zur Antriebswelle erstreckt und auf der ein erstes Ritzel angeordnet ist, und (c) eine zweite Ritzelwelle, die sich parallel zur Antriebswelle erstreckt und auf der ein Ritzelwellenzahnrad, das mit dem Antriebswellenzahnrad kämmt, und ein zweites Ritzel angeordnet sind, wobei (d) auf der Antriebswelle ein Stirnrad angeordnet ist, dass mit dem ersten Ritzel und dem zweiten Ritzel kämmt. Günstig ist es, wenn das Nebenabtriebszahnrad mit einem Nebenantriebszahnrad kämmt, wobei das Nebenabtriebszahnrad auf der ersten Ritzelwelle oder der zweiten Ritzelwelle angeordnet ist. Es ergibt sich dann ein besonders einfach aufgebautes Schiffsgetriebe.

[0022] Günstig ist es, wenn auf der Antriebswelle eine schaltbare Antriebswellenkupplung angeordnet ist, mittels der das Antriebswellenzahnrad drehfest mit der ersten Ritzelwelle verbindbar ist. Günstig es zudem, wenn diese Antriebswellenkupplung eine hydraulisch schaltbare Lamellenkupplung ist.

[0023] Es ist möglich, dass beispielsweise das Antriebswellenzahnrad und/oder das Ritzelwellenzahnrad als Verzahnung eines Außengehäuses der Antriebswellenkupplung ausgebildet sind.

[0024] Vorzugsweise ist auf der zweiten Ritzelwelle eine hydraulisch schaltbare Ritzelwellenkupplung angeordnet, mittels der das Ritzelwellenzahnrad drehfest mit der zweiten Ritzelwelle verbindbar ist.

[0025] Zur Ansteuerung der Antriebswellenkupplung und der Ritzewellenkupplung ist es günstig, wenn eine elektrische Ansteuereinheit vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, dass die Antriebswellenkupplung und die Ritzelwellenkupplung so geschaltet werden können, dass stets höchstens eine der beiden eine drehfeste Verbindung herstellt.

[0026] Vorzugsweise besitzt das Schiffsgetriebe (i) eine Zwischenwelle, auf der ein Stirnrad und ein Kegelritzel angeordnet sind, (ii) ein auf der Antriebswelle angeordnetes Antriebswellenzahnrad, (iii) eine erste Ritzelwelle, die sich koaxial zur Antriebswelle erstreckt und auf der ein erstes Ritzel angeordnet ist, und (iv) eine zweite Ritzewelle, die sich parallel zur Antriebswelle erstreckt und auf der ein Ritzelwellenzahnrad, das mit dem Antriebswellenzahnrad kämmt, und ein zweites Ritzel angeordnet sind, wobei das erste Ritzel und das zweite Ritzel mit dem Stirnrad kämmen und auf der Abtriebswelle ein Tellerrad angeordnet ist, das mit dem Kegelritzel einen Kegeltrieb bildet. Ein derartiges Schiffsgetriebe ist besonders gut für einen Z-Antrieb geeignet, die beispielsweise bei Yachten verwendet werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Abtriebswelle entlang einer Abtriebswellenachse, die unter einem Winkel von mehr als 75° zur Antriebswellenachse verläuft.

[0027] Günstig ist es, wenn der Generator eine Nenn-Leistung zwischen 50 und 150 Kilowatt hat. Eine Nenn-Leistung des Schiffsgetriebes kann dann beispielsweise 8- bis 12-mal größer sein als die Nennleistung des Generators.

[0028] Erfindungsgemäß ist zudem ein Schiffsantrieb mit einem Dieselmotor, einem erfindungsgemäßen Schiffsgetriebe, dessen Antriebswelle mit dem Dieselmotor verbunden ist, und einem Festpropeller, der mittels der Abtriebswelle antreibbar angeordnet ist bzw. mit der Abtriebswelle zumindest mittelbar gekoppelt ist. Günstig ist, wenn dieser Schiffsantrieb einen Umrichter zum Ändern einer Frequenz des vom Generator abgegebenen Stroms aufweist. Dieser Umrichter kann insbesondere auch als Gleichrichter fungieren, so dass ein Batteriesalz als Energiespeicher aufladbar ist. Günstig ist es, wenn das Schiffsgetriebe kupplungsfrei mit dem Schiffsantrieb verbunden ist, da sich so ein geringer Bauraumbedarf ergibt.

[0029] Vorzugsweise besitzt der Schiffsantrieb einen elektrischen Energiespeicher in Form zumindest eines Akkumulators, der so mit dem Umrichter verbunden ist, dass er vom Generator aufladbar ist. Der Gleichrichter kann dann als Wechselrichter wirken, so dass der Generator so mit elektrischem Strom einer vorgebbaren Spannung und Frequenz beaufschlagbar ist, dass ein vorgegebenes Drehmoment auf eine Abtriebswelle aufgebracht wird. Vorzugsweise ist das Schiffsgetriebe so ausgebildet, dass die Antriebswellenachse in Einbaulage des Schiffsgetriebes im Wesentlichen horizontal verläuft.

[0030] Im Folgenden wird die Erfindung anhand exemplarischer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Figur 1

eine dreidimensionale Außenansicht eines erfindungsgemäßen Schiffsgetriebes,

Figur 2

eine schematische Ansicht einer zweiten dreidimensionalen Ansicht des Schiffsgetriebes gemäß Figur 1,

Figur 3

eine schematische dreidimensionale Ansicht der Wellen und Zahnräder sowie des Schiffsgetriebes,

Figur 4

in seiner Teilfigur 4a einen Schnitt durch die Verbindungsstelle zwischen Nebenabtriebswelle und in seiner Teilfigur 4b das Detail gemäß Ausschnitt K der Teilfigur 4a,

Figur 5

eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiffsgetriebes für einen Z-Antrieb und

Figur 6

eine Teil-Schnittansicht.

[0031] Figur 1 zeigt eine Außenansicht eines erfindungsgemäßen Schiffsgetriebes 10 mit einer Antriebswelle 12, die sich entlang einer Antriebswellenachse A erstreckt und zum Verbinden mit einem nicht eingezeichneten Schiffsmotor, beispielsweise in Form eines Dieselmotors, ausgebildet ist.

[0032] Das Schiffsgetriebe 10 besitzt zudem eine Abtriebswelle 14, die gegenüber der Antriebswelle 12 eine Untersetzung von beispielsweise 1 zu 1,5 bis 1 zu 8 aufweist. Die Antriebswelle12 und die Abtriebswelle 14 sind von einem Gehäuse 16 zumindest teilweise umgeben, an dem ein Generator 18 angeflanscht ist.

[0033] Figur 2 zeigt das Schiffsgetriebe 10 in einer anderen Perspektive. Schematisch ist eine elektrische Verbindung 20 zwischen dem Generator 18 und einem ebenfalls schematisch eingezeichneten Umrichter 22 eingezeichnet. Der Umrichter 22 enthält Leistungselektronik, zum Beispiel in Form von Thyristoren, um aus dem vom Generator 18 gelieferten Wechselstrom eine Gleichspannung zu erzeugen, um damit Akkumulatoren 24 zu laden. Ebenfalls kann Strom in das vorhandene Bordnetz abgegeben werden. Durch den Umrichter kann hierbei die erzeugte Frequenz bei beliebigen Drehzahlen auf die Frequenz des Bordnetzes angepasst werden. Der Umrichter 22 ist zudem dazu ausgebildet, um elektrischen Strom, der von den Akkumulatoren 24 entnommen wird, wechselzurichten, so dass der Generator 18 als Asynchron-Elektromotor als Antrieb fungiert. Dabei ist ein besonders vorteilhafter Langsamfahrbetrieb möglich, da kontinuierlich der Drehzahlbereich voraus- und rückwärts durchfahren werden kann. Es ist jedoch nicht notwendig, dass der Generator auf dem Prinzip des asynchronen Motors basiert, denkbar ist auch, dass es sich um einen synchronen Motor handelt. Figur 2 zeigt zudem extern angeordnete Ölleitungen 26 sowie einen Ölfilter 28, mittels dem im Gehäuse 16 vorhandenes Öl beim Betrieb des Schiffsgetriebes kontinuierlich gereinigt werden kann.

[0034] Figur 3 zeigt das Schiffsgetriebe 10 ohne Gehäuse. Es ist zu erkennen, dass das Schiffsgetriebe eine Nebenabtriebswelle 30 aufweist. Die Nebenabtriebswelle 30 steht in einem Drehmomentabzweigzapfen 32 über das nicht eingezeichnete Gehäuse hinaus, ein auf der Nebenabtriebswelle 30 angeordnetes Nebenabtriebs-Zahnrad 34 ist vom Gehäuse mit umschlossen.

[0035] Der Generator 18 besitzt einen Rotor 36, der koaxial zur Nebenabtriebswelle 30 verläuft und mit dieser formschlüssig gekoppelt ist. Schematisch ist ein Lager 38 eingezeichnet, das beispielsweise ein Wälzlager sein kann, mittels dem der Rotor 36 an einem Ende an einem Generatorgehäuse 40 gelagert ist. Auf der dem Lager 38 gegenüberliegenden Seite ist der Rotor 36 an der Nebenabtriebswelle 30 gelagert, als das einzige Lager auf dieser Seite des Rotors 36 darstellt.

[0036] Das Schiffsgetriebe besitzt auf der Antriebswelle 12 ein Antriebswellenzahnrad 42 und eine erste Ritzelwelle 44, die sich koaxial zur Antriebswelle 12 erstreckt und auf der ein erstes Ritzel 46 angeordnet ist. Das Schiffsgetriebe umfasst zudem eine zweite Ritzelwelle 48, die sich parallel zur Antriebswelle 12 erstreckt und auf der ein Ritzelwellenzahnrad 50 angeordnet ist, das mit dem Antriebswellenzahnrad 42 kämmt. Auf der zweiten Ritzelwelle 48 ist zudem ein zweites Ritzel 52 angeordnet, das wie das erste Ritzel 46 mit einem Stirnrad 54 auf der Abtriebswelle 14 kämmt.

[0037] Das Ritzelwellenzahnrad 50 und das Antriebswellenzahnrad 42 sind über in Figur 6 gezeigte Antriebswellenkupplungen mit der zweiten Ritzelwelle 48 bzw. der Antriebswelle 12 schaltbar verbunden. Bei den Antriebswellenkupplungen handelt es sich im vorliegenden Fall um hydraulisch schaltbare Lamellenkupplungen. Ist die zum Antriebswellenzahnrad 42 gehörige Antriebswellenkupplung geschlossen, so führt eine Drehung der Antriebswelle 12 mit einer Antriebs-Kreisfrequenz ω_A zu einer Drehung der Antriebswelle 14 um eine Abtriebswellenachse Z mit der Abtriebs-Kreisfrequenz ω_z, die betragsmäßig kleiner ist als die Antriebs-Kreisfrequenz ω_A. In diesem Fall ist die zum Ritzelwellenzahnrad 50 gehörige Antriebswellenkupplung geöffnet und das zweite Ritzel 52 wird vom Stirnrad 54 gedreht. Da es auf der gleichen Welle sitzt, wird auf diese Weise auf ein Nebenabtriebs-Antriebszahnrad 56 mit der Antriebs-Kreisfrequenz ω_A gedreht. Daraus resultiert eine Nebenabtriebs-Kreisfrequenz ω_N des Nebenabtriebs-Zahnrades 34, die betragsmäßig größer ist als die Antriebs-Kreisfrequenz ω_A. Durch Öffnen der geschlossenen Antriebswellenkupplung und durch Schließen der geöffneten Antriebswellenkupplung wird die Drehrichtung der Abtriebswelle 14 bei gleich bleibendem Betrag der Abtriebs-Kreisfrequenz umgekehrt.

[0038] Figur 4a zeigt eine Schnittansicht bezüglich der Ebene E in Figur 3. Es ist zu erkennen, dass die zweite Ritzelwelle 48 in einem Wälzlager 57 am Gehäuse 16 gelagert ist und mit dem Nebenabtriebs-Zahnrad 34 kämmt. Die Nebenabtriebswelle 30 ist in einem Lager 70 am Gehäuse 16 gelagert und ragt im Drehmomentabzweigzapfen 32 über das Gehäuse 16 hinaus. Das Generatorgehäuse 40 ist mittels Schrauben 58 und 60.1, 60.2 am Gehäuse befestigt.

[0039] Der Rotor 36 des Generators 18 ist in einer Verbindungsstelle 62 mit dem Drehmomentabzweigzapfen 32 mit einer Vielkeilverbindung formschlüssig verbunden. Die Nebenabtriebswelle 30 besitzt einen Ölkanal 64, über den Öl aus dem Inneren des Gehäuses 16 in die Umgebung der Verbindungsstelle 62 geleitet wird. Dazu wird das Öl mittels einer nicht eingezeichneten Ölpumpe, beispielsweise einer Zahnradpumpe, auf den Ölkanal 64 zu gefördert. Das Öl tritt aus dem Ölkanal 64 in einem Zapfen-Ende 66 aus und strömt dann entlang der Verbindungsstelle 62 auf das Gehäuse 16 zu. Der Rotor 36 umfasst die Nebenabtriebswelle 30 an ihrem Zapfen-Ende 66, so dass das Öl im Bereich des Zapfen-Endes 66 weder radial nach außen noch axial vom Gehäuse 16 weg fließen kann, sondern an der Außenseite des Drehmomentabzweigzapfens 32 axial in Richtung Gehäuse 16 fließt.

[0040] Figur 4b zeigt den Ausschnitt K in einer Vergrößerung. Es ist zu erkennen, dass an einem dem Gehäuse 16 zugewandten Rotor-Ende des Rotors 36 eine Wellendichtung 68 angeordnet ist, die verhindert, dass Öl in das Generatorgehäuse 40 eindringen kann und bewirkt, dass das Öl durch das Lager 70 (vgl. Figur 4a) zurück in das Gehäuse 16 gelangt.

[0041] Figur 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schiffsgetriebes mit der Antriebswelle 12, der Abtriebswelle 14, einem nicht eingezeichneten Gehäuse, dem Generator 18 und den oben beschriebenen Wellen und Zahnrädern. Anders als bei der oben beschriebenen Lösung sitzt das Stirnrad 54 nicht auf der Abtriebswelle, sondern auf einer Zwischenwelle 72, auf der des Weiteren ein Kegelritzel 74 angebracht ist. Das Kegelritzel 74 bildet mit einem Stirnrad 76, das auf der Antriebswelle 14 befestigt ist, einen Kegeltrieb. Die Abtriebswelle 14 erstreckt sich entlang einer Abtriebswellenachse Z, die im vorliegenden Fall unter einem rechten Winkel (α = 90°) zur Antriebswellenachse A verläuft.

[0042] Figur 6 zeigt einen Längsschnitt durch die Antriebswelle 12. Es ist zu erkennen, dass das Antriebswellenzahnrad 42 mit einer Antriebswellenkupplung 78 verbunden ist. Die Antriebswellenkupplung 78 ist in Form einer hydraulisch schaltbaren Lamellenkupplung ausgebildet, deren Lamellen teilweise mit dem Antriebswellenzahnrad 42 verbunden sind. Die anderen Lamellen der Antriebswellenkupplung 78 sind mit der ersten Ritzelwelle 44 verbunden, so dass das Drehmoment auf diese übertragen werden kann. Auf die gleiche Weise ist das Ritzelwellenzahnrad 50 über eine zweite Antriebswellenkupplung mit der zweiten Ritzelwellen 48 lösbar drehmomentfest verbindbar.

[0043] Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zum Antreiben eines Schiffs mittels eines erfindungsgemäßen Schiffsgetriebes, bei dem beim Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestdrehzahl durch einen mit der Antriebswelle 12 verbundenen Dieselmotor die Antriebswellenkupplungen so geschaltet werden, dass kein Drehmoment mehr vom Dieselmotor die Antriebswelle des Schiffsgetriebes übertragen wird. Der Generator 18 wird dann so mit Strom beaufschlagt, dass er ein Drehmoment über das Nebenabtriebs-Antriebszahnrad 56 auf die Abtriebswelle 14 aufbringt. Dazu kann beispielsweise einem Satz an Akkumulatoren elektrischer Strom entnommen und über einen Umrichter in wechselstromgeeignete Frequenz und Phase umgewandelt werden. Der Strom kann aber auch über das Bordnetz von Diesel-Generatorsätzen bereitgestellt werden.

Bezugszeichenliste

[0044] 

10

Schiffsgetriebe

12

Antriebswelle

14

Abtriebswelle

16

Gehäuse

18

Generator

20

elektrische Verbindung

22

Umrichter

24

Akkumulatoren

26

Ölleitung

28

Ölfilter

30

Nebenabtriebswelle

32

Drehmomentabzweigzapfen

34

Nebenabtriebs-Zahnrad

36

Rotor

38

Lager

40

Generatorgehäuse

42

Antriebswellenzahnrad

44

erste Ritzelwelle

46

erstes Ritzel

48

zweite Ritzelwelle

50

Ritzelwellenzahnrad

52

zweites Ritzel

54

Stirnrad

56

Nebenabtriebs-Antriebszahnrad

57

Wälzlager

58

Schraube

60

Passstift

62

Verbindungsstelle

64

Ölkanal

66

Zapfen-Ende

68

Wellendichtung

70

Lager

72

Zwischenwelle

74

Kegelritzel

76

Stirnrad

78

Antriebswellenkupplung

A

Antriebswellenachse

ω_A

Antriebs-Kreisfrequenz

Z

Abtriebswellenachse

ω_z

Abtriebs-Kreisfrequenz

ω_N

Nebenabtriebs-Kreisfrequenz

Ansprüche

1. Schiffsgetriebe mit

(a) einer Antriebswelle (12),

- die sich entlang einer Antriebswellenachse (A) erstreckt und

- zum Verbinden mit einem Schiffsmotor ausgebildet ist,

(b) einer Abtriebswelle (14), die

- zum Bereitstellen eines Drehmoments an einen Propeller ausgebildet ist und

- gegenüber der Antriebswelle (12) eine Untersetzung aufweist,

(c) einem Gehäuse (16), das die Antriebswelle (12) und die Abtriebswelle (14) zumindest teilweise umgibt,

(d) einer Nebenabtriebswelle (30), die

- in einem Drehmomentabzweigzapfen (32) aus dem Gehäuse (16) ragt und

- auf der ein Nebenabtriebs-Zahnrad (34), das im Drehmomentpfad hinter der Antriebswelle (12) liegt, angeordnet ist, und

(e) einem elektrischen Generator (18), der

einen Rotor (36) aufweist, der mit dem Drehmomentabzweigzapfen (32) formschlüssig gekoppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

(f) der Rotor (36) koaxial zur Nebenabtriebswelle (30) verläuft und mechanisch bestimmt an dem Drehmomentabzweigzapfen (32) gelagert ist.

2. Schiffsgetriebe nach einem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Antriebswelle (12) in einem Übersetzungsverhältnis von zumindest 1 zu 1,5 mit dem Drehmomentabzweigzapfen (32) gekoppelt ist, wobei das Übersetzungsverhältnis bevorzugt kleiner ist als 1 zu 3.

3. Schiffsgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Rotor (36) in einer Verbindungsstelle (62) mit der Nebenabtriebswelle (30) verbunden ist und

- die Nebenabtriebswelle (30) einen Ölkanal (64) aufweist, durch den Öl in eine Umgebung der Verbindungsstelle (62) leitbar ist.

4. Schiffsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Rotor (36) die Nebenabtriebswelle (30) an ihrem Zapfen-Ende (66) so umfasst, dass aus dem Ölkanal der Nebenabtriebswelle austretendes Öl vom Zapfen-Ende (66) weg leitbar ist.

5. Schiffsgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

(a) ein auf der Antriebswelle (12) angeordnetes Antriebswellenzahnrad (42),

(b) eine erste Ritzelwelle (44),

- die sich koaxial zur Antriebswelle (12) erstreckt und

- auf der ein erstes Ritzel (46) angeordnet ist, und

(c) eine zweite Ritzelwelle (48),

- die sich parallel zur Antriebswelle (12) erstreckt und

- auf der ein Ritzelwellenzahnrad (50), das mit dem Antriebswellenzahnrad (42) kämmt, und

- ein zweites Ritzel (52) angeordnet sind,

(d) wobei auf der Abtriebswelle (12) ein Stirnrad (54) angeordnet ist, das mit dem ersten Ritzel (46) und dem zweiten Ritzel (52) kämmt.

6. Schiffsgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

- das Nebenabtriebs-Zahnrad (34) mit einem Nebenabtriebs-Antriebszahnrad (56) kämmt,

- wobei das Nebenabtriebs-Antriebszahnrad (56) auf der ersten Ritzelwelle (44) oder der zweiten Ritzelwelle (48) angeordnet ist.

7. Schiffsgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

(i) eine Zwischenwelle (72), auf der

- das Stirnrad (76) und

- ein Kegelritzel (74) angeordnet sind,

(ii) ein auf der Antriebswelle (12) angeordnetes Antriebswellenzahnrad (42),

(iii) eine erste Ritzelwelle (44),

- die sich koaxial zur Antriebswelle (12) erstreckt und

- auf der ein erstes Ritzel (46) angeordnet ist, und

(iv) eine zweite Ritzelwelle (48),

- die sich parallel zur Antriebswelle (12) erstreckt und

- auf der ein Ritzelwellenzahnrad (50), das mit dem Antriebswellenzahnrad (42) kämmt, und

- ein zweites Ritzel (52) angeordnet sind,

(v) wobei das erste Ritzel (46) und das zweite Ritzel (52) mit dem Stirnrad (54) kämmen und

(vi) wobei auf der Abtriebswelle (14) ein Tellerrad angeordnet ist, das mit dem Kegelritzel (74) einen Kegeltrieb bildet.

8. Schiffsgetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (18) eine Nenn-Leistung zwischen 50 und 150 Kilowatt hat.

9. Schiffsantrieb mit

(i) einem Dieselmotor,

(ii) einem Schiffsgetriebe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Antriebswelle (12) mit dem Dieselmotor verbunden ist,

(iii) einem Festpropeller, der mittels der Abtriebswelle (14) antreibbar angeordnet ist.

Zeichnung