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CN109823507A - 驱动装置 - Google Patents

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CN109823507A
CN109823507A CN201811406438.4A CN201811406438A CN109823507A CN 109823507 A CN109823507 A CN 109823507A CN 201811406438 A CN201811406438 A CN 201811406438A CN 109823507 A CN109823507 A CN 109823507A
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Renk GmbH
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Abstract

本发明涉及一种驱动装置(1)，其包括主驱动(3)和由主驱动(3)可驱动的一个或几个PTO发电机(9)，用于在船舶上生成电能，所述PTO发电机(9)能经由具有齿轮箱壳体(10a)的单级齿轮箱(10)由主驱动(3)驱动，其中，主驱动(3)具有曲轴(1)，并且所述曲轴(1)以这样的一种方式经由弹性联轴节(6)与单级齿轮箱(10)间接地联接，使得曲轴(1)的旋转运动被传递至齿轮箱(10)的齿轮箱输入轴(5)以驱动PTO发电机(9)，其中，PTO发电机(9)围绕齿轮箱(10)的齿轮箱输入轴(5)同轴地布置。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的特征的混合驱动装置(混合驱动装置)。因此，本发明涉及一种由主驱动和能由主驱动间接或直接驱动的至少一个发电机组成的驱动装置。
背景技术
所谓的辅助驱动(基于英语术语“功率输出”的缩写还被称为PTO轴或被称为PTO)在齿轮箱的侧输出处提供最常见的可连接的机械驱动源，尤其在陆地车辆和船只中。例如，机械驱动功率能经由万向轴或驱动轴直接用于驱动齿轮箱。
除了别的之外，发电机直接由主发动机驱动，以便在船舶上生成功率，这被认为是“功率输出(PTO)”。例如，在船舶中已知所谓的轴传动发电机。轴传动发电机不像典型的电气系统发电机一样与单独柴油机联接，而是由主柴油机的动力传动系或由推进器系驱动。在正常的PTO操作(功率输出操作)期间，该发电机给船舶的电气系统提供功率。在PTI操作(功率吸收操作)期间，电气系统发电机能用作例如在PTH(功率回收)或增压器模式下由辅助柴油机机组的发电机供给的同步马达。如果主驱动失效，则所谓的PTH模式意在确保船舶的操纵性，并确保其能驶向下一港口。
例如，驱动能安置在主发动机的前侧上，以及安置在推进器轴侧上。在此有各种各样的带有和没有驱动的常见解决方案。在推进器轴侧上，普遍的是涉及由推进器轴驱动的隧道齿轮箱的解决方案。取决于船舶类型和船舶结构，船舶上有限的空间状况使在空间上布置发电机的各种选择成为必需。然而，在各种不同应用中，PTO仅能布置在主发动机的前侧上。在此需要特别短的PTO，使得在船舶中最小可能的货物空间需要用于该目的。
在现有技术中已知的解决方案中尤其出现了以下问题和任务。需要节省空间的建构方法，以实现安装空间的最佳利用，这能通过少量的部件有成本效益地实现并具有高的效率水平。但在无需改变相应基本概念的情况下，还需要提供一种能适用于用于变化的应用的各种定量能量需求的解决方案。另外，如果在实现这样的解决方案中能利用通常可获得的标准组件，将是有用的。对此的优点不仅在于有成本效益的实现，而且在于用于维护和修理措施的这样的标准组件的改善的全球可用性。
发明内容
因此，本发明的目的是在为生成用于船舶的电能而产生简单且有成本效益的概念的框架内实现以上目的。
该目的通过根据权利要求1的特征组合实现。
本发明的第一基本思想提出了一种驱动装置，包括主驱动和由主驱动可驱动的一个或几个PTO发电机，用于在船舶上生成电能，所述一个或几个PTO发电机经由单级齿轮箱与主驱动可驱动地连接。为此目的特别提出的是所谓的多驱动概念，即优选地几个小发电机的使用。这样的带有较小输出的发电机的期望的数量和组合使得能够生成组合的期望总输出，其优选地在按比例的基础上也是可得到的。
本发明概念的另一方面涉及提供一种混合解决方案，这意味着单级齿轮箱与相应中速发电机的组合。经验表明，这产生紧凑的、有成本效益的整体组件。
本发明的另一方面涉及使发电机与主驱动连接。根据本发明，在此提出的是，弹性联轴节位于发动机或齿轮箱壳体外，这使得良好的可接近性和同时紧凑的结构成为可能。
为此目的，本发明提出一种驱动装置，包括主驱动和由主驱动可驱动的一个或几个PTO发电机，用于在船舶上生成电能，所述一个或几个PTO发电机通过单级齿轮箱与主驱动可驱动地连接，其中，主驱动具有曲轴，并且所述曲轴以这样的一种方式经由弹性联轴节与单级齿轮箱间接地联接，使得曲轴的旋转运动传递至齿轮箱的齿轮箱输入轴以驱动PTO发电机，其中，PTO发电机围绕齿轮箱的齿轮箱输入轴同轴地布置。该模块化的紧凑结构使得能够取决于同轴布置的发电机的数量实现用于驱动装置的变化的输出级（“多驱动概念”）。结果，能利用就类型和输出级而言较小的标准发电机。
在优选的实施例中，主驱动(主发动机)是柴油发动机。
本发明的另一有利实施例提供了，主驱动的曲轴经由中间轴与齿轮箱输入轴间接地连接。如果齿轮箱输入轴在此被设计成引导中间轴通过的中空轴，是进一步有利的。
本发明的特别有利的实施例提供了，弹性联轴节布置在齿轮箱壳体外面，优选地直接在齿轮箱前面。这使得能够将弹性联轴节安置在齿轮箱的前侧上，例如，从而非常大地减小所需的安装空间。另外，简化对于弹性联轴节的维护和检查工作。
柴油发动机与齿轮箱之间的连接通过这样的弹性联轴节建立，所述联轴节能减弱振动并补偿柴油发动机的曲轴与齿轮箱轴之间的空间位移。这样的联轴节优选地是带有弹性橡胶元件或带有弹簧-油阻尼系统的联轴节。
齿轮箱输入轴进一步优选地借助于轴承直接安装在齿轮箱壳体中。同样有利的是，齿轮箱输入轴具有齿轮箱输入齿轮，并与曲轴同轴地布置。
本发明的另一有利实施例提供了，齿轮箱输入齿轮分别与发电机的固定至发电机轴的驱动侧小齿轮啮合，以便经由齿轮箱输入轴的旋转运动驱动发电机。
进一步有利地提出的是，单级齿轮箱被设计成具有高的传动比i，优选地从i=5到15变化、进一步优选地测量i=10，使得用于驱动PTO发电机的主驱动的速度相应地提高。还可想到甚至更高的传动比。替代性地，尽管第二齿轮箱级会进一步增加发电机速度，但这对整体成本、效率和复杂性、以及对所需的安装空间有负面影响。这种分为目标速度增加和可利用的发动机尺寸在本发明的含义内还被称为“混合概念”。
同样有利的是，PTO发电机是有凸缘的并且直接紧固至齿轮箱壳体。进一步有利的是，齿轮箱壳体直接紧固至主驱动的壳体。
附图说明
本发明的其它有利的进一步的改进以从属权利要求为特征，或者基于与本发明的优选实施例的描述结合的附图在下面更详细地说明。
示出的是：
图1是本发明的示例性实施例。
具体实施方式
图1呈现了通过本发明的示例性实施例的剖视图。驱动装置包括主驱动和由主驱动3可驱动的发电机9，用于例如在船舶上生成电能。发电机9是经由单级齿轮箱10能由主驱动3驱动的PTO发电机。
主驱动3具有曲轴1。曲轴1以这样的一种方式经由中间轴4和弹性联轴节6间接地与单级齿轮箱10可旋转地联接，使得曲轴1的旋转运动导致PTO发电机9被驱动，具体地通过将曲轴1的旋转运动传递至齿轮箱10的所描绘的齿轮箱输入轴5。
描绘的PTO发电机9围绕齿轮箱10的齿轮箱输入轴5同轴地布置。在替代实施例中，附加的PTO发电机可被同轴地布置，并且也由齿轮箱输入齿轮7驱动。
在所示的示例性实施例中，主驱动3的曲轴1经由中间轴4与齿轮箱输入轴5间接地连接，其中，齿轮箱输入轴5被设计成中空轴，使得中间轴4被引导通过齿轮箱输入轴5。
齿轮箱具有齿轮箱壳体10a，并且弹性联轴节6直接在齿轮箱10前面布置在齿轮箱壳体10a外。齿轮箱输入轴5借助于轴承11安装在齿轮箱壳体10a内。齿轮箱输入轴5还具有齿轮箱输入齿轮7，并与曲轴1同轴地布置。齿轮箱输入齿轮7分别与发电机9的固定至发电机轴的驱动侧小齿轮8啮合，以便通过齿轮箱输入轴5和与之连接的齿轮箱输入齿轮7的旋转运动驱动它。
PTO发电机9是有凸缘的并且直接紧固至齿轮箱壳体10a，其中，齿轮箱壳体10a直接紧固至主驱动3的壳体3a。
本发明在其实现中不限于以上指出的优选示例性实施例。而是，可想到许多变体，它们即使在给出根本不同的构造情况下也利用所描述的解决方案。

Claims (11)

1.一种驱动装置，包括主驱动(3)和由所述主驱动(3)能驱动的一个或几个PTO发电机(9)，用于在船舶上生成电能，所述一个或几个PTO发电机(9)能经由具有齿轮箱壳体(10a)的单级齿轮箱(10)由所述主驱动(3)驱动，其中，所述主驱动(3)具有曲轴(1)，并且所述曲轴(1)以这样的一种方式经由弹性联轴节(6)与所述单级齿轮箱(10)间接地联接，使得所述曲轴(1)的旋转运动被传递至所述齿轮箱(10)的齿轮箱输入轴(5)以驱动所述PTO发电机(9)，其中，所述PTO发电机(9)围绕所述齿轮箱(10)的所述齿轮箱输入轴(5)同轴地布置。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述主驱动(3)是柴油发动机(主发动机)。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，所述主驱动(3)的所述曲轴(1)经由中间轴(4)间接与所述齿轮箱输入轴(5)连接。
4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述齿轮箱输入轴(5)被设计成引导所述中间轴(4)通过的中空轴。
5.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置，其特征在于，所述弹性联轴节(6)布置在所述齿轮箱壳体(10a)外、位于所述齿轮箱(10)前面。
6.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置，其特征在于，所述齿轮箱输入轴(5)借助于轴承(11)安装在所述齿轮箱壳体(10a)中。
7.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置，其特征在于，所述齿轮箱输入轴(5)具有齿轮箱输入齿轮(7)，并与所述曲轴(1)同轴布置。
8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述齿轮箱输入齿轮(7)分别与所述发电机(9)的固定至发电机轴的驱动侧小齿轮(8)啮合，以便经由所述齿轮箱输入轴(5)的旋转运动驱动所述发电机。
9.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置，其特征在于，所述单级齿轮箱(10)被设计成具有高传动比i，优选地范围从i=5到15变化、进一步优选地测量i=10，使得用于驱动所述PTO发电机(9)的所述主驱动(3)的速度相应地提高。
10.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置，其特征在于，所述PTO发电机(9)是有凸缘的并且直接紧固至所述齿轮箱壳体(10a)。
11.根据前述权利要求中的一项所述的驱动装置，其特征在于，所述齿轮箱壳体(10a)直接紧固至所述主驱动(3)的壳体(3a)。
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