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DE10063338A1 - Vorrichtung zum Antrieb eines Schiffes - Google Patents

Vorrichtung zum Antrieb eines Schiffes

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DE10063338A1
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Abstract

Die Vorrichtung dient zum Antrieb eines Schiffes und weist einen Elektromotor sowie einen Verbrennungsmotor auf. Der Elektromotor und der Verbrennungsmotor sind wenigstens zeitweilig mit einer Schiffswelle koppelbar. Der Elektromotor ist relativ zur Schiffsstruktur elastisch gelagert. Der Verbrennungsmotor ist über ein Getriebe mit der Schiffswelle koppelbar, das in einem abgekoppelten Zustand bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor stillsteht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines Schiffes, die einen Elektromotor sowie einen Verbrennungsmotor aufweist, die wenigstens zeitweilig mit einer Schiffswelle koppelbar sind.
Insbesondere bei der Konstruktion von Marineschiffen besteht eine wesentliche Anforderung darin, eine Abstrahlung von Schall in das Wasser möglichst zu minimieren. Da der Betrieb von Verbrennungsmotoren in der Regel zu hohen Schallemissionen führt, sind derartige Schiffe sowohl mit Verbrennungsmotoren für hohe Geschwindigkeiten als auch mit elektrischen Motoren für einen Betrieb mit geringeren Geschwindigkeiten und erheblich reduzierter Schallabstrahlung ausgestattet. Insbesondere im Vergleich zu Dieselmotoren weisen Elektromotoren den Vorteil auf, dass keine oszillierenden Massen vorhanden sind und dass deshalb das Auftreten von Schall und Vibrationen in einem hohen Umfang vermieden wird.
Bekannt ist es ebenfalls bereits, für den Antrieb von Schiffen Gasturbinen einzusetzen, da hier bei relativ geringem Baugewicht eine hohe Leistung erzeugt werden kann, die zu einem Antrieb des Schiffes mit hoher Geschwindigkeit einsetzbar ist.
Aus der DE-OS 197 23 611 ist es bekannt, unterschiedliche Antriebe bedarfsabhängig mit den vorgesehenen Antriebswellen zu koppeln. Insbesondere wird hier die Verwendung einer Gasturbine erläutert.
Die bislang bekannten Antriebskonzepte sind noch nicht in ausreichender Weise dafür geeignet, sehr hohe Anforderungen an die Vermeidung einer Schallabstrahlung an das Wasser zu erfüllen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art derart zu konstruieren, dass eine weitere Verminderung der Schallabstrahlung erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Elektromotor relativ zur Schiffsstruktur elastisch gelagert ist und dass der Verbrennungsmotor über ein Getriebe mit der Schiffswelle koppelbar ist, das in einem abgekoppelten Zustand bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor stillsteht.
Durch die elastische Aufstellung des Elektromotors wird eine starre Verbindung mit dem Schiffskörper vermieden. Insbesondere kann hierdurch der vom Elektromotor erzeugte Körperschall nicht durch die Schiffsstruktur an das umgebende Wasser übertragen und dabei in Wasserschall umgesetzt werden.
Zur Vermeidung einer Weiterleitung von Körperschall des Elektromotors über die Schiffswelle wird vorgeschlagen, dass der Elektromotor über eine elastische Kupplung mit der Schiffswelle verbunden ist.
Zur Bereitstellung eines günstigen Installationsortes für den Elektromotor wird vorgeschlagen, dass die Schiffswelle durch das Getriebe hindurchgeführt ist.
Zur Vermeidung von drehenden Zahnrädern im Getriebebereich bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Zahnrad des Getriebes auf einer die Schiffswelle umgebenden Hohlwelle geführt ist.
Eine kompakte Anordnung bei gleichzeitiger Bereitstellung einer Möglichkeit zur Übertragung großer Antriebskräfte kann dadurch erreicht werden, dass die Hohlwelle über eine Kupplung mit der Schiffsweile verbindbar ist.
Eine Verwendung von schnelldrehenden Elektromotoren wird dadurch unterstützt, dass der Elektromotor über ein Vorgelege-Getriebe mit der elastischen Kupplung verbunden ist.
Bei einer Verwendung von schnelldrehenden Elektromotoren kann eine hochwirksame Schallisolierung dadurch erfolgen, dass der Elektromotor gemeinsam mit dem Vorgelege-Getriebe auf einem Tragrahmen angeordnet ist, der relativ zur Schiffsstruktur elastisch gelagert ist.
Ebenfalls trägt es zu einer günstigen Anordnung des Elektromotors bei, dass der Elektromotor ausgehend von einem Antriebspropeller hinter dem Getriebe mit der Schiffswelle verbunden ist.
Eine hohe Antriebsleistung bei kompakten Abmessungen des Antriebs kann dadurch bereitgestellt werden, dass der Verbrennungsmotor als eine Gasturbine ausgebildet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antriebskonzeptes mit Verbrennungsmotor und Elektromotor und
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 modifizierte Anordnung bei Verwendung eines schnelldrehenden Elektromotors mit Vorgelegegetriebe.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Schiffswelle (1) mit einem Verbrennungsmotor (2) sowie einem Elektromotor (3) koppelbar ist. Die Schiffswelle (1) ist durch ein Getriebe (4) hindurchgeführt, über das der Verbrennungsmotor (2) mit der Schiffswelle (1) koppelbar ist.
Der Verbrennungsmotor (2) erstreckt sich mit einer Abtriebswelle (5) in ein Getriebegehäuse (6) hinein und wirkt durch Zahnräder (7, 8) auf eine Hohlwelle (9) ein, die bereichsweise die Schiffswelle (1) in Längsrichtung umschließt. Die Hohlwelle (9) ist über eine Kupplung (10) mit der Schiffswelle (1) verbindbar. Die Kupplung (10) kann beispielsweise als eine Radialkupplung ausgebildet sein.
Die Schiffswelle (1) trägt im Bereich eines Endes einen Antriebspropeller (11) und ist im Bereich ihres dem Antriebspropeller abgewandten Endes über eine elastische Kupplung (12) mit dem Elektromotor (3) verbunden. Der Elektromotor (3) ist von elastischen Lagern (13) gegenüber einer Schiffsstruktur (14) abgestützt.
Fig. 2 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der ein hochdrehender Elektromotor (3) zum Einsatz kommt, der bezüglich seiner Außenabmessungen sowie bezüglich seines Baugewichtes deutlich kleiner als ein langsam drehender Elektromotor (3) dimensioniert werden kann. Gemäß Fig. 2 ist der Elektromotor (3) gemeinsam mit einem Vorgelege-Getriebe (15) auf einem Tragrahmen (16) angeordnet, und der Tragrahmen (16) ist durch die elastischen Lager (13) gegenüber der Schiffsstruktur (14) abgestützt. Das Vorgelege-Getriebe (15) ist über die elastische Kupplung (12) mit der Schiffswelle (1) verbunden. Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt somit sowohl im Hinblick auf die Schiffsstruktur (14) als auch im Hinblick auf die Schiffswelle (1) eine elastische Kopplung und Lagerung des Elektromotors (3). Auch bei dieser Ausführungsform ist es somit ausgeschlossen, dass Körperschall des Elektromotors (3) über die Schiffswelle (1) und Lager der Schiffswelle (1) auf die Schiffsstruktur (14) übertragen wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Antrieb eines Schiffes, die einen Elektromotor sowie einen Verbrennungsmotor aufweist, die wenigstens zeitweilig mit einer Schiffswelle koppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) relativ zur Schiffsstruktur (14) elastisch gelagert ist und dass der Verbrennungsmotor (2) über ein Getriebe (4) mit der Schiffswelle (1) koppelbar ist, das in einem abgekoppelten Zustand bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor (2) stillsteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) über eine elastische Kupplung (12) mit der Schiffswelle (1) verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiffswelle (1) durch das Getriebe (4) hindurchgeführt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zahnrad (7, 8) des Getriebes (4) auf einer die Schiffswelle (1) umgebenden Hohlwelle (9) geführt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (9) über eine Kupplung (10) mit der Schiffswelle (1) verbindbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) über ein Vorgelege-Getriebe (15) mit der elastischen Kupplung (12) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) gemeinsam mit dem Vorgelege-Getriebe (15) auf einem Tragrahmen (16) angeordnet ist, der relativ zur Schiffsstruktur (14) elastisch gelagert ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (3) ausgehend von einem Antriebspropeller (11) hinter dem Getriebe (4) mit der Schiffswelle (1) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (2) als eine Gasturbine ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Elektromotor (3) und Schiffswelle (1) eine trennbare Kupplung vorgesehen ist.
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