DE102008042598A1

DE102008042598A1 - Propellerantriebsordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes

Info

Publication number: DE102008042598A1
Application number: DE102008042598A
Authority: DE
Inventors: Andrea Pellegrinetti; Michele Zottele
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2010-04-08
Also published as: WO2010037741A2; WO2010037741A3

Abstract

Es wird eine Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes (1) mit zumindest einem Antriebsmotor (2) und zumindest einem Getriebegehäuse (5) in einem Schiffskörper sowie zumindest einem Steuergehäuse (8) mit wenigstens einem Propeller (9) außerhalb des Schiffskörpers vorgeschlagen, wobei das Steuergehäuse (8) über eine Steuerwelle (12) zum Steuern des Schiffes (1) schwenkbar an dem Getriebegehäuse (5) angeordnet ist und wobei zumindest eine Kühleinrichtung zum Kühlen zumindest eines Schmiermittels in das Getriebegehäuse (5) integriert ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Es sind so genannte Pod-Antriebe für Schiffe bekannt. Derartige Antriebe sind Propellerantriebsanordnungen zum Steuern und Antreiben eines Schiffes, die z. B. eine strömungsgünstige Gondel als Steuergehäuse aufweisen, welche zum Steuern des Schiffes um die Hochachse drehbar beziehungsweise schwenkbar ist. Die Propellerantriebsanordnung umfasst ein Getriebe, welches mit einem Motor über eine Antriebswelle gekoppelt ist. Sowohl das Getriebe als auch der Motor sind in dem Schiffskörper angeordnet. Das Steuergehäuse mit einem Propeller ist dagegen im Wasser, also außerhalb des Schiffskörpers, angeordnet. Zur Kühlung des gemeinsamen Schmiermittelkreislaufes von dem Getriebegehäuse und dem Steuergehäuse wird bei bekannten Propellerantriebsanordnungen ein externer Wärmetauscher verwendet, der in dem Seewasserkreislauf des Motors angeordnet ist, der auch das Motorkühlmittel kühlt. Somit sind zusätzliche Verbindungsleitungen von dem Getriebegehäuse und dem Steuergehäuse erforderlich, um das Schmiermittel zu dem externen Wärmetauscher zu fördern. Dadurch werden das Gewicht und auch die Herstellungskosten bei den bekannten Propellerantriebsanordnungen erhöht.
Ferner ist eine Außenbordantriebsanordnung für ein Schiff aus der Druckschrift US 7 118 434 B2 bekannt. Die Außenbordantriebsanordnung umfasst ein im Wasser befindliches Gehäuse, in dem zwei Propellerwellen zum Antrieb von zwei Propellern gehalten sind. Jede Propellerwelle wird jeweils über einen Winkeltrieb in dem Unterwassergehäuse angetrieben. Das Unterwassergehäuse ist an einer Öffnung des Schiffskörpers starr gehalten, um mit einem Getriebegehäuse verbunden zu sein. Das Getriebegehäuse ist im Schiffskörper angeordnet und wird über einen Antriebsmotor angetrieben, der ebenfalls im Schiffskörper angeordnet ist. Zur Kühlung des gemeinsamen Ölkreislaufes des Getriebegehäuses und des Unterwassergehäuses ist ein gemeinsames Ölreservoir außerhalb der beiden Gehäuse vorgesehen. Dem Ölreservoir sind Kühlkanäle benachbart, die von einem Kühlmittel des Motors durchströmt sind. Somit ist auch bei der bekannten Außenbordantriebsanordnung ein externer Wärmetauscher erforderlich.
Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Propellerantriebsanordnung der eingangs beschriebenen Gattung vorzuschlagen, welche möglichst kompakt und mit wenigen Bauteilen aufgebaut ist und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen.
Demnach wird eine Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes mit zumindest einem Antriebsmotor und zumindest einem Getriebegehäuse in einem Schiffskörper sowie zumindest einem Steuergehäuse mit wenigstens einem Propeller außerhalb des Schiffskörpers vorgeschlagen, wobei das Steuergehäuse über eine Steuerwelle schwenkbar zum Beispiel um eine Hochachse an dem Getriebegehäuse angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird zumindest eine Kühleinrichtung oder dergleichen zum Kühlen zumindest eines Schmiermittels in das Getriebegehäuse integriert.
Somit wird das Schmiermittel zumindest des Getriebes direkt in dem zugeordneten Gehäuse gekühlt, so dass keine konstruktiv aufwändigen Verbindungen zu einem zusätzlichen, externen Wärmetauscher erforderlich sind. Dadurch kann die erfindungsgemäß vorgeschlagene Propellerantriebsanordnung besonders kompakt und mit wenigen Bauteilen gebaut werden, so dass insgesamt eine kostengünstige und gewichtsreduzierte Propellerantriebsanordnung realisiert wird.
Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kühleinrichtung einen Kühlkreislauf mit zumindest einem Kühlkanal oder dergleichen umfasst, wobei der Kühlkanal in die Gehäusewand des Getriebes integriert ist. Der Kühlkanal kann bezüglich seiner Form beliebig ausgeführt sein. Beispielsweise können Kühlrippen oder dergleichen die Kühlleistung erhöhende Elemente vorgesehen sein. Als Kühlmedium kann zum Beispiel Seewasser oder auch ein anderes Medium verwendet werden. Wenn Seewasser als Kühlmedium verwendet wird, ist der Kühlkanal an einen Seewassereinlass und an einen Seewasserauslass angeschlossen ist, um den Kühlkreislauf mit Seewasser zu versorgen.
Die Abmessungen und die Form des verwendeten Kühlkanals können an die jeweilige Form des Getriebegehäuses angepasst sein. Um eine optimale Kühlung des Gehäuses zu erreichen, kann zum Beispiel ein Kühlkanal verwendet werden, der einen im Querschnitt U-förmigen Kühlmantel bildet. Es sind aber auch andere Querschnittsformen denkbar.
Um eine optimale Kühlung des Schmiermittels in dem Gehäuse des Getriebes zu erreichen, kann der Kühlkanal im Wesentlichen die von dem Schmiermittel durchströmten Bereiche des Getriebegehäuses umgeben. Auf diese Weise wird eine möglichst große Kühloberfläche realisiert.
Bei der vorgeschlagenen Propellerantriebsanordnung kann bevorzugt das Getriebegehäuse einen ersten Gehäusebereich mit einem Kegelradgetriebe zur Drehmomentübertragung und einen zweiten Gehäusebereich mit einem Steuergetriebe zur Übertragung der Steuerbewegung auf eine Steuerwelle umfassen. Die beiden Getriebebereiche sind vorzugsweise einem gemeinsa men Schmiermittelkreislauf zugeordnet, der von der Kühleinrichtung gekühlt wird.
Beispielsweise kann gemäß einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Kühlkanal im Wesentlichen in der Gehäusewand des zweiten Gehäusebereichs des Steuergetriebes etwa radial außen zu der Steuerwelle und der Getriebeausgangswelle angeordnet ist. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten denkbar. Insbesondere können weitere Kühlkanäle in dem ersten Gehäusebereich aber auch in dem zweiten Gehäusebereich des Getriebegehäuses angeordnet werden. Durch die U-Form im Querschnitt des Kühlkanals kann eine optimale Kühlwirkung bei beiden Getrieben realisiert wird.
Je nach Ausführungsform der Propellerantriebsanordnung kann mit der in dem Getriebegehäuse angeordneten Kühleinrichtung auch das Schmiermittel des Steuergehäuses gekühlt werden. Bei der Verwendung von gemeinsamen Schmiermittelkreisläufen wird das Schmiermittel in dem Steuergehäuse einfach mitgekühlt. Sollten getrennte Schmiermittelkreisläufe für das Getriebegehäuse und das Steuergehäuse vorgesehen sein, könnte beispielsweise eine Verbindungsleitung oder Versorgungsleitung zwischen den beiden Schmiermittelkreisläufen vorgesehen sein, so dass auch bei dieser Ausführung eine Kühlung des Schmiermittels des Steuergehäuses durch die Kühleinrichtung in dem Getriebegehäuse erfolgen kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können auch mehrere erfindungsgemäß vorgeschlagene Propellerantriebsanordnungen gemeinsam in einem Schiff zum Antreiben und Steuern desselben angeordnet sein.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes;
2 eine geschnittene Ansicht eines Getriebegehäuses der erfindungsgemäßen Propellerantriebsanordnung;
In 1 ist schematisch eine Propellerantriebsanordnung zum Antreiben und Steuern eines Schiffes 1 dargestellt, wobei das Schiff 1 nur durch eine Schiffskörperwandung angedeutet ist. Die Propellerantriebsanordnung umfasst einen Antriebsmotor 2 der über eine Antriebswelle 3 mit einer Getriebeeingangswelle 4 in einem Getriebe eines Getriebegehäuses 5 gekoppelt ist, um das Motordrehmoment über die Getriebeausgangswelle 6 auf eine Abtriebswelle 7 in einem Steuergehäuse 8 zum Antrieb zumindest eines Propellers 9 zu übertragen.
Der Antriebsmotor 2 und das Getriebegehäuse 5 sind in dem Schiffskörper, also außerhalb des Wassers angeordnet. Das Steuergehäuse 8 mit dem Propeller 9 ist unterhalb des Schiffskörpers, also im Wasser angeordnet.
In 2 ist eine geschnittene Ansicht des Getriebegehäuses 5 der erfindungsgemäßen Propellerantriebsanordnung dargestellt. Das Getriebegehäuse 5 umfasst einen ersten Gehäusebereich 10 mit einem Kegelradgetriebe zur Drehmomentübertragung und einen zweiten Gehäusebereich 11 mit einem Steuergetriebe zur Übertragung der Steuerbewegung auf eine Steuerwelle 12. Die Getriebeeingangswelle 4 ist mit der in 2 nicht weiter dargestellten Antriebswelle 3 des Antriebsmotors 2 verbunden. Das von der Antriebswelle 3 übertragene Drehmoment wird über eine Stirnradstufe und Zahnradstufen des Kegelradgetriebes auf die Getriebeausgangswelle 6 übertragen. Die Getriebeausgangswelle 6 ist über weitere Zahnradstufen in dem Steuergehäuse 8 mit der Abtriebswelle 7 zum Antrieb des Propellers 9 gekoppelt.
Das Steuergehäuse 8 ist über eine Adapterplatte 13 mit der als Hohlwelle ausgebildeten Steuerwelle 12 verbunden, so dass das Steuergehäuse 8 bei einer über das Steuergetriebe ausgeführten Steuerbewegung mit der Steuerwelle 12 um die Hochachse verdreht beziehungsweise verschwenkt wird, um eine gewünschte Steuerbewegung des Schiffes 1 auszuführen.
Zur Kühlung des in dem Getriebegehäuse 5 enthaltenen Schmiermittels, zum Beispiel Öl, ist erfindungsgemäß eine in das Getriebegehäuse 5 integrierte Kühleinrichtung vorgesehen. Dadurch ist kein externer Wärmetauscher erforderlich.
Die Kühleinrichtung umfasst einen Kühlkreislauf mit zumindest einem Kühlkanal 14 in einer Wand des Getriebegehäuses 5. Der Kühlkanal 14 ist als im Querschnitt im Wesentlichen U-förmiger Kühlmantel ausgebildet. Der Kühlkanal 14 ist beispielsweise bei der gezeigten Ausführungsvariante in dem zweiten Gehäusebereich 11 des Getriebegehäuses 5 vorgesehen und erstreckt sich radial außen von der Steuerwelle 12 und der Getriebeausgangswelle 6. Um den Kühlkanal 14 z. B. mit Seewasser zu versorgen sind in dem Getriebegehäuse 5 ein Seewassereinlass und ein Seewasserauslass vorgesehen, welche mit dem Kühlkanal 14 verbunden sind.

1: Schiff
2: Antriebsmotor
3: Antriebswelle
4: Getriebeeingangswelle
5: Getriebegehäuse
6: Getriebeausgangswelle
7: Abtriebswelle
8: Steuergehäuse
9: Propeller
10: erster Gehäusebereich
11: zweiter Gehäusebereich
12: Steuerwelle
13: Adapterplatte
14: Kühlkanal beziehungsweise Kühlmantel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 7118434 B2 [0003]

Claims

Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes (1) mit zumindest einem Antriebsmotor (2) und zumindest einem Getriebegehäuse (5) in einem Schiffskörper sowie zumindest einem Steuergehäuse (8) mit wenigstens einem Propeller (9) außerhalb des Schiffskörpers, wobei das Steuergehäuse (8) über eine Steuerwelle (12) zum Steuern des Schiffes (1) schwenkbar an dem Getriebegehäuse (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kühleinrichtung zum Kühlen zumindest eines Schmiermittels in das Getriebegehäuse (5) integriert ist.
Propellerantriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kühleinrichtung ein Kühlkreislauf mit zumindest einem Kühlkanal (14) in einer Wand des Getriebegehäuses (5) vorgesehen ist, wobei der Kühlkanal (14) einerseits an einen Seewassereinlass und andererseits an einen Seewasserauslass angeschlossen ist.
Propellerantriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (14) einen im Querschnitt im Wesentlichen U-förmigen Kühlmantel bildet.
Propellerantriebsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (14) im Wesentlichen die von dem Schmiermittel durchströmten Bereiche des Getriebegehäuses (5) umgibt.
Propellerantriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (5) einen ersten Gehäusebereich (10) mit einem Kegelradgetriebe zur Drehmomentübertragung und einen zweiten Gehäusebereich (11) mit einem Steuergetriebe zur Übertragung der Steuerbewegung auf die Steuerwelle (12) umfasst, welche einem gemeinsamen Schmiermittelkreislauf zugeordnet sind, der von der Kühleinrichtung kühlbar ist.
Propellerantriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (14) im Wesentlichen in einer Wand des zweiten Gehäusebereiches (11) des Getriebegehäuses (5) im Wesentlichen radial außen von der Steuerwelle (12) und der Getriebeausgangswelle (6) angeordnet ist.
Propellerantriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung das Schmiermittel des Steuergehäuses (8) kühlt.
Propellerantriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Propellerantriebsanordnungen in einem Schiff vorgesehen sind.