DE10235286A1

DE10235286A1 - Ship's drive propeller shaft clutch assembly e.g. for cargo vessels, uses wedge-shaped teeth for coupling hubs and coupling sleeve

Info

Publication number: DE10235286A1
Application number: DE10235286A
Authority: DE
Inventors: Rolf Beckmann
Original assignee: Renk GmbH
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-08-03
Also published as: DE10235286B4; FI118462B; FI20031099L; PL361519A1; PL205542B1; FI20031099A0

Abstract

A ship's propeller shaft clutch for separating or making a drive connection between a drive machine and a propeller, in which the clutch (6) is a toothed coupling with externally toothed coupling hubs (11,12) and an inner toothed coupling sleeve (13) axially displaceable on the coupling hubs (11,12). The teeth of the coupling hubs (11,12) and the coupling sleeve (13) are made wedge-shaped in the width direction so that the flank play in the toothing can be adjusted during shifting of the coupling sleeve (13) through its displacement path.

Description

Die Erfindung betrifft eine Propellerwellen-Schaltkupplung für einen Schiffsantrieb gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a propeller shaft clutch for one Ship propulsion according to the generic term of claim 1.

Frachtschiffe sind üblicherweise nur mit einem Antriebsmotor ausgerüstet, der häufig als Zweitakt-Dieselmotor ausgeführt ist und direkt über die Propellerwelle den Propeller antreibt. Der Motor kann auch genutzt werden, einen Wellengenerator anzutreiben, um bei normaler Marschfahrt Bordstrom zu erzeugen. Der Antrieb des Wellengenerators erfolgt in der Regel über ein sogenanntes Tunnelgetriebe, wie es beispielsweise aus der EP 0 140 010 B1 bekannt ist, das zwischen Motor und Propeller angeordnet ist und dessen Antriebswelle über eine elastische Kupplung mit der Propellerwelle gekuppelt ist.Cargo ships are usually only equipped with a propulsion engine, which is often designed as a two-stroke diesel engine and drives the propeller directly via the propeller shaft. The engine can also be used to drive a wave generator to generate on-board power during normal cruising. The shaft generator is usually driven by a so-called tunnel gear, such as that from the EP 0 140 010 B1 is known, which is arranged between the motor and propeller and the drive shaft is coupled to the propeller shaft via an elastic coupling.

Fällt der Motor aus, so lässt sich das Schift nicht mehr manövrieren und es besteht die Gefahr einer Havarie. Um die Ausfallsicherheit des Antriebes zu erhöhen, kann die Antriebsanlage mit einer Propellerwellen-Trennkupplung ausgeführt werden, die es im Notfall ermöglicht, den Dieselmotor schnell abzukuppeln und den Wellengenerator als Schiffsantrieb zu nutzen. Eine derartige Abschaltkupplung ist aus der DE 198 19 335 A1 bekannt. Der Wellengenerator wird dabei als Elektromotor gefahren und treibt über das Tunnelgetriebe den Propeller an. Da die Kupplung nur im selten auftretenden Notfall geschaltet wird, ist der Schaltmecha nismus nur für eine geringe Anzahl von Schaltungen konzipiert, das Trennen erfolgt automatisch über Fernauslösung, das Wiedereinschalten ist meist nur manuell vor Ort möglich und erfordert sehr hohe Hydraulikdrücke von bis zu 1000 bar.If the engine fails, the ship can no longer be maneuvered and there is a risk of an accident. In order to increase the reliability of the drive, the drive system can be designed with a propeller shaft disconnect clutch, which enables the diesel engine to be uncoupled quickly in an emergency and the shaft generator to be used as a ship drive. Such a shutdown clutch is from the DE 198 19 335 A1 known. The shaft generator is driven as an electric motor and drives the propeller via the tunnel gear. Since the clutch is only switched in rare emergencies, the switching mechanism is only designed for a small number of switching operations, the disconnection takes place automatically via remote triggering, and restarting is usually only possible manually on site and requires very high hydraulic pressures of up to 1000 bar ,

Um problematische Betriebsbereiche des Dieselmotors zu reduzieren und den Dieselmotor zu schonen, ist es zweckmäßig, den Antrieb über den Wellengenerator nicht nur im Notfall, sondern regelmäßig, bei allen Fahrstufen des Schiffes, die mit niedriger Schiffsgeschwindigkeit und somit mit niedriger Leistung durchgeführt werden, zu nutzen.To problematic operating areas reducing the diesel engine and protecting the diesel engine is it expedient that Drive over the wave generator not only in an emergency, but regularly, at all speed levels of the ship with low ship speed and thus be carried out with low power.

Aus der DE 37 00 584 C2 ist dazu eine ausrückbare Zahnkupplung zum Trennen der Propellerwelle bekannt. Damit sich die Kupplungshülse auf den außenverzahnten Kupplungsnaben verschieben lässt, muss an der Verzahnung Spiel vorgesehen werden. Das Verdrehspiel der Kupplungsverzahnung ist bei Propellerwellen unerwünscht, da bei jedem Hochfahren des Hauptmotors, bei der Durchfahrt der torsionskritischen Drehzahl, Wechseldrehmomente entstehen. Innerhalb der Kupplung verursacht dieses Spiel im Bereich der Verzahnung und der Lager Relativbewegungen, die eine ständige Schmierung erforderlich macht. Außerdem ist der Schaltmechanismus der Kupplung so ausgeführt, dass über außenliegende Hydraulikkolben, die mit dem Fundament verbunden sind, Kräfte erzeugt werden, die sowohl den Antriebsstrang als auch das Fundament belasten.From the DE 37 00 584 C2 a disengageable tooth clutch for separating the propeller shaft is known. In order that the coupling sleeve can be moved on the externally toothed coupling hubs, play must be provided on the toothing. The backlash of the coupling teeth is undesirable for propeller shafts, since alternating torques are generated each time the main engine is started up, when the torsion-critical speed is passed through. Within the coupling, this play causes relative movements in the area of the gearing and the bearings, which necessitates constant lubrication. In addition, the switching mechanism of the clutch is designed in such a way that forces are generated via external hydraulic pistons that are connected to the foundation, which load both the drive train and the foundation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine betriebssichere unkomplizierte Propellerwellen-Schaltkupplung zu schaffen, welche das Antriebsdrehmoment verdrehspielfrei oder verdrehspielarm übertragen kann.The invention is based on the object Basically, a reliable, uncomplicated propeller shaft clutch to create which the drive torque without backlash or transmitted with little backlash can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Durch die erfindungsgemäße Propellerwellen-Schaltkuppplung kann der Hauptmotor einfach und unkompliziert an die Propellerwelle an – oder abgekuppelt werden. Durch die Ausführung als Zahnkupplung mit keilförmiger Verzahnung ist die Schaltkupplung verdrehspielfrei oder verdrehspielarm und kann das Hauptantriebsdrehmoment mit hoher Sicherheit übertragen.By the propeller shaft clutch according to the invention the main motor can be attached to the propeller shaft simply and easily on - or be uncoupled. Due to the design as a tooth coupling with wedge-shaped The gear coupling is free of backlash or low backlash and can transmit the main drive torque with high certainty.

Aufgrund ihrer einfachen Betätigung lässt sich eine erfindungsgemäße Schaltkupplung in vorteilhafter Weise regelmäßig nutzen.Because of their simple operation, a clutch according to the invention use regularly in an advantageous manner.

Durch die Anordnung von Distanzstücken kann der Verschiebeweg der Kupplungshülse auf den Kupplungsnaben begrenzt werden, wodurch die Belastung der Verzahnungen mit der axialen Schaltkraft und ein unzulässig hohes Verkeilen der Verzahnungen in vorteilhafter Weise verhindert werden können.The arrangement of spacers can the displacement of the coupling sleeve be limited to the coupling hubs, thereby reducing the load on the Gears with the axial switching force and an impermissibly high Wedging of the teeth can be prevented in an advantageous manner can.

Durch die direkte Anordnung der Schaltelemente auf der Kupplung selbst – ohne Anbindung an das Fundament – wird weder der Antriebsstrang noch das Fundament durch Schaltkräfte belastet und die Dichtungen des vorzugsweise hydrau lisch betätigten Schaltkolbens sind in keinem Betriebszustand einer relativen Drehbewegung ausgesetzt.Due to the direct arrangement of the switching elements on the clutch itself - without Connection to the foundation - will neither the drivetrain nor the foundation are loaded by switching forces and the seals of the preferably hydraulically operated switching piston are not exposed to a relative rotational movement in any operating state.

Die Propellerwellen-Schaltkupplung kann mit einer Axial-Lager-Anordnung ausgestattet werden, welche die Propellerkräfte in eingekuppeltem Betriebszustand in vorteilhafter Weise auf das Schiffsdrucklager weiterleitet und im ausgekuppelten Zustand die Axialkräfte des Propellers selbst aufnehmen kann.The propeller shaft clutch can be equipped with an axial bearing arrangement, which the propeller forces in the engaged operating state in an advantageous manner on the Ship thrust bearing forwards and in the disengaged state axial forces of the propeller itself.

Die Schaltkupplung kann mit einem Stützzapfen ausgeführt werden, an welchem sich die beiden Kupplungshälften über zwei Radiallager gegeneinander abstützen können und unzulässiges Verschränken oder Klaffen der beiden Kupplungshälften in vorteilhafter Weise verhindert werden kann.The clutch can with a supporting pin accomplished be on which the two coupling halves against each other via two radial bearings support can and illegal fold or gaping the two coupling halves in an advantageous manner can be prevented.

Bei ausgekuppelter Propellerwellen-Schaltkupplung kann die Propellerwelle in vorteilhafter Weise durch den Propellerwellen-Generator angetrieben werden, indem dieser als Elektromotor betrieben wird. Dadurch kann auf einen zusätzlichen Motor verzichtet werden und es können in vorteilhafter Weise Bauraum und Investitionskosten gespart werden. Der Propellerwellengenerator kann bei allen Fahrstufen mit geringer Schiffsgeschwindigkeit sowie auch im Notfall, wenn beispielsweise der Hauptmotor ausfällt, als Antriebselektromotor eingesetzt werden und bei normaler Marschfahrt kann er für die ökonomische Bordstromerzeugung herangezogen werden.When the propeller shaft clutch is disengaged, the propeller shaft can advantageously be driven by the propeller shaft generator by operating it as an electric motor. As a result, an additional motor can be dispensed with and construction space and investment costs can be saved in an advantageous manner. The propeller shaft generator can be used at all speeds with low ship speed and also in an emergency, for example if the main engine fails, can be used as a drive electric motor and during normal cruising it can be used for the economical generation of on-board power.

Durch die Verwendung des Propellerwellen-Generators als alternativen Antrieb für die Propellerwelle können auch ältere Schiffsantriebe in einfacher Weise auf die strengeren Sicherheitsanforderungen mit einem zweiten Antriebsmotor nachgerüstet werden.By using the propeller shaft generator as an alternative drive for the propeller shaft can even older ones Ship propulsion in a simple way to meet the stricter safety requirements can be retrofitted with a second drive motor.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit der Beschreibung.Additional features and advantages result itself from the subclaims in connection with the description.

Nachfolgend werden die Merkmale der vorliegenden Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. In den zugehörigen schematischen Zeichnungen zeigt, dieBelow are the characteristics of the present invention based on a preferred embodiment explained in more detail. In the associated schematic Shows drawings that

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Antriebsanlage und 1 a block diagram of a drive system according to the invention and

2 stellt eine erfindungsgemäße Propellerwellen-Schaltkupplung dar. 2 represents a propeller shaft clutch according to the invention.

Die 1 zeigt schematisch die Anordnung der erfindungsgemäßen Elemente einer beispielhaften Schiffsantriebsanlage. Ein Hauptmotor 1 treibt eine Propellerwelle 2 an, welche an ihrem wasserseitigen Ende einen Propeller 3 trägt. Mit der Propellerwelle 2 ist über eine elastische Kupplung 9 ein zu einem Getriebe 5 gehörendes Zahnrad verbunden, welches einen Propellerwellen-Generator 4 antreibt. Das Getriebe 5 ist vorzugsweise ein Übersetzungsgetriebe wie es beispielsweise aus der EP 0 140 010 B1 bekannt ist. Neben dem Propellerwellen-Generator 4 ist ein weiterer Generator 7 zur Bordstromversorgung des Schiffes vorgesehen, der von einem weiteren Motor 8 angetrieben wird. Der Motor 8 ist vorzugsweise ein Dieselmotor und es ist selbstverständlich auch möglich – je nach Bedarf – weitere derartige Motor-Generator-Anordnungen auf dem Schift vorzusehen.The 1 shows schematically the arrangement of the elements of the invention of an exemplary ship propulsion system. A main engine 1 drives a propeller shaft 2 which has a propeller at its water-side end 3 wearing. With the propeller shaft 2 is via an elastic coupling 9 one to a gearbox 5 belonging gear connected to a propeller shaft generator 4 drives. The gear 5 is preferably a transmission gear such as from the EP 0 140 010 B1 is known. In addition to the propeller shaft generator 4 is another generator 7 provided for on-board power supply to the ship by another engine 8th is driven. The motor 8th is preferably a diesel engine and it is of course also possible - depending on requirements - to provide further such motor-generator arrangements on the ship.

An der Propellerwelle 2 ist eine Kupplung 6 angeordnet, mit der sich die Antriebsverbindung zwischen dem Hauptmotor 1 und dem Propeller 3 trennen bzw. herstellen lässt. Die Kupplung 6 ist zwischen der Abzweigstelle für den Propellerwellengenerator 4 und dem Hauptmotor 1 eingebaut. Bei geöffneter Kupplung 6 kann der Propellerwellen-Generator 4 als Elektromotor betrieben werden und den Propeller 3 über das Getriebe 5 antreiben. Seine Stromversorgung kann dabei durch den anderen Generator 7 bereitgestellt werden. Zur Regelung des Elektromotors 4 können entsprechende Steuerungs- und/oder Regeleinrichtungen vorgesehen werden.On the propeller shaft 2 is a clutch 6 arranged with which the drive connection between the main motor 1 and the propeller 3 can be separated or manufactured. The coupling 6 is between the branch point for the propeller shaft generator 4 and the main engine 1 built-in. With the clutch open 6 can the propeller shaft generator 4 be operated as an electric motor and the propeller 3 about the transmission 5 drive. Its power supply can be provided by the other generator 7 to be provided. To control the electric motor 4 appropriate control and / or regulating devices can be provided.

Zur Schonung des Hauptdieselmotors 1 und/oder aus ökonomischen Gründen kann es sinnvoll sein, den Elektromotor 4 nicht nur im selten auftretenden Notfall einzusetzen, sondern auch bei allen Fahrstufen des Schiffes, die mit niedriger Schiffsgeschwindigkeit und somit mit niedriger Antriebsleistung durchgeführt werden. Bei Stillstand der Propellerwelle 2 kann der Hauptmotor 1 durch die Propellerwellen-Schaltkupplung 6 an- und abgekoppelt werden.To protect the main diesel engine 1 and / or for economic reasons it may be useful to use the electric motor 4 not only to be used in rare emergencies, but also at all speeds of the ship, which are carried out with low ship speed and thus with low propulsion power. When the propeller shaft is at a standstill 2 can the main engine 1 through the propeller shaft clutch 6 be coupled and uncoupled.

Es ist auch möglich, durch die Positionierung einer Propellerwellen-Schaltkupplung zwischen Propeller 3 und Getriebe 5 den Propellerwellengenerator 4 – bei stillstehendem Propeller 3 – über den Hauptmotor 1 anzutreiben.It is also possible to position a propeller shaft clutch between the propellers 3 and gears 5 the propeller shaft generator 4 - with the propeller stopped 3 - via the main engine 1 drive.

Die 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung der Propellerwellen-Schaltkupplung 6. Die erste Kupplungshälfte besteht aus einem Flansch 10 und einer ersten außenverzahnten Kupplungsnabe 11, welche vorzugsweise durch Schrauben an der Kupplungshälfte befestigt ist. Mit der ersten Kupplungshälfte ist ein Zapfen 18 starr verbunden, der sich ins Innere der anderen hohlwellenförmigen Kupplungshälfte erstreckt. Die zweite Kupplungshälfte stützt sich mittels Radiallagern 19, 26 drehbar an dem Zapfen 18 ab, wodurch ein Verschränken und Klaffen der beiden entkuppelten Kupplungshälften verhindert wird.The 2 shows an exemplary embodiment of the propeller shaft clutch 6 , The first coupling half consists of a flange 10 and a first externally toothed clutch hub 11 , which is preferably attached to the coupling half by screws. With the first coupling half is a pin 18 rigidly connected, which extends inside the other hollow shaft-shaped coupling half. The second half of the coupling is supported by radial bearings 19 . 26 rotatable on the pin 18 from, which prevents entanglement and gaping of the two uncoupled coupling halves.

An der zweiten Kupplungshälfte ist eine weitere außenverzahnte Kupplungsnabe 12 angeordnet, welche ebenfalls vorzugsweise verschraubt ist. Weiterhin ist an der zweiten Kupplungshälfte ein Schaltelement 15 vorgesehen, welches über Stege 22 mit einer innenverzahnten Kupplungshülse 13 verbunden ist. Mit dem Schaltelement 15 kann die Kupplungshülse 13 in axialer Richtung parallel zur Drehachse 29 der Schaltkupplung 6 verschoben werden. In der oberen Zeichnungshälfte befindet sich die Kupplungshülse 13 in ausgekuppelter Stellung. Durch die – vorzugsweise hydraulische – Betätigung des Schaltelements 15 kann die Kupplungshülse 13 in Richtung der anderen Kupplungshälfte verschoben wer den und umschließt dann – wie aus der unteren Zeichnungshälfte hervorgeht – beide Kupplungsnaben 11 und 12. Durch die Verzahnungen der Kupplungsnaben 11, 12 sowie der Kupplungshülse 13 sind die beiden Kupplungshälften in dieser Schaltstellung formschlüssig drehfest miteinander verbunden und stellen eine Antriebsverbindung mit hoher Betriebssicherheit dar.On the second coupling half there is a further externally toothed coupling hub 12 arranged, which is also preferably screwed. There is also a switching element on the second coupling half 15 provided which over webs 22 with an internally toothed coupling sleeve 13 connected is. With the switching element 15 can the coupling sleeve 13 in the axial direction parallel to the axis of rotation 29 the clutch 6 be moved. The coupling sleeve is located in the upper half of the drawing 13 in disengaged position. By - preferably hydraulic - actuation of the switching element 15 can the coupling sleeve 13 in the direction of the other half of the clutch and then encloses - as can be seen from the lower half of the drawing - both clutch hubs 11 and 12 , Through the toothing of the coupling hubs 11 . 12 and the coupling sleeve 13 the two coupling halves are positively connected to each other in this switching position and represent a drive connection with high operational reliability.

Wie aus 2a hervorgeht ist die Kupplungsverzahnung keilförmig ausgeführt, das heißt die Zahnlücken der Kupplungsnaben 11, 12 verkleinern sich über ihre Breite – und zwar in der Richtung des Verschiebeweges der Kupplungshülse 13 beim Einkuppeln der Propellerwellenschaltkupplung – während sich die Zahnlücken der Kupplungshülse 13 in entgegengesetzter Richtung verkleinern. Dadurch lässt sich das Flankenspiel in der Verzahnung, welches für das Verdrehspiel der Kupplung verantwortlich ist, durch den Aufschiebeweg der Kupplungshülse 13 einstellen. Die Verzahnungen der Kupplungsnaben 11, 12 sowie der Kupplungshülse 13 weisen den gleichen Keilwinkel auf und die Keilform ist vorzugsweise symmetrisch. Die Kupplungsnaben 11, 12 bilden, bei eingekuppelter Kupplung gemeinsam mit einer dazwischen angeordneten Axiallagerhälfte 27 eine zusammengehörende Keileinheit. Die Kupplungshülse 13 bildet eine zweite Keileinheit. Damit die Verzahnung im eingekuppelten Zustand nicht durch die axiale Schaltkraft belastet wird, kann am Schaltelement 15 oder an der Kupplungshülse 13 eine Axialwegbegrenzung vorgesehen werden. Vorzugsweise wird der Axialweg des Schaltelementes 15 durch Distanzstücke 23 begrenzt, welche gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind und als Anschläge für das Schaltelement 15 dienen. Es ist jedoch auch möglich Anschläge vorzusehen, an welchen der Weg der Kupplungshülse 13 direkt begrenzt wird.How out 2a the coupling teeth are wedge-shaped, that means the tooth gaps of the coupling hubs 11 . 12 decrease in width - in the direction of the displacement of the coupling sleeve 13 when engaging the propeller shaft clutch - while the tooth gaps of the clutch sleeve 13 decrease in the opposite direction. As a result, the backlash in the toothing, which is responsible for the torsional backlash of the coupling, can be achieved by sliding the coupling sleeve open 13 to adjust. The toothing of the coupling hubs 11 . 12 and the coupling sleeve 13 have the same wedge angle and the wedge shape is in front preferably symmetrical. The clutch hubs 11 . 12 form, with the clutch engaged together with an axial bearing half arranged between them 27 a matching wedge unit. The coupling sleeve 13 forms a second wedge unit. The gearshift element can be used to ensure that the teeth are not loaded by the axial switching force when engaged 15 or on the coupling sleeve 13 an axial travel limit can be provided. The axial travel of the switching element is preferred 15 through spacers 23 limited, which are arranged evenly distributed around the circumference and as stops for the switching element 15 serve. However, it is also possible to provide stops on which the path of the coupling sleeve 13 is directly limited.

Besonders vorteilhaft ist es, das Flankenspiel in der Kupplungs-Verzahnung bereits beim Zusammenbau der Kupplung festzulegen, indem die Axialwegbegrenzungen 23 entsprechend eingestellt werden. Je nachdem welchen Verschiebe-Weg die Axialwegbegrenzungen 23 zulassen, kann die Kupplungshülse 13 mehr oder weniger weit über die Kupplungsnaben 11, 12 geschoben werden, so dass das Flankenspiel in der Verzahnung eliminiert oder auf ein Minimum reduziert wird und die Schaltkupplung 6 kann das Antriebsdrehmoment dadurch verdrehspielfrei oder verdrehspielarm übertragen.It is particularly advantageous to determine the backlash in the coupling toothing already when assembling the coupling by the axial travel limits 23 be set accordingly. Depending on the displacement path, the axial travel limits 23 the coupling sleeve 13 more or less far over the coupling hubs 11 . 12 be pushed so that the backlash in the toothing is eliminated or reduced to a minimum and the clutch 6 can transmit the drive torque without backlash or low backlash.

Durch die Axialwegbegrenzung wird in vorteilhafter Weise ein unzulässig hohes Verkeilen der keilförmigen Verzahnung verhindert.Due to the axial travel limitation advantageously an inadmissible high wedging of the wedge-shaped Interlocking prevented.

Die 2a stellt einen Schnitt durch die Kupplungsverzahnung – gemäß Ansicht A-A aus 2 – dar, wodurch die Keilform der Kupplungsverzahnung ersichtlich wird. Die obere Darstellung zeigt die ausgerückte Stellung und die untere die eingerückte Stellung.The 2a shows a section through the coupling teeth - according to view AA 2 - represents, whereby the wedge shape of the clutch teeth is visible. The upper illustration shows the disengaged position and the lower the indented position.

Die Kupplungsverzahnung ist vorzugsweise oberflächengehärtet und geschliffen.The coupling teeth are preferably surface hardened and ground.

Wie aus 2 ersichtlich ist, umschließt das Schaltelement 15 zum axialen Verschieben der Kupplungshülse 13 die hohlwellenförmige Kupplungshälfte muffenartig und schließt mit – sich radial nach innen erstreckenden – Wandungen an die Kupplungshälfte an. An der Kupplungshälfte ist ein umlaufender Bund 16 angeordnet ist, der den Zwischenraum zwischen dem Schaltelement 15 und der äußeren Mantelfläche der Kupplungshälfte in zwei Druckräume 17, 21 unterteilt. Zur Abdichtung der Druckräume 17, 21 sind am Schaltelement 15 und am Bund 16 umlaufende Dichtungen 28 vorgesehen. Das Schaltelement 15 stützt die vorzugsweise hydraulisch erzeugte Schaltkraft an dem Bund 16 der einen Kupplungshälfte ab, so dass auf eine Anbindung an das Fundament verzichtet werden kann. Dadurch bleiben die Dichtungen 28 jederzeit frei von relativen Drehbewegungen und die Axialkraft des Schaltelementes 15 führt nicht zu einer Belastung der Wellenleitung und des Fundaments. Die Druckräume 17, 21 sind über Ölkanäle 14, 30 an eine Druckölversorgung angeschlossen und können unabhängig voneinander gesteuert mit Öl befüllt werden. Mit der Befüllung der ersten Druckkammer 17 verschiebt sich das Schaltelement 15 in axialer Richtung parallel zur Drehachse 29 und zieht die – über die Stege 22 verbundene – Kupplungshülse 13 von der einen Kupplungsnabe 11 herunter. Damit sind die beiden Kupplungshälften voneinander entkuppelt und lassen sich gegeneinander verdrehen. Zum Einkuppeln, das heißt zum Herstellen einer drehfesten Verbindung zwischen den Kupplungshälften, wird der andere Druckraum 21 mit Öl befüllt, während sich der erste Duckraum 17 entleert. Das Schaltelement 15 bewegt sich in entgegengesetzter Richtung und schiebt die Kupplungshülse 13 über die Stege 22 auf die Kupplungsnabe 11. Damit die Zähne der Kupplungshülse 13 beim Einkuppeln nicht an die Zähne der Kupplungsnabe 11 stoßen, ist es vorteilhaft entsprechende Anlaufschrägen vorzusehen. Andere Mittel zum Synchronisieren der Verzahnungen sind auch möglich.How out 2 can be seen, encloses the switching element 15 for axial displacement of the coupling sleeve 13 the hollow shaft-shaped coupling half like a sleeve and adjoins the coupling half with walls that extend radially inwards. There is a circumferential collar on the coupling half 16 is arranged, the space between the switching element 15 and the outer surface of the coupling half in two pressure chambers 17 . 21 divided. For sealing the pressure rooms 17 . 21 are on the switching element 15 and at the federal government 16 circumferential seals 28 intended. The switching element 15 supports the preferably hydraulically generated switching force on the collar 16 one half of the coupling, so that there is no need for a connection to the foundation. This keeps the seals 28 free of relative rotary movements and the axial force of the switching element at all times 15 does not lead to stress on the waveguide and the foundation. The pressure rooms 17 . 21 are about oil channels 14 . 30 connected to a pressure oil supply and can be filled with oil independently of one another in a controlled manner. With the filling of the first pressure chamber 17 the switching element moves 15 in the axial direction parallel to the axis of rotation 29 and pulls them over the bridges 22 connected - coupling sleeve 13 from one clutch hub 11 down. So that the two coupling halves are uncoupled from each other and can be rotated against each other. The other pressure chamber is used for engaging, that is, for establishing a rotationally fixed connection between the coupling halves 21 filled with oil while the first pressure room 17 emptied. The switching element 15 moves in the opposite direction and pushes the coupling sleeve 13 over the bridges 22 on the clutch hub 11 , So that the teeth of the coupling sleeve 13 when engaging not on the teeth of the clutch hub 11 bump, it is advantageous to provide appropriate chamfers. Other means of synchronizing the gears are also possible.

Aufgrund der Anordnung des Schaltelements 15 um die eine Kupplungshälfte herum, wird die hydraulische Wirkfläche des Schaltelements 15 durch eine große Kreisringfläche gebildet. Da sich die Schaltkraft aus dem Produkt von Fläche und Hydraulikdruck ergibt, sind bei dieser vorteilhaften Anordnung – mit der relativ großen Wirkfläche – nur geringe Öldrücke erforderlich, um die Schaltkraft zu erzeugen. Die entsprechenden Hydraulikdrücke können von der ohnehin vorhandenen Ölversorgungsanlage des Schiffs erzeugt werden.Due to the arrangement of the switching element 15 around the one coupling half, the hydraulic effective surface of the switching element 15 formed by a large circular area. Since the switching force results from the product of the area and hydraulic pressure, with this advantageous arrangement - with the relatively large effective area - only low oil pressures are required to generate the switching force. The corresponding hydraulic pressures can be generated by the ship's already existing oil supply system.

In eingekuppeltem Zustand kann die Schaltkupplung 6 das Drehmoment des Hauptmotors mit hoher Sicherheit verdrehspielfrei oder verdrehspielarm auf den Propeller übertragen. Zur Übertragung des Propellerschubes auf das Schiffsdrucklager können zwischen den beiden Kupplungshälften Druck- bzw. Axiallager 25, 27 vorgesehen werden. In eingekuppeltem Zustand tritt an den Drucklagern 25, 27 keine relative Drehbewegung auf und der Axialschub vom Propeller, welcher über die Propellerwelle mit dem ersten Flansch 10 verbunden ist, setzt das Drucklager 27 auf Block. Die Axialkraft wird somit von der ersten Kupplungshälfte über das stillstehende Drucklager 27 auf die Stirnseite der Kupplungsnabe 12 der anderen Kupplungshälfte und über deren Flansch 20 auf den anderen Abschnitt der Propellerwelle übertragen. Dieser Abschnitt der Propellerwelle ist vorzugsweise mit dem Hauptantriebsmotor verbunden und leitet die Axialkräfte über das Schiffsdrucklager in das Fundament ein. Zur Aufnahme von Axialkräften in umgekehrter Richtung, wie sie beispielsweise bei Rückwärtsfahrt auftreten, ist am Zapfen 18 ein Bund 24 vorgesehen, der sich über das Drucklager 25 an der – dem Hauptmotor zugewandten Stirnseite der – Kupplungsnabe 12 abstützt. Diese Zugkraft des Propellers wird über den, mit dem Flansch 20 verbundenen, Propellerwellenabschnitt auf das Schiffsdrucklager weitergeleitet.When engaged, the clutch can 6 transmit the torque of the main motor to the propeller with a high degree of backlash or low backlash. To transfer the propeller thrust to the ship's thrust bearing, thrust or thrust bearings can be placed between the two coupling halves 25 . 27 be provided. When engaged, occurs on the thrust bearings 25 . 27 no relative rotation and the axial thrust from the propeller, which is via the propeller shaft with the first flange 10 connected, the thrust bearing sets 27 on block. The axial force is thus from the first coupling half via the stationary thrust bearing 27 on the face of the clutch hub 12 the other half of the coupling and its flange 20 transferred to the other section of the propeller shaft. This section of the propeller shaft is preferably connected to the main drive motor and introduces the axial forces into the foundation via the ship's thrust bearing. To absorb axial forces in the opposite direction, such as occur when driving backwards, is on the pin 18 A bunch 24 provided, which extends over the thrust bearing 25 on the front side of the clutch hub facing the main motor 12 supported. This pulling force of the propeller is over that with the flange 20 connected, propeller shaft section forwarded to the ship's thrust bearing.

Da in eingekuppeltem Zustand weder an der Kupplungsverzahnung, noch in den Axiallagern 25, 27 entsprechende Relativbewegungen auftreten, kann in diesem Betriebszustand auf eine Schmierung dieser Teile verzichtet werden.Since in the engaged state neither on the clutch teeth, nor in the thrust bearings 25 . 27 corresponding relative movements occur, lubrication of these parts can be dispensed with in this operating state.

Bei ausgeschalteter Kupplung 6, das heißt bei getrennter Antriebsverbindung zwischen den beiden Kupplungshälften, kann der – mit dem Flansch 10 verbundene – Propeller wie bereits beschrieben durch den Propellerwellengenerator angetrieben werden. In diesem Betriebszustand steht der Hauptmotor und die über den entsprechenden Propellerwellenabschnitt und den Flansch 20 verbundene Kupplungshälfte. Die angetriebene und die stehende Kupplungshälfte drehen sich relativ zueinander und die Drucklager 25, 27 können die Axialkräfte des Propellers sicher aufnehmen. Die Drucklager 25, 27 sind vorzugsweise als Gleitlager ausgeführt und werden in diesem Betriebszustand durch Ölkanäle mit Schmieröl versorgt, so dass sich an den Gleitflächen entsprechende Schmierfilme bilden können. Auftretende Schubkräfte, welche die Kupplungshälften zusammenschieben, werden durch das erste Drucklager 27 zwischen der ersten Kupplungshälfte und der gegenüberliegenden Stirnseite der Kupplungsnabe 12 der anderen Kupplungshälfte aufgenommen. Zugkräfte, wie sie beispielsweise bei umgekehrter Antriebsrichtung auftreten können, werden vom Bund 24, der fest auf dem Zapfen 18 der ersten Kupplungshälfte angeordnet ist, in das Drucklager 25 eingeleitet, welches sich an der anderen Stirnseite der Kupplungsnabe 12, der stehenden Kupplungshälfte abstützt.With clutch off 6 , that is, with separate drive connection between the two coupling halves, can - with the flange 10 connected - propellers are driven by the propeller shaft generator as already described. In this operating state, the main motor and the corresponding propeller shaft section and the flange are 20 connected coupling half. The driven and the stationary coupling half rotate relative to each other and the thrust bearing 25 . 27 can safely absorb the axial forces of the propeller. The thrust bearing 25 . 27 are preferably designed as plain bearings and are supplied with lubricating oil through oil channels in this operating state, so that appropriate lubricating films can form on the sliding surfaces. Any thrust that pushes the coupling halves together is caused by the first thrust bearing 27 between the first coupling half and the opposite end of the coupling hub 12 the other coupling half added. The federal government provides tensile forces, such as those that can occur when the drive direction is reversed 24 that is firmly on the tenon 18 the first coupling half is arranged in the thrust bearing 25 initiated, which is on the other end of the clutch hub 12 , supports the standing coupling half.

11: Hauptmotormain engine
22: Propellerwellepropeller shaft
33: Propellerpropeller
44: (Propellerwellen-)Generator/Elektromotor(Propeller shaft) generator / motor
55: Getriebetransmission
66: Kupplungclutch
77: Generatorgenerator
88th: Dieselmotordiesel engine
99: elastische Kupplungelastic clutch
1010: Flanschflange
1111: Kupplungsnabeclutch
1212: Kupplungsnabeclutch
1313: Kupplungshülsecoupling sleeve
1414: Ölkanaloil passage
1515: Schaltelementswitching element
1616: BundFederation
1717: Druckraumpressure chamber
1818: Zapfenspigot
1919: Lagercamp
2020: Flanschflange
2121: Druckraumpressure chamber
2222: Stegweb
2323: Distanzstückspacer
2424: BundFederation
2525: Drucklager/AxiallagerThrust bearing / thrust bearings
2626: Radiallagerradial bearings
2727: Drucklager/AxiallagerThrust bearing / thrust bearings
2828: Dichtungpoetry
2929: Drehachseaxis of rotation
3030: Ölkanaloil passage

Claims

Propeller shaft clutch for disconnecting or connecting a drive connection between a drive machine ( 1 ) and a propeller ( 3 ), the clutch ( 6 ) a tooth coupling with externally toothed coupling hubs ( 11 . 12 ) and one on the clutch hubs ( 11 . 12 ) axially slidable internally toothed coupling sleeve ( 13 ), characterized in that the teeth of the coupling hubs ( 11 . 12 ) and the coupling sleeve ( 13 ) are wedge-shaped in the width direction, so that the backlash in the toothing when sliding on the coupling sleeve ( 13 ) due to the displacement of the coupling sleeve ( 13 ) is adjustable.

Propeller shaft clutch according to claim 1, characterized in that for switching the clutch ( 6 ) a hydraulic switching element ( 15 ) is provided, through which the coupling sleeve ( 13 ) can be moved in the axial direction and spacers to limit the switching travel ( 23 ) are provided.

Propeller shaft clutch according to one of the preceding claims, characterized in that the clutch ( 6 ) from Funda ment is decoupled and the switching element ( 15 ) on the clutch ( 6 ) supports.

Propeller shaft clutch according to one of the preceding claims, characterized in that the switching element ( 15 ) which encloses a coupling half like a sleeve and connects to the coupling half with walls extending radially inwards and a circumferential collar on the coupling half ( 16 ) is arranged, the space between the switching element ( 15 ) and the coupling half in two pressure chambers ( 17 . 21 ), which can each be supplied with pressure oil and seals ( 28 ) are provided, which the pressure rooms ( 17 . 21 ) to prevent oil from escaping, the switching element ( 15 ) when filling the oil in one pressure chamber ( 17 ) on the coupling half in the axial direction and the over webs ( 22 ) coupled coupling sleeve ( 13 ) from the clutch hub ( 11 ) pulls down and when filling the other pressure chamber ( 21 ) the switching element ( 15 ) moves in the opposite direction and the coupling sleeve ( 13 ) on the clutch hub ( 11 ) postpones.

Propeller shaft clutch according to one of the preceding claims, characterized in that for mutual support of the coupling halves on the clutch ( 6 ) a support pin ( 18 ) and radial bearing ( 19 . 26 ) are provided.

Propeller shaft clutch according to one of the preceding claims, characterized in that on the clutch ( 6 ) Thrust bearing ( 25 . 27 ) are provided, which transmit the forces introduced by the propeller to the ship's thrust bearing in the coupled switching state and absorb them themselves in the disengaged switching state.

Propeller shaft clutch according to one of the preceding Expectations, characterized in that the teeth of the coupling teeth are surface hardened and are ground.

Propeller shaft clutch, in particular according to one of the preceding claims, for use in a ship propulsion system with a main motor ( 1 ) to drive a propeller ( 3 ) via a propeller shaft ( 2 ), from the power to a propeller shaft generator ( 4 ) can be branched off, and on the propeller shaft ( 2 ) to disconnect the drive connection between propeller ( 3 ) and main motor ( 1 ) a clutch is arranged, as well as other means ( 7 . 8th ) are provided for generating electrical power, characterized in that the propeller shaft clutch ( 6 ) in the area between the junction for the generator ( 4 ) and the main motor ( 1 ) is arranged and the propeller ( 3 ) by the propeller generator ( 4 ) which can be driven by electricity from the other power generation means ( 7 . 8th ) can be operated as an electric motor.

Propeller shaft clutch according to claim 8, characterized in that the further means ( 7 . 8th ) to generate electrical power from at least one other motor ( 8th ) to drive at least one other generator ( 7 ) consist.

Propeller shaft clutch according to claim 8 or 9, characterized in that the propeller shaft generator ( 4 ) through a transmission gear ( 5 ) and an elastic coupling ( 9 ) with the propeller shaft ( 2 ) connected is.