DE19819335C2 - Ship main drive - Google Patents

Ship main drive

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Description

Die Erfindung betrifft einen Schiffshauptantrieb nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a ship main drive according to the preamble of Claim 1.

Bei einem Schiffshauptantrieb steht der Propeller des Schiffes über eine Antriebswelle unter Zwischenschaltung einer Abschaltkupplung mit dem Hauptmotor in Antriebsverbindung. Weiterhin ist ein Notantrieb vorhanden, mit dem das Schiff bei einem Ausfall des Hauptmotors antreibbar ist. Der Notantrieb enthält einen Hilfsmotor, der über ein Getriebe mit der Antriebswelle im Bereich zwischen dem Propeller und der Abschaltkupplung kuppelbar ist. Bei der Abschaltkupplung handelt es sich um eine nur im Stillstand schaltbare Kupplung. Dies bedingt, daß wertvolle Zeit vergeht, bis der Hauptmotor samt Antriebswelle steht, die Abschaltkupplung getrennt und der Notantrieb angekuppelt werden kann. In dieser Zeit ist das Schiff manövrierunfähig und kann mit Hindernissen kollidieren. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise auf Seite 23 der November Ausgabe des Jahres 1996 der Zeitschrift "The Motor Ship" dargestellt.In the case of a ship's main propulsion system, the ship's propeller stands above one Drive shaft with the interposition of a shut-off clutch Main motor in drive connection. There is also an emergency drive with which the ship can be driven in the event of a failure of the main engine. The emergency drive contains an auxiliary motor that is connected to the drive shaft by a gearbox in the area can be coupled between the propeller and the shut-off clutch. In the Switch-off clutch is a clutch that can only be switched when it is at a standstill. This means that valuable time passes until the main motor including the drive shaft the shutdown clutch is disconnected and the emergency drive is coupled can. During this time the ship is unable to maneuver and can face obstacles collide. Such an arrangement is for example on page 23 of the November 1996 issue of "The Motor Ship" magazine.

Aus der DE 196 23 914 A1 ist ebenfalls ein derartiger Antrieb bekannt, wobei zur Trennung der Antriebsmaschine von der Propellerwelle eine hydraulisch schaltbare Bolzenkupplung vorgesehen ist.Such a drive is also known from DE 196 23 914 A1, whereby for Hydraulic separation of the drive machine from the propeller shaft switchable pin coupling is provided.

Das Prospekt "HYGUARD Sicherheitskupplungen; Brechbolzen-Kupplungen; TORLOC Spannelemente" der Firma RENK TACKE GmbH zeigt hydraulische Sicherheitskupplungen, welche zwei Kupplungshälften kraftschlüssig miteinander verbinden. Der Kraftschluß wird durch ein Element erzeugt, welches mit Hydrauliköl befüllt wird und sich zwischen den Kupplungsteilen verspannt. Durch die Höhe des Öldruckes kann das übertragbare Drehmoment festgelegt werden. Sobald die Sicherheitskupplung mit dem entsprechenden Drehmoment belastet wird, verdrehen sich die Kupplungsteile gegeneinander und ein Unterbrecherbügel schert den Verschluss des Druckelements ab, so daß sich der Öldruck abbaut und die Kupplung abgeschaltet wird.The brochure "HYGUARD Safety Couplings; Breaking Pin Couplings; TORLOC clamping elements "from RENK TACKE GmbH shows hydraulic Safety clutches, which are two coupling halves non-positively with each other connect. The frictional connection is generated by an element that with Hydraulic oil is filled and clamped between the coupling parts. By the amount of oil pressure, the transmissible torque can be determined. As soon as the safety clutch is loaded with the appropriate torque the coupling parts turn against each other and a breaker bracket shears off the closure of the pressure element, so that the oil pressure is reduced and the clutch is switched off.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schiffshauptantrieb zu schaffen, der eine schnelle Zuschaltung des Notantriebs gestattet.It is an object of the invention to provide a main ship propulsion system which has a rapid activation of the emergency drive allowed.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Schiffshauptantrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dank der hydraulischen Sicherheitskupplung ist der Hauptmotor bei einer Störung sofort, also auch bei noch drehendem Motor, von der Antriebswelle trennbar. Somit ist der Notantrieb schnell an die Antriebswelle kuppelbar und das Schiff weiterhin antreibbar, womit die Sicherheit vor Kollisionen erhöht wird. Die Sicherheitskupplung kann beim Notbetrieb auch die Axialkraft des Propellers aufnehmen, wodurch platz- und kostensparend auf ein bisheriges Drucklager auf der Antriebswelle verzichtet werden kann.The object is achieved with a generic Main ship drive with the characterizing features of claim 1 solved. Thanks to the hydraulic safety clutch, the main motor is at one Fault immediately, i.e. even with the engine still rotating, from the drive shaft separable. Thus, the emergency drive can be quickly coupled to the drive shaft and that The ship can still be driven, which increases safety against collisions. The The safety clutch can also support the axial force of the propeller during emergency operation  record, which saves space and costs on a previous thrust bearing the drive shaft can be dispensed with.

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

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt schematisch:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment become. The accompanying drawings show schematically:

Fig. 1 einen Schiffshauptantrieb, Fig. 1 shows a ship main drive,

Fig. 2 die Einzelheit II von Fig. 1. Fig. 2 shows the detail II of Fig. 1,.

Fig. 1 zeigt einen Schiffshauptantrieb, bei dem ein Propeller 1 über eine Antriebswelle 2 unter Zwischenschaltung einer hydraulischen Sicherheitskupplung 3 mit einem Hauptmotor 4 verbunden ist. Der Schiffshauptantrieb enthält weiterhin einen Notantrieb 5, dessen Hilfsmotor 6 über ein Getriebe 7 im Bereich zwischen dem Propeller 1 und der hydraulischen Sicherheitskupplung 3 mit der Antriebswelle 2 kuppelbar ist. Fig. 1 zeigt weiterhin ein Stevenrohr 8, durch das die Antriebswelle 2 von außen in den Schiffskörper führt, ein Wellenlager 9, eine Hülsenkupplung 10, eine Propeller-Verstelleinheit 11 und eine elastische Kupplung 12. Fig. 1 shows a ship main drive, in which is a propeller 1 through a drive shaft 2 with the interposition of a hydraulic safety clutch 3 connected to a main motor 4. The ship's main drive also contains an emergency drive 5 , the auxiliary motor 6 of which can be coupled to the drive shaft 2 via a gear 7 in the area between the propeller 1 and the hydraulic safety coupling 3 . Fig. 1 further shows a stern tube 8, through which the drive shaft 2 from the outside into the vessel, a shaft bearing 9, a sleeve coupling 10, a propeller adjustment unit 11 and an elastic coupling 12.

Als hydraulische Sicherheitskupplung 3 kommt vorteilhaft eine Safeset- oder Hyguard-Kupplung zur Anwendung. Diese Kupplungen sind dem Fachmann geläufig und im Fachhandel erhältlich. Die hydraulische Sicherheitskupplung 3 (Fig. 2) enthält eine auf das Ende der Antriebswelle 2 geschobene Kupplungsnabe 13 mit Flansch. Auf der Kupplungsnabe 13 befinden sich nebeneinander zwei Spannelemente 14, 15. Jedes Spannelement 14, 15 enthält ein Drucksystem 16, 17, das jeweils eine mit einem flüssigen Medium gefüllte Druckkammer 18, 19 enthält, die, unter Druck gesetzt, an einem Ventil 20, 21 schließbar ist. Die Drucksysteme 16, 17 sind durch Öffnen ihrer Ventile 20, 21 mittels fernbetätigbarer Öffnungsmechanismen 22, 23 druckentlastbar. Im Ausführungsbeispiel kommen an das Schiffssicherheitssystem 24 angeschlossene elektrische Hubmagnete zur Anwendung, deren Anker in den Flugkreis der Ventile 20, 21 fahrbar sind. Auf den Spannelementen 14, 15 befindet sich weiterhin ein telemetrisches System 25, das den hydraulischen Druck der Drucksysteme 16, 17 überwacht und einen Druckabfall dem Schiffssicherheitssystem 24 signalisiert. Das telemetrische System 25 enthält für jedes Drucksystem 16, 17 einen Druckmeßumformer, der entsprechend dem vorhandenen Druck ein Signal liefert, das nach Verstärkung von einem mit den Spannelementen 14, 15 mitrotierenden Sender ausgesendet, von einer Antenne aufgenommen und dem Schiffssicherheitssystem 24 zugeleitet wird. Derartige Übertragungssysteme sind dem Fachmann geläufig und brauchen deshalb nicht näher erläutert zu werden.A safety set or Hyguard coupling is advantageously used as the hydraulic safety coupling 3 . These couplings are familiar to the person skilled in the art and are available from specialist dealers. The hydraulic safety coupling 3 ( FIG. 2) contains a coupling hub 13 with a flange pushed onto the end of the drive shaft 2 . Two clamping elements 14 , 15 are located next to one another on the coupling hub 13 . Each clamping element 14 , 15 contains a pressure system 16 , 17 , each of which contains a pressure chamber 18 , 19 filled with a liquid medium, which, when pressurized, can be closed at a valve 20 , 21 . The pressure systems 16 , 17 can be relieved of pressure by opening their valves 20 , 21 by means of remotely operated opening mechanisms 22 , 23 . In the exemplary embodiment, electrical lifting magnets connected to the ship safety system 24 are used, the armatures of which can be moved into the flight circle of the valves 20 , 21 . On the tensioning elements 14 , 15 there is also a telemetric system 25 which monitors the hydraulic pressure of the pressure systems 16 , 17 and signals a pressure drop to the ship safety system 24 . The telemetric system 25 contains for each pressure system 16 , 17 a pressure transducer which, in accordance with the existing pressure, supplies a signal which, after amplification, is emitted by a transmitter which also rotates with the tensioning elements 14 , 15 , is picked up by an antenna and is fed to the ship security system 24 . Such transmission systems are familiar to the person skilled in the art and therefore do not need to be explained in more detail.

Die hydraulische Sicherheitskupplung 3 ist im vorliegenden Beispiel mit zwei Drucksystemen 16, 17 ausgestattet. Es wäre auch möglich, lediglich ein Drucksystem vorzusehen, jedoch wird mit beiden Drucksystemen 16, 17 die Redundanz verbessert. So ist bei Ausfall eines Drucksystems 16, 17 der Hauptmotor 4 weiterhin an die Antriebswelle 2 gekuppelt (wie nachfolgend noch erklärt wird), wird also weiterhin mit dem Antriebsmoment des Propellers 1 belastet und so vor lastfreiem Übertouren gesichert.In the present example, the hydraulic safety clutch 3 is equipped with two pressure systems 16 , 17 . It would also be possible to provide only one printing system, but the redundancy is improved with both printing systems 16 , 17 . Thus, if a pressure system 16 , 17 fails, the main motor 4 is still coupled to the drive shaft 2 (as will be explained below), so it is still loaded with the drive torque of the propeller 1 and thus secured against overvoltages without load.

Für den normalen Fahrbetrieb stehen die Drucksysteme 16, 17 der Spannelemente 14, 15 unter Druck. Dies bewirkt eine Dehnung der Spannelemente 14, 15 mit entsprechender Kraftausübung auf die Kupplungsnabe 13 der hydraulischen Sicherheitskupplung 3. Die Kraftausübung auf die Kupplungsnabe 13 hat deren Reibschlußverbindung mit der Antriebswelle 2 zur Folge. Dabei sind die Drücke in den Drucksystemen 16, 17 so bemessen, daß bereits unter der Wirkung eines Spannelementes 14, 15 das Drehmoment des Hauptmotors 4 auf die Antriebswelle 2 übertragen wird. For normal driving, the pressure systems 16 , 17 of the tensioning elements 14 , 15 are under pressure. This causes the tensioning elements 14 , 15 to expand with a corresponding exertion of force on the coupling hub 13 of the hydraulic safety clutch 3 . The application of force to the clutch hub 13 results in its frictional connection with the drive shaft 2 . The pressures in the pressure systems 16 , 17 are dimensioned such that the torque of the main motor 4 is transmitted to the drive shaft 2 under the action of a clamping element 14 , 15 .

Im Falle einer Betriebsstörung steuert das Schiffssicherheitssystem 24 die Öffnungsmechanismen 22, 23 an. Dabei werden deren Anker in den Flugkreis der Ventile 20, 21 gefahren. Als Folge stoßen die Ventile 20, 21 an den Ankern an und brechen weg, wodurch die Druckkammern 18, 19 geöffnet werden und deren Druck zusammenbricht. Dadurch wird die Kupplungsnabe 13 nicht mehr kraftbeaufschlagt und der Reibschluß zwischen dieser und der Antriebswelle 2 aufgehoben. Somit ist die Kuppelverbindung zwischen dem Hauptmotor 4 und der Antriebswelle 2 unterbrochen.In the event of a malfunction, the ship security system 24 controls the opening mechanisms 22 , 23 . Their anchors are moved into the flight circle of the valves 20 , 21 . As a result, the valves 20 , 21 abut the anchors and break away, whereby the pressure chambers 18 , 19 are opened and their pressure collapses. As a result, the clutch hub 13 is no longer subjected to force and the frictional engagement between the latter and the drive shaft 2 is canceled. Thus, the coupling connection between the main motor 4 and the drive shaft 2 is interrupted.

An die antriebsmäßig vom Hauptmotor 4 getrennte Antriebswelle 2 kann nunmehr der Hilfsmotor 6 über das Getriebe 7 angekuppelt werden. Der bei diesem Notbetrieb vom Propeller 1 erzeugte, in der Antriebswelle 2 herrschende Axialschub wird von einem Radiallager 26 der hydraulischen Sicherheitskupplung 3 mit aufgenommen. Es stützt sich also die Antriebswelle 2 über das Radiallager 26 an der stillstehenden Kupplungsnabe 13 ab, deren Flansch sich am Abtriebsflansch 27 des Hauptmotors 4 abstützt. So erübrigt sich ein spezielles Axiallager zur Aufnahme dieses Axialschubes.The auxiliary motor 6 can now be coupled via the transmission 7 to the drive shaft 2 , which is separated from the main motor 4 in terms of drive. The axial thrust generated by the propeller 1 in this emergency operation and prevailing in the drive shaft 2 is also taken up by a radial bearing 26 of the hydraulic safety clutch 3 . The drive shaft 2 is thus supported via the radial bearing 26 on the stationary coupling hub 13 , the flange of which is supported on the output flange 27 of the main motor 4 . This eliminates the need for a special thrust bearing to accommodate this thrust.

Die hydraulischen Drucksysteme 16, 17 können auch durch manuelles Öffnen der Ventile 20, 21 druckentlastet werden. Dies ist insbesondere dann angezeigt, wenn der Hauptmotor bei einer Havarie blockiert wird, weil dann die Öffnungsmechanismen 22, 23 die nicht umlaufenden Ventile 20, 21 abscheren können.The hydraulic pressure systems 16 , 17 can also be relieved of pressure by manually opening the valves 20 , 21 . This is particularly indicated when the main motor is blocked in the event of an accident because then the opening mechanisms 22 , 23 can shear off the non-rotating valves 20 , 21 .

Im Ausführungsbeispiel wurde als hydraulische Sicherheitskupplung 3 eine Reibungskupplung verwendet, bei der die Antriebswelle 2 und die Kupplungsnabe 13 reibschlüssig miteinander verbindbar sind. Als hydraulische Sicherheitskupplungen können auch andere Reibungskupplungen zur Anwendung kommen, beispielsweise Lamellenkupplungen, deren Kupplungsscheiben zur Erzeugung des Reibschlusses mit einem oder mehreren hydraulischen Drucksystemen belastbar sind.In the exemplary embodiment, a friction clutch was used as the hydraulic safety clutch 3 , in which the drive shaft 2 and the clutch hub 13 can be connected to one another in a frictionally locking manner. Other friction clutches can also be used as hydraulic safety clutches, for example multi-plate clutches, the clutch disks of which can be loaded with one or more hydraulic pressure systems to produce the frictional connection.

Claims (6)

1. Schiffshauptantrieb mit einem Propeller, der über eine Antriebswelle unter Zwischenschaltung einer Abschaltkupplung mit einem Hauptmotor verbunden ist, sowie mit einem Notantrieb, dessen Hilfsmotor über ein Getriebe mit der Antriebswelle im Bereich zwischen dem Propeller und der Abschaltkupplung kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltkupplung als hydraulische, mindestens ein Drucksystem (16, 17) enthaltende, durch Abbau des hydraulischen Druckes abschaltende Sicherheitskupplung (3) ausgeführt ist, wobei die Abschaltung bei Überschreitung eines zulässigen Moments selbsttätig erfolgt, außerdem die Sicherheitskupplung gesteuert oder manuell abschaltbar ist. 1.Ships main drive with a propeller, which is connected via a drive shaft with the interposition of a shutdown clutch to a main motor, and with an emergency drive, the auxiliary motor of which can be coupled via a gearbox to the drive shaft in the area between the propeller and the shutdown clutch, characterized in that the Shut-off clutch is designed as a hydraulic safety clutch ( 3 ) containing at least one pressure system ( 16 , 17 ), which shuts off by reducing the hydraulic pressure, the shutdown taking place automatically when a permissible torque is exceeded, and the safety clutch is also controlled or can be switched off manually. 2. Schiffshauptantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Sicherheitskupplung (3) zwei getrennte hydraulische Drucksysteme (16, 17) enthält.2. Ship main drive according to claim 1, characterized in that the hydraulic safety clutch ( 3 ) contains two separate hydraulic pressure systems ( 16 , 17 ). 3. Schiffshauptantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die hydraulischen Drucksysteme (16, 17) über einen fernbetätigbaren Öffnungsmechanismus (22, 23) ihrer Ventile (20, 21) druckentlastbar sind.3. Main ship propulsion system according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic pressure system (s) ( 16 , 17 ) via a remote-controlled opening mechanism ( 22 , 23 ) of their valves ( 20 , 21 ) can be relieved of pressure. 4. Schiffshauptantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die hydraulischen Drucksysteme (16, 17) durch manuelles Öffnen ihrer Ventile (20, 21) druckentlastbar sind.4. Ship main drive according to claim 1 or 2, characterized in that the hydraulic pressure system (s) ( 16 , 17 ) can be relieved of pressure by manually opening their valves ( 20 , 21 ). 5. Schiffshauptantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Druck der Sicherheitskupplung (3) mittels eines telemetrischen Systems (25) überwachbar ist. 5. Ship main drive according to one of the preceding claims, characterized in that the hydraulic pressure of the safety clutch ( 3 ) can be monitored by means of a telemetric system ( 25 ). 6. Schiffshauptantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lager (26) der hydraulischen Sicherheitskupplung (3) unter Entfall eines gesonderten Axiallagers der Antriebswelle (2) den bei Notantrieb auftretenden Axialschub des Propellers (1) aufnimmt.6. Main ship propulsion system according to one of the preceding claims, characterized in that a bearing ( 26 ) of the hydraulic safety clutch ( 3 ) accommodates the axial thrust of the propeller ( 1 ) which occurs during emergency propulsion without the need for a separate axial bearing of the drive shaft ( 2 ).
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