WO2010037741A2 - Propeller drive assembly for steering and driving a ship - Google Patents
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Definitions
- the present invention the object of the invention to propose a propeller drive arrangement of the type described above, which is constructed as compact as possible and with few components and
- a propeller drive arrangement for controlling and driving a ship with at least one drive motor and at least one transmission housing in a hull and at least one Steuer ⁇
- the cooling passage can substantially surround the areas of the transmission housing through which the lubricant flows. In this way the largest possible cooling surface is realized.
- the lubricant in the control housing is simply cooled along. If separate lubricant circuits are provided for the transmission housing and the housing, for example, a connection line between the two lubricant circuits could be provided.
- the A ⁇ triebsmotor 2 and the gear housing 5 are arranged in the hull, so outside the water.
- the control housing 8 with the propeller 9 is below the hull, so arranged in the water.
- the control housing 8 is connected via an adapter plate 13 with the ais hollow shaft formed control shaft 12, so that the control housing 8 at
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Abstract
The invention relates to a propeller drive assembly for steering and driving a ship (1), comprising at least one drive motor (2) and at least one transmission housing (5) in a hull, in addition to at least one steering housing (8) with at least one propeller (9) outside the hull. The steering housing (8) is pivotally mounted on the transmission housing (5) by means of a steering shaft (12) for steering the ship (1) and at least one cooling unit for cooling at least one lubricant is integrated into the transmission housing (5).
Description
Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes Propeller drive arrangement for controlling and driving a ship
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Propeüerantriebsanordnuπg zum Steuern und Antreiben eines Schiffes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The present invention relates to a Propeüerantriebsanordnuπg for controlling and driving a ship according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.
Es sind so genannte Pod-Antriebe für Schiffe bekannt. Derartige Antriebe sind Propeilerantriebsanordnungen zum Steuern und Antreiben eines Schiffes, die 2. B. eine strömungsgünstige Gondel als Steuergehäuse aufweisen, welche zum Steuern des Schiffes um die Hochachse drehbar beziehungsweise schwenkbar ist, Die Propeüerantriebsanordnuπg umfasst ein Getriebe, weiches 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 Schmiermittelkreϊslaufes von dem Getriebegehäuse und dem Steuergehäuse wird bei bekannten Propeiteran- triebsaπordπungen ein externer Wärmetauscher verwendet, der in dem Seewasserkreislauf des Motors angeordnet ist, der auch das Motorkühlmitte! 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 Prapellerantriebsanordnungen erhöht.So-called pod drives for ships are known. Such drives are propeller drive assemblies for controlling and propelling a ship having, for example, an aerodynamic nacelle as a control housing which is rotatable for steering the vessel about the vertical axis. The propulsion drive assembly includes a transmission coupled to a motor via a drive shaft is. Both the transmission and the engine are arranged in the hull. The control housing with a propeller, however, in the water, ie outside the hull, arranged. For cooling the common Schmiermittelkreϊslaufes of the gear housing and the control housing in known Propeiteran- triebsaπordπungen an external heat exchanger is used, which is arranged in the seawater circuit of the engine, which is also the engine coolant! cools. Thus, additional connection lines from the transmission housing and the control housing are required to deliver the lubricant to the external heat exchanger. As a result, the weight and the cost of production are increased in the known Prapellerantriebsanordnungen.
Ferner ist eine Außenbordantriebsanordnung für ein Schiff aus der Druckschrift US 7 118 434 B2 bekannt. Die Außenbordantriebsanordπung 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 iuse verbunden zu sein. Da:
angeordnet und wird über einen Antriebsmotor angetrieben, der ebenfalls im Schiffskörper angeordnet ist. Zur Kühlung des gemeinsamen Ölkreisiaufes des Getriebegehäuses und des Unterwassergehäuses ist ein gemeinsames Öire- servoir außerhalb der beiden Gehäuse vorgesehen. Dem Ölreservoir sind Kühl- kanäle benachbart, die von einem Kühlmittel des Motors durchströmt sind. Somit ist auch bei der bekannten Außeπbordantriebsanordπung ein externerFurther, an outboard propulsion arrangement for a ship from the document US 7 118 434 B2 is known. The Außenbordantriebsanordπung comprises a housing located in the water, in which two propeller shafts are held to drive two propellers. Each propeller shaft is driven by an angle drive in the underwater housing. The underwater housing is held rigidly at an opening of the hull to be connected to an iuse. There: arranged and is driven by a drive motor, which is also arranged in the hull. To cool the common Ölkreisiaufes the gear housing and the underwater housing a common Öire- servoir is provided outside the two housing. The oil reservoir adjacent cooling channels, which are traversed by a coolant of the engine. Thus, even in the known Außeπbordantriebsanordπung an external
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 undAccordingly, the present invention, the object of the invention to propose a propeller drive arrangement of the type described above, which is constructed as compact as possible and with few components and
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich ausThis object is achieved by the features of claim 1. Further advantageous embodiments will become apparent
Demnach wird eine Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes mit zumindest einem Antriebsmotor und zumindest einem Getriebegehäuse in einem Schiffskörper sowie zumindest einem Steuer¬Accordingly, a propeller drive arrangement for controlling and driving a ship with at least one drive motor and at least one transmission housing in a hull and at least one Steuer¬
schlagen, 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.beat, wherein the control housing via a control shaft is pivotally arranged, for example, about a vertical axis on the transmission housing. According to the invention, at least one cooling device or the like for cooling at least one lubricant is integrated into the transmission housing.
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.Thus, the lubricant of at least the transmission is cooled directly in the associated housing, so that no structurally complex connections to an additional, external heat exchanger are required. As a result, the propeller drive arrangement proposed according to the invention can be constructed particularly compactly and with few components, so that Overall, a low-cost and weight reduced propeller drive arrangement is realized.
vorgesehen sein, dass die Kühleinrichtung einen Kühlkreislauf mit zumindest einem Kühlkaπal 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 Kuhimediurn kann zum Beispiel Seewasser oder auch ein anderes Medium verwendet werden. Wenn Seewasser als Kühlmedium verwendet wird, ist der Kühlkaπal an einen Seewassereinlass und an einen Seewasserauslass angeschlossen ist, um den Kühlkreislauf mit Seewasser zu versorgen.be provided that the cooling device comprises a cooling circuit with at least one Kühlkaπal or the like, wherein the cooling channel is integrated into the housing wall of the transmission. The cooling channel can be designed arbitrarily with respect to its shape. For example, cooling fins or the like, the cooling power increasing elements may be provided. For example, seawater or another medium can be used as cow serum. When seawater is used as the cooling medium, the cooling channel is connected to a seawater inlet and to a seawater outlet to supply the cooling circuit with seawater.
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 Querschnittsformeπ denkbar.The dimensions and the shape of the cooling channel used can be adapted to the particular shape of the transmission housing. In order to achieve optimum cooling of the housing, for example, a cooling channel can be used, which forms a cross-sectionally U-shaped cooling jacket. But there are also other Querschnittsformeπ conceivable.
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.In order to achieve optimum cooling of the lubricant in the housing of the transmission, the cooling passage can substantially surround the areas of the transmission housing through which the lubricant flows. In this way the largest possible cooling surface is realized.
Bei der vorgeschlagenen PropeHerantriebsanordnung 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 Schmienruttelkreislauf zugeordnet, der von der Kühleinrichtuπg gekühltIn the proposed PropeHerantriebsanordnung may preferably include the transmission housing a first housing portion with a bevel gear for transmitting torque and a second housing portion with a control gear for transmitting the control movement to a control shaft. The two transmission ranges are preferably a common associated Schmienruttelkreislauf cooled by the Kühleinrichtuπg
gemäß einer nächsten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der im Wesentlichen in der Gehäusewand des zweiten Gehäusebereichs s Steuergetriebes etwa radial außen zu der gangswelle angeordnet ist. Es sind auch andenkbar, insbesondere können weitere Kühlkanäle in dem ersten Gehäusebereich aber auch in dem zweiten Gehäusebereichbe provided according to a next development of the invention, that the substantially in the housing wall of the second housing portion s control gear is arranged approximately radially outside to the input shaft. It is also conceivable, in particular more cooling channels in the first housing portion but also in the second housing portion
. Durch die U-Form im Querschnitt des Kühlkanals kann eine optimale Kühlwirkung bei beiden Getrieben realisiert, Due to the U-shape in the cross section of the cooling channel, an optimal cooling effect can be realized in both transmissions
Je nach Ausführungsform der Propellerantriebsanordπung kann mit derDepending on the embodiment of the Propellerantriebsanordπung can with the
ekühüt werden. Bei der Verwendung von gemeinsamen wird das Schmiermittel in dem Steuergehäuse einfach mitgekühlt. Sollten getrennte Schmiermittelkreisläufe für das Getriebegehäuse und lause vorgesehen sein, könnte beispielsweise eine Verbin- duni Versorgungsleitung zwischen den beiden Schmiermittelkreis-be ekuhüt. When using common, the lubricant in the control housing is simply cooled along. If separate lubricant circuits are provided for the transmission housing and the housing, for example, a connection line between the two lubricant circuits could be provided.
des Steuergehäuses durch die Kühleinrichtung in dem Getrie- erfoigen kann.of the control housing by the cooling device in the gearbox erfoigen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können auch mehrere erfin- vorgeschlagene Propeilerantriebsanordnungen gemeinsam iι einem Schiff zum Antreiben und Steuern desselben angeordnet sein.In the context of the present invention, several proposed Propeilerantriebsanordnungen can be jointly arranged iι a ship for driving and controlling the same.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung« weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Propellerantriebsanordnung zum Steuern und Antreiben eines Schiffes;Hereinafter, the present invention will be further explained with reference to the drawings. Show it: Fig. 1 is a schematic view of a propeller drive assembly for controlling and propelling a ship;
Fig. 2 eine geschnittene Ansicht eines Getriebegehäuses der erfin- dυngsgemäßen Propelierantriebsaπordnung;FIG. 2 is a sectional view of a gear housing of the propeller driving system of the invention; FIG.
Fig. 3 ei dungsgemäßen PropelleraπtriebsanordπuπFig. 3 in accordance with the invention Propelleraπtriebsanordπuπ
In Hgur 1 ist schematisch esne Propelierantriebsanordnung zum Antreiben und Steuern eines Schiffes 1 dargestellt, wobei das Schiff 1 nur durch eine Schiffskörperwandung angedeutet ist. Die Propelteraπtriebsanordnuπg umfasst einen Antriebsmotor 2 der über eine Antriebsweiie 3 mit einer Getriebeeingangsweile 4 in einem Getriebe eines Getriebegehäuses 5 gekoppeit ist, um das Motordrehmoment über die Getriebeausgangswelie 6 auf eine Abtriebswelle 7 in einem Steuergehäuse 8 zum Antrieb zumindest eines Propellers 9 zuIn Fig. 1 there is schematically illustrated a propelling drive arrangement for propelling and controlling a ship 1, the ship 1 being indicated only by a ship's hull wall. The Propelteraπtriebsanordnuπg comprises a drive motor 2 which is coupled via a drive line 3 with a Getriebeeingangsweile 4 in a transmission of a transmission case 5 to the engine torque via the Getriebeausgangswelie 6 to an output shaft 7 in a control housing 8 for driving at least one propeller 9
Der Aπtriebsmotor 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.The Aπtriebsmotor 2 and the gear housing 5 are arranged in the hull, so outside the water. The control housing 8 with the propeller 9 is below the hull, so arranged in the water.
in Figur 2 ist eine geschnittene Ansicht des Getriebegehäuses 5 der erfindungsgemäßen Propelterantriebsanordnung dargestellt. Das Getriebegehäuse 5 umfasst einen ersten Gehäusebereich 10 mit einem Kegelradgetriebe zur Drehmomentϋbertragung und einen zweiten Gehäusebereich 11 mit einem Steuergetriebe zur Übertragung der Steuerbewegung auf eine Steuerwelle 12. Die Getriebeeingangswefle 4 ist mit der in Figur 2 nicht weiter dargestellten Antriebsweiie 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 Getriebe-
ausgangsweite 6 ist über weitere Zahnradstufen in dem Steuergehäuse 8 mit der Antriebswelle 7 zum Antrieb des Propellers 9 gekoppelt.FIG. 2 shows a sectional view of the gearbox 5 of the propelter drive arrangement according to the invention. The transmission housing 5 comprises a first housing portion 10 with a bevel gear for torque transmission and a second housing portion 11 with a control gear for transmitting the control movement to a control shaft 12. The Getriebeeingangswefle 4 is connected to the not shown in Figure 2 drive line 3 of the drive motor 2. The transmitted torque from the drive shaft 3 is transmitted via a spur gear and gear stages of the bevel gear to the transmission output shaft 6. The gearbox output 6 is coupled via other gear stages in the control housing 8 with the drive shaft 7 for driving the propeller 9.
Das Steuergehäuse 8 ist über eine Adapterplatte 13 mit der ais Hohlwelle ausgebildeten Steuerwelle 12 verbunden, so dass das Steuergehäuse 8 beiThe control housing 8 is connected via an adapter plate 13 with the ais hollow shaft formed control shaft 12, so that the control housing 8 at
welle 12 um die Hochachse verdreht beziehungsweise verschweπkt wird, um eine gewünschte Steuerbewegung des Schiffes 1 auszuführen.shaft 12 is rotated or verschweπkt around the vertical axis to perform a desired control movement of the ship 1.
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 erfor-For cooling the lubricant contained in the transmission housing 5, for example oil, a cooling device integrated in the transmission housing 5 is provided according to the invention. As a result, no external heat exchanger is required.
Wie insbesondere aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, umfasst die Kühleinrichtung einen Kühlkreislauf mit zumindest einem Kϋhlkanal 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 Gehäusebe- reich 11 des Getriebegehäuses 5 vorgesehen.As can be seen in particular from Figures 2 and 3, the cooling device comprises a cooling circuit with at least one Kϋhlkanal 14 in a wall of the transmission housing 5. The cooling channel 14 is formed as a cross-sectionally substantially U-shaped cooling jacket. The cooling passage 14 is provided, for example, in the embodiment variant shown in the second housing region 11 of the transmission housing 5.
Figur 3 stellt den zweiten Gehäusebereich 11 des Getriebegehäuses 5FIG. 3 shows the second housing region 11 of the transmission housing 5
perspektivischen Ansicht wird deutlich, dass sich der Kühlkanal 14 radial außen von der Steuerwelie 12 und der Getriebeausgangsweile 6 erstreckt. Um den Kühlkanal z.B. mit Seewasser zu versorgen, ist in dem Getriebegehäuse 5 ein Seewassereinlass 15 und ein Seewasserauslass 16 vorgesehen, welche mit dem Kϋhfkanaf 14 verbunden sind.
1 2 3perspective view it is clear that the cooling channel 14 extends radially outward from the control shaft 12 and the Getriebeausgangsweile 6. In order to supply the cooling channel, for example with seawater, a seawater inlet 15 and a seawater outlet 16 are provided in the transmission housing 5, which are connected to the Kϋhfkanaf 14. 1 2 3
6 Getriebeausgangswelle6 Transmission output shaft
I ö erster GehäusebereschI ö first housing overview
I 1 zweiter Gehäusebereich 12 SteuerweileI 1 second housing area 12 Steuerweile
14 KüNkanaf beziehungsweise Kühlmantel
14 Kühnkanaf or cooling jacket
Claims
Pat e n ta nsorüchePat e n n o rsonics
(1) mit zumindest einem Antriebsmotor (2) und zumindest einem Getriebe- ehäuse (5) in einem sowie zumindest einem Steuergehäuse (8) iit wenigstens einem(1) with at least one drive motor (2) and at least one gear housing (5) in one and at least one control housing (8) with at least one
Steuerwelle (12) zum Steuern des Schiffes (1) an dem Getriebegehäuse (5) angeordnet ist, dadurch gekeπn zeichnet, dass zumindest eine Kühfeinrichtung zum Kühlen eines Schmiermittels in das Getriebegehäuse (5) integriert ist,Control shaft (12) for controlling the vessel (1) on the transmission housing (5) is arranged, characterized gekeπn characterized in that at least one Kühfeinrichtung for cooling a lubricant in the transmission housing (5) is integrated,
2, PropeHerantriebsanordnung nach 1 , dadurch geken n- zeichnet, dass ; kreislauf mit zumindest einem Kühlkaπal (14) in einer der Kühikanai (14) einerseits an einen Seewassereiπiass (15) und andererseits an einen Seewasserausüass (16) angeschlossen ist.2, propeller drive arrangement according to FIG. 1, characterized in that; Circuit with at least one Kühlkaπal (14) in one of Kühikanai (14) on the one hand to a Seewassereiπiass (15) and on the other hand to a Seewasserausüass (16) is connected.
3. Propelierantriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühikanai (14) einen im Querschnitt im Wesentlichen U-förmigen Kühlmantei bildet.3. Propelierantriebsanordnung according to claim 2, characterized in that the Kühikanai (14) forms a cross-sectionally substantially U-shaped Kühlmantei.
4. Propeüerantriebsanordπung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ennzeich net, dass der Kühlkanal (14) im Wesentiichen die von iuses (5) umgibt,4. Propeüerantriebsanordπung according to claim 2 or 3, characterized in that the cooling channel (14) essentially surrounds that of iuses (5),
5. Propelierantriebsanordnung nach einem der vorangehenden che, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse ι ersten Gehäusebereich (10) mit einem Kegelradgetriebe zur Drehmomentübertragung und einen zweiten Gehäusebereich (11) mit einem Steuerge Übertragung der Steuerbewegung auf die Steuerweiie (12) umfasst einem gemeinsamen Schmiermittelkreislauf zugeordnet sind, der von der Kühleinrichtung kühUbar ist.5. Propelierantriebsanordnung according to one of the preceding che, characterized in that the transmission housing ι first housing portion (10) with a bevel gear for torque transmission and a second housing portion (11) with a Steuerge transmission of the control movement to the control line (12) associated with a common lubricant circuit, which can be cooled by the cooling device.
g e ke n n ze i c h n et , dass der KühlkaπaS (14) im Wesentlichen in einer Wand des zweiten Gehäusebereiches (11) des Getriebegehäuses (5) im Wesentlichen radial außen von der Steuerwelle (12) und der Getriebeausgangsweile (6) an-that the KühlkaπaS (14) substantially in a wall of the second housing portion (11) of the transmission housing (5) substantially radially outside of the control shaft (12) and the Getriebeausgangsweile (6)
che, dadurch g e k e n n z e i c h n e t Schmiermitte! des Steuergehäuses (8) kühlt.This makes it easy to use a lubricant! the control housing (8) cools.
8. Propellerantπebsaπordnung nach einem der vorangehenden Ansprü- dadurch g e k e n n ze i ch n et , Ordnungen in einem Schiff vorgesehen sind. 8. Propellerantπebsaπordnung according to one of the preceding Anspr-g e n e ze ze ch n, orders are provided in a ship.
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