Die Erfindung betrifft eine Lagerung eines Schiffsantriebs, das heißt eine Lagerung ei- ner Antriebswelle eines Propellers eines Schiffes.

Aus der DE 199 32 873 A1 ist ein Schiffsantrieb bekannt, bei welchem eine Propellerwellenleitung, das heißt die Antriebswelle eines Propellers, durch mehrere Traglager gelagert ist. Die Propellerwellenleitung wird in diesem Fall über ein Sammelgetriebe angetrieben.

Bei einem Propeller eines Schiffes können die einzelnen Propellerblätter starr oder verstellbar mit einer Nabe verbunden sein. Ein Schiffsantrieb mit einem Verstellpropeller ist beispielsweise in der DE 10 2006 045 076 A1 offenbart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelte, für ein breites Spektrum an Antriebsleistungen geeignete Lagerung eines Schiffsantriebs anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lagerung eines Schiffsantriebs, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Die Lagerung umfasst mindestens ein Wälzlager, welches als mehrreihiges asymmetrisches Pendelrollenlager ausgebildet ist.

Hinsichtlich des Aufbaus eines mehrreihigen, nämlich zweireihigen, asymmetrischen Pendelrollenlagers wird beispielhaft auf die DE 10 2004 047 881 A1 sowie auf die EP 2 762 285 B1 verwiesen.

Ein asymmetrisches Pendelrollenlager hat - wie auch ein zweireihiges, symmetrisches Pendelrollenlager oder ein einreihiges Pendelrollenlager, das heißt Tonnenroi- lenlager - die vorteilhafte Eigenschaft, dass die Mittelachsen der relativ zueinander rotierbar gelagerten Teile begrenzt zueinander winkelverstellbar sind. Im Unterschied zu einem symmetrischen Pendelrollenlager hat das asymmetrische mehrreihige, insbesondere zweireihige, Pendelrollenlager darüber hinaus den Vorteil, dass es speziell für asymmetrische Belastungszustände ausgelegt ist. Im Fall eines Schiffes ist die Antriebswelle des Propellers sowohl durch Radialkräfte, insbesondere durch abzustützende Massen, als auch durch Axialkräfte belastet.

Axialkräfte werden insbesondere bei vorwärtsfahrt des Schiffes vom Propeller auf die Antriebswelle übertragen. Ebenso treten Axialkräfte, jedoch in entgegengesetzter Richtung, beispielsweise beim Bremsen, das heißt bei Schubrücknahme, oder bei Rückwärtsfahrt des Schiffes auf. Die verschiedenen Belastungszustände sind hierbei in äußerst unterschiedlicher Häufigkeit gegeben. Diesem Umstand wird durch die asymmetrische Gestaltung des Pendelrollenlagers Rechnung getragen, womit sowohl ein in Relation zu den aufzunehmenden Kräften kompakter als auch ein beanspruchungsgerechter Aufbau der Lagerung gegeben ist.

Die mit Hilfe des asymmetrischen Pendelrollenlagers realisierte Lagerung des Schiffsantriebs ist auch in der Lage, dynamische Deform ierungen des Schiffskörpers, welche insbesondere bei Seegang und langen Wellensystemen eine Rolle spielen, aufzunehmen. Zusätzlich zum mehrreihigen, insbesondere zweireihigen, asymmetrischen Pendelrollenlager kann die Lagerung des Schiffsantriebs weitere Lager beliebiger Bauart umfassen. Im Vergleich zu herkömmlichen Lagersystemen ohne asymmetrisches Pendelrollenlager ist hierbei die Anzahl der Lagerstellen in zahlreichen Anwen- dungsfällen reduziert. Beispielsweise ist durch die Verwendung des mehrreihigen asymmetrischen Pendelrollenlagers ein herkömmliches Lagersystem, welches drei Pendelrollenlager, nämlich - in dieser Reihenfolge hintereinander geschaltet - ein Axial-Pendelrollenlager, ein Radial-Pendelrollenlager und ein weiteres Axial- Pendelrollenlager, umfasst, durch eine Anordnung aus zwei zweireihigen, asymmetri- sehen Pendelrollenlagern ersetzbar. Hierbei fungieren zwei Reihen der insgesamt vier Wälzkörperreihen primär als Axiallager und die anderen zwei Wälzkörperreihen primär als Radiallager. Ebenso existieren herkömmliche Lagerkonzepte in Schiffen, die auf zwei Lagern basieren, von welchen eines als Radial-Pendelrollenlager ausgebildet ist. Durch Ersatz eines solchen herkömmlichen Radial-Pendelrollenlagers durch ein zweireihiges, asymmetrisches Pendelrollenlager ist ohne tiefgreifende Neugestaltung des gesamten Lagerungskonzeptes sowohl ein Bauraumvorteil erzielbar als auch die mechanische Belastbarkeit und Lebensdauer optimierbar.

Des Weiteren existieren herkömmliche Lagerungskonzepte bei Schiffsantrieben, welche ein Axial-Pendelrollenlager und ein Radial-Pendelrollenlager umfassen. In sol- chen Fällen kann ein einziges mehrreihiges, asymmetrisches Pendelrollenlager zwei unterschiedliche Pendelrollenlager, nämlich Axial- und Radial-Pendelrollenlager, ersetzen. Innerhalb des mehrreihigen, asymmetrischen Pendelrollenlagers wirkt in diesem Fall eine Wälzkörperreihe hauptsächlich als Axiallager und die zweite Wälzkörperreihe hauptsächlich als Radiallager.

Unabhängig davon, in welche Gesamtkonstruktion das mehrreihige, asymmetrische Pendelrollenlager eingebunden ist, ist durch die Zusammenwirkung der Wälzkörper der einzelnen Wälzkörperreihen mit den relativ zueinander gelagerten Maschinenteilen jeweils eine Drucklinie gegeben, welche die Rotationsachse der Lagerung schnei- det. Die Drucklinien beider Wälzkörperreihen schneiden hierbei die Rotationsachse in einem gemeinsamen Punkt.

Als weiteres Wälzlager der Lagerung kann beispielsweise ein Axial-Pendelrollenlager vorgesehen sein, wobei auch in diesem Fall eine Drucklinie gegeben ist. Diese Druck- linie schließt mit einer Radialebene einen größeren Winkel als jede der Drucklinien des mehrreihigen asymmetrischen Pendelrollenlagers ein und schneidet die Rotationsachse der Lagerung gemäß einer ersten möglichen Bauform im selben Punkt wie die Drucklinien des asymmetrischen Pendelrollenlagers.

Gemäß einer alternativen Bauform schneidet dagegen die Drucklinie des Axial- Pendelrollenlagers die Rotationsachse der Lagerung in einem Punkt, welcher von demjenigen Punkt, in dem die Drucklinien des asymmetrischen Pendelrollenlagers die Rotationsachse schneiden, beabstandet ist. Hierbei weicht der in Axialrichtung der Lagerung gemessene Abstand, das heißt Axialabstand, zwischen den beiden Schnittpunkten von der in derselben Richtung gemessenen Breite des asymmetrischen Pendelrollenlagers vorzugsweise um nicht mehr als 50%, insbesondere um nicht mehr als 20%, ab. Durch den Versatz zwischen den verschiedenen Schnittpunkten zwischen Drucklinien und Rotationsachse wird signifikant axialer Bauraum der Lagerung eingespart, wobei in Kauf genommen wird, dass beispielsweise bei einer Wellendurchbiegung axiale und/oder radiale Kräfte innerhalb der Lagerung entstehen können.

Die Anordnung, welche das mehrreihige, asymmetrische Pendelrollenlager und ein weiteres Wälzlager, insbesondere Axial-Pendelrollenlager, umfasst, kann durch eine gemeinsame Abdichtung, welche insbesondere aus Dichtringen, die als dynamische Dichtungen fungieren, aufgebaut ist, abgedichtet sein. Ebenso sind einzelne Abdichtungen der verschiedenen Wälzlager möglich. Das asymmetrische Pendelrollenlager kann ebenso wie eventuelle weitere Lager, die Komponenten derselben Lageranordnung sind, mit Öl oder mit Fett geschmiert sein.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst das asymmetrische Pendelrollenlager zwei Reihen an unterschiedlichen Wälzkörpern, wobei diejenige Wälzkörperreihe, welche aus den längeren Wälzkörpern gebildet ist, mit einem geringerem Druckwinkel in der Lagerung angeordnet ist als die aus den kürzeren Wälzkörpern gebildete Wälzkörperreihe. Vorzugsweise weisen sämtliche Wälzkörper des mehrreihigen, asymmetrischen Pendelrollenlagers eine Tonnenform auf. Ebenso sind Ausführungsformen realisierbar, bei denen die Wälzkörper des Pendelrollenlagers teilweise Kugeln und teilweise Rollen sind. Im Fall eines als reines Rollenlager ausgebildeten Pendelrollenlagers sind die Wälzkörper, das heißt Rollen, der verschiedenen Wälzkörperreihen nicht zwangsläufig unterschiedlich lang.

Befindet sich das mehrreihige asymmetrische Pendelrollenlager nahe der Stirnseite einer zu lagernden Welle, so kann sich an dieser Stirnseite eine Abdeckung befinden. Hierbei kann entweder die aus den kürzeren Wälzkörpern gebildete Wälzkörperreihe oder die aus den längeren Wälzkörpern gebildete Wälzkörperreihe des Pendelrollenlagers der Abdeckung zugewandt sein.

Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Lagerung eines Schiffsantriebs, welche ein mehrreihiges, asymmetrisches Pendelrollenlager sowie ein Axial-Pendelrollenlager umfasst,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Lagerung eines Schiffsantriebs mit mehrreihigem, asymmetrischem Pendelrollenlager sowie Axial-Pendelrollenlager,

Fig. 3 eine Lagerung eines Schiffsantriebs mit mehrreihigem, nämlich zweireihigem, asymmetrischem Pendelrollenlager,

Fig. 4 und Fig. 5 weitere Ausführungsformen von Lagerungen eines Schiffsantriebs mit einem zweireihigen asymmetrischen Pendelrollenlager.

Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Lagerung eines Schiffsantriebs ist als Wälzlagerung ausgebildet, mit welcher eine Welle 2 rotierbar in einem Maschinenteil 3, allgemein auch als Umgebungskonstruktion bezeichnet, gelagert ist. Die Lagerung 1 umfasst in allen Fällen ein zweireihiges asymmetrisches Pendelrollenlager 5. Zwischen einem Innenring 7 und einem Außenring 8 des asymmetrischen Pendelrollenlagers 5 sind zwei Wälzkörperreihen 9, 10 angeordnet. Im vorliegenden Fall ist die erste Wälzkörperreihe 9 aus längeren Wälzkörpern 1 1 und die zweite Wälzkörperreihe 10 aus vergleichsweise kurzen Wälzkörpern 12 gebildet. Die Rotationsachse der Lagerung 1 , das heißt Symmetrieachse der Welle 2, ist mit R bezeichnet. Die Asymmetrie des Pendelrollenlagers 5 ist in allen Figuren zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. Die Drucklinie der ersten Wälzkörperreihe 9 ist mit Dsa, die Drucklinie der zweiten Wälzkörperreihe 10 mit Dsb bezeichnet. Beide Drucklinien Dsa und Dsb schneiden die Rotationsachse R in einen gemeinsamen, mit P bezeichneten Schnittpunkt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Welle 2 stirnseitig, direkt vor dem zweireihigen asymmetrischen Pendelrollenlager 5, durch eine Abdeckung 4 abgedeckt. Des Weiteren ist in Fig. 1 ein zweites Wälzlager 6, nämlich ein Axial-Pendelrollenlager, erkennbar. Komponenten des Wälzlagers 6 sind ein Innenring 13, ein Außenring 14, sowie zwischen den Lagerringen 13, 14 abrollende Wälzkörper 15. Mit Ü6 ist die Drucklinie des Wälzlagers 6 bezeichnet. Diese Drucklinie Ü6 schneidet die Rotationsachse R in einem Schnittpunkt Q. Dieser Schnittpunkt Q ist vom Schnittpunkt P, das heißt dem Schnittpunkt zwischen den Drucklinien Dsa und Dsb des asymmetrischen Pendelrollenlagers 5 und der Rotationsachse R, beabstandet. Der entsprechende in Axialrichtung der Lagerung 1 gemessene Abstand, das heißt Axialabstand, zwischen den Schnittpunkten P und Q ist mit A bezeichnet. Der Schnittpunkt Q ist näher an der der Abdeckung 4 zugewandten Stirnseite der Lagerung 1 angeordnet als der Schnittpunkt P. Der Axialabstand A entspricht annähernd der Breite des asymmetrischen Pendelrollenlagers 5, das heißt der Breite der Lagerringe 7,8. Von der in Axialrichtung gemessenen Breite eines jeden der Lagerringe 7,8 weicht der in derselben Richtung gemessene Axialabstand A um weniger als 30% ab. Der Axialabstand A ist gleichzusetzen mit eingespartem axialem Bauraum bei der Lagerung 1 im Vergleich zu einer konventionellen Antriebswellenlagerung eines Schiffsantriebs.

Bei der Vorwärtsfahrt des Schiffes werden auf die Welle 2 der Lagerung 1 nach Fig. 1 einwirkende Axialkräfte größtenteils durch das Wälzlager 6 aufgenommen. Das mehrreihige asymmetrische Pendelrollenlager 5 ist mittels der zweiten Wälzkörperreihe 10 unter anderem zur Aufnahme von Axialkräften in der entgegengesetzten Richtung geeignet. Auch im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist zusätzlich zu einem mehrreihigen asymmetrischen Pendelrollenlager 5 ein weiteres Wälzlager 6, nämlich Axial- Pendelrollenlager, vorhanden. Im Unterschied zu Fig. 1 sind in der Anordnung nach Fig. 2 zwei Dichtungen 16, 17 erkennbar, mit welchen die Anordnung aus beiden Lagern 5,6 als Ganzes abgedichtet ist. Das zweireihige asymmetrische Pendelrollenlager 5 ist in der Anordnung nach Fig. 2 hauptsächlich zur Aufnahme von Radialkräften vorgesehen. Sämtliche Drucklinien Dsa, Dsb und Ü6 der beiden Wälzlager 5,6 schneiden im Fall von Fig. 2 die Rotationsachse R in einem einzigen Schnittpunkt P.

Die Anordnungen nach den Fig. 3 bis 5 umfassen jeweils nur ein einziges Lager, nämlich zweireihiges, asymmetrisches Pendelrollenlager 5. Auch in diesen Anordnungen ist die unterschiedliche Schrägstellung der verschiedenen Wälzkörper 1 1 , 12 der beiden Wälzkörperreihen 9, 10 gut erkennbar. In allen Fällen ist die Reihe 10 kürzerer Wälzkörper 12 gegenüber einer Radialebene stärker schräg gestellt als die erste

Wälzkörperreihe 9, welche aus den längeren Wälzkörpern 1 1 gebildet ist. Somit übernimmt die erste Wälzkörperreihe 9 primär Radiallagerfunktion und die zweite Wälzkörperreihe 10 primär Axiallagerfunktion.

Die Anordnungen nach den Fig. 4 und 5, welche jeweils eine Abdeckung 4 aufweisen, unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der unterschiedlichen Anordnung der Wälzkörperreihen 9, 10. Während in der Anordnung nach Fig. 4 die aus den langen Wälzkörpern 1 1 gebildete Wälzkörperreihe 9 der Abdeckung 4 zugewandt ist, ist in der Anordnung nach Fig. 5 die aus den kürzeren Wälzkörpern 12 gebildete Wälzkör- perreihe 10 der Abdeckung 4 zugewandt. Sowohl in der Bauform nach Fig. 4 als auch in der Bauform nach Fig. 5 ist der Innenring 7 des asymmetrischen Pendelrollenlagers 5 nicht direkt, sondern unter Zwischenschaltung eines Zwischenrings 18 auf der Welle 2 gelagert. Die Auswahl einer der Anordnungen nach den Fig. 4 und 5 für einen Schiffsantrieb richtet sich danach, in welcher Hauptbelastungsrichtung Axialkräfte auf die Welle 2 wirken. Bezuqszeichenliste

1 Lagerung

Welle

Maschinenteil

Abdeckung

asymmetrisches Pendelrollenlager

Wälzlager

7 Innenring

8 Außenring

9 erste Wälzkörperreihe

10 zweite Wälzkörperreihe

1 1 Wälzkörper

12 Wälzkörper

13 Innenring

14 Außenring

5 Wälzkörper

16 Dichtung

17 Dichtung

18 Zwischenring

A Axialabstand

B Breite

Dsa Drucklinie

Dsb Drucklinie

Ü6 Drucklinie

P Schnittpunkt

Q Schnittpunkt

R Rotationsachse