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Title:
DRIVE ARRANGEMENT FOR A SHIP WITH MEANS FOR STATE MONITORING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/041549
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a drive arrangement for a ship, comprising at least one drive machine (1) and a transmission (2) for driving a propeller shaft (3), wherein the transmission (2) has means for state monitoring for a power path, and wherein the means for state monitoring for the power path have at least one first and one second sensor element (S1, S2) for capturing at least one state variable of the power path, wherein the at least two sensor elements (S1, S2) are arranged in the power path between a drive source and an output source in order to identify a deviation from an ideal state of the power path in good time and to proactively plan a scope of service. Further, the invention also relates to a method for state monitoring for a power path in a transmission (2) of a drive arrangement for a ship, wherein at least one state variable is captured by means for state monitoring for the power path in order to identify a deviation from an ideal state of the power path in good time and to proactively plan a scope of service.

Inventors:
KURUCZ, Marton (Dornierstraße 52, Friedrichshafen, 88048, DE)
WOLF, Daniel (Bodanstraße 83, Friedrichshafen, 88048, DE)
SCHÄFER, Johannes (Dornierstraße 120, Friedrichshafen, 88048, DE)
AMANN, Jörg (Tübacher Weg 2, Oberteuringen, 88094, DE)
Application Number:
EP2017/069955
Publication Date:
March 08, 2018
Filing Date:
August 07, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Löwentaler Straße 20, Friedrichshafen, 88046, DE)
International Classes:
B63H23/30; B63H21/21; B63H23/06; F16H61/00
Foreign References:
US20030049979A12003-03-13
US20090215337A12009-08-27
DE102005001552A12006-07-27
JPH0198744A1989-04-17
DE102013219346A12015-03-26
EP0551367B11996-05-22
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Claims:
Patentansprüche

1. Antriebsanordnung für ein Schiff, umfassend zumindest eine Antriebsmaschine (1 ) und ein Getriebe (2) zum Antrieb einer Propellerwelle (3), wobei das Getriebe (2) Mittel zur Zustandsüberwachung eines Leistungspfades aufweist, und wobei die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades mindestens ein erstes und ein zweites Sensorelement (S1 , S2) zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße des Leistungspfades aufweisen, wobei die mindestens zwei Sensorelemente (S1 , S2) im Leistungspfad zwischen einer Antriebsquelle und einer Abtriebsquelle angeordnet sind, um eine Abweichung von einem idealen Zustand des Leistungspfades frühzeitig zu identifizieren und einen Serviceumfang vorrausschauend zu planen.

2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sensorelement (S1) leistungsflussabwärts einer Kupplungsvorrichtung (4) angeordnet ist, wobei das zweite Sensorelement (S2) an der Propellerwelle (3) angeordnet ist.

3. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades zumindest ein drittes Sensorelement (S3) zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße aufweisen, wobei das dritte Sensorelement (S3) an einem im Leistungspfad zwischen dem ersten und dem zweiten Sensorelement (S1 , S2) angeordneten Lagerelement (5) ausgebildet ist.

4. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades zumindest ein viertes und fünftes Sensorelement (S4, S5) zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße aufweisen, wobei das vierte Sensorelement (S4) leistungsflussabwärts der Antriebsmaschine (1 ) angeordnet ist, und wobei das fünfte Sensorelement (S5) leistungsflussaufwärts der Kupplungsvorrichtung (4) angeordnet ist.

5. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Sensorelement (S1 , S2) in einem Nebenantriebspfad des Getriebes (2) angeordnet sind.

6. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Sensorelement (S1 , S2) in einem Nebenabtriebspfad des Getriebes (2) angeordnet sind.

7. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Sensorelement (S1 , S2, S3, S4, S5) dazu vorgesehen ist, zumindest ein Drehmoment zu erfassen.

8. Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (2) zumindest zwei primärseitig angetriebene Pumpenantriebe (6a, 6b) und zumindest zwei sekundärseitig angetriebene Pumpenantriebe (7a, 7b) aufweist.

9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung (4) als lastschaltbare Kupplung ausgebildet ist und dazu vorgesehen ist, die Antriebsmaschine (1 ) sowie die zwei primärseitig angetriebenen Pumpenantriebe (6a, 6b) und die zwei sekundärseitig angetriebenen Pumpenantriebe (7a, 7b) mit der Propellerwelle (3) zu koppeln.

10. Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Leistungspfades in einem Getriebe (2) einer Antriebsanordnung für ein Schiff, wobei mindestens eine Zustandsgröße von Mitteln zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades erfasst wird, um eine Abweichung von einem idealen Zustand des Leistungspfades frühzeitig zu identifizieren und einen Serviceumfang vorrausschauend zu planen.

Description:
Antriebsanordnung für ein Schiff mit Mittel zur Zustandsüberwachung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Schiff mit Mittel zur Zustandsüberwachung eines Leistungspfades. Ferner betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Zustandsüberwachung eines Leistungspfades einer Antriebsanordnung für ein Schiff. Mithin erstreckt sich das Anwendungsgebiet der Erfindung auf Antriebsanordnungen für Schiffe.

Aus der EP 0 551 367 B1 geht ein Verfahren zum Erzielen der optimalen Nutzung einer Maschinenleistung durch ein Schiff hervor. Das Schiff weist eine Maschine, eine Schiffsschraube und eine Schiffsschraubenwelle sowie einen Kraftsensor zum Überwachen der resultierenden Längskraft in der Schiffsschraubenwelle auf. Die Schiffsschraubenwelle ist in einem Axialdrucklager gehalten. Das Verfahren verwendet eine Regulierschleife, welche kontinuierlich die Nutzung der Maschinenleistung durch Regulieren der Leistungsabgabe von der Maschine unter Verwendung des Kraftsignals als einen Regel parameter regelt, wobei die Regulierschleife in der Lage ist, einen Angriffswinkel eines Blatts der Schiffsschraube zu regulieren. Der Kraftsensor ist an einem kontinuierlichen Abschnitt der Schiffsschraubenwelle außerhalb der Schiffsschraubenwelle angebracht und misst die von der Schiffsschraubenwelle auf das Axialdrucklager übertragene Kraft. Die Regulierschleife ist in der Lage, die Umdrehungsrate der Schiffsschraubenwelle durch Regeln der Maschine unter Verwendung des Kraftsignals als einen Regelparameter zu regulieren. Die Regulierschleife umfasst dabei einen Computer, welcher zum Regulieren der Leistungsabgabe von der Maschine programmiert ist, um die resultierende Längskraft auf eine optimale Kraft zu bringen, welche zum Optimieren des Wirkungsgrads der Schiffsschraube und des Kraftstoffverbrauchs der Maschine erforderlich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsanordnung für ein Schiff zu schaffen, mit welcher die Zustandsüberwachung eines Leistungspfades ermöglicht wird.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung für ein Schiff umfasst zumindest eine Antriebsmaschine und ein Getriebe zum Antrieb einer Propellerwelle, wobei das Getriebe Mittel zur Zustandsüberwachung eines Leistungspfades aufweist, und wobei die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades mindestens ein erstes und ein zweites Sensorelement zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße des Leistungspfades aufweisen, wobei die mindestens zwei Sensorelemente im Leistungspfad zwischen einer Antriebsquelle und einer Abtriebsquelle angeordnet sind, um eine Abweichung von einem idealen Zustand des Leistungspfades frühzeitig zu identifizieren und einen Serviceumfang vorrausschauend zu planen.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades der Antriebsanordnung für ein Schiff wird mindestens eine Zustandsgröße von Mitteln zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades erfasst, um eine Abweichung von einem idealen Zustand des Leistungspfades frühzeitig zu identifizieren und einen Serviceumfang vorrausschauend zu planen.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das jeweilige Sensorelement dazu vorgesehen ist, zumindest ein Drehmoment zu erfassen. Die Zustandsüberwachung des Leistungspfades erfolgt in Abhängig von einer beliebigen Messmethode. Insbesondere wird mittels der mindestens zwei Sensorelemente das Drehmoment bzw. der Drehmomentunterschied im Leistungspfad, beispielsweise mittels Dehnungsmessstreifen gemessen. Ferner kann ergänzend oder alternativ auch eine Drehsteifigkeit im Leistungspfad gemessen werden. Mittels der Drehsteifigkeitsmes- sung kann bei Lasteinleitung die Verformung im Leistungspfad zwischen den beiden Messstellen erfasst werden. Insbesondere wird eine Phasenverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Sensorelement erfasst. Dadurch kann eine Torsion im Leistungspfad gemessen werden. Die Torsion im Leistungspfad ist im Wesentlichen von der Weichheit der im Leistungspfad angeordneten Bauteile sowie vom Betrag der eingeleiteten Leistung abhängig.

Unter einem„Leistungspfad" ist ein Pfad in der Antriebsanordnung, insbesondere im Getriebe der Antriebsanordnung zu verstehen, der dazu vorgesehen ist, ein Dreh- moment zu führen. Insbesondere umfasst der Leistungspfad mehrere Getriebeelemente, insbesondere Flanschverbindungselemente, Wellen und Zahnräder, die miteinander in Verbindung stehen. Vorzugsweise sind die Getriebeelemente starr miteinander gekoppelt. Eine starre Kopplung umfasst keine rutschenden und/oder schlupfenden Elemente. Durch den Entfall der rutschenden und/oder schlupfenden Elemente im Leistungspfad Entfallen bei der Überwachung des Leistungspfades unbekannte Einflussparameter. Die Zustandsüberwachung des Leistungspfades erfolgt über mehrere Getriebeelemente. Daher umfassen die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades mindestens zwei Sensorelemente, wobei die mindestens zwei Sensorelemente im Leistungspfad angeordnet sind.

Der Betrieb der Antriebsanordnung in einem Drehmomentintervall zwischen einem minimalen Grenzwert und einem maximalen Grenzwert stellt den„ideale Zustand" des Leistungspfades dar. Abweichungen unter dem minimalen Grenzwert oder über dem maximalen Grenzwert können, insbesondere zu Effizienzeinbußen führen.

Unter einer frühzeitigen Identifizierung der Abweichung vom idealen Zustand ist zu verstehen, dass insbesondere auch geringfügige, dauerhafte Abweichungen von einem Soll-Drehmoment kurzfristig nach ihrem Eintreten identifiziert werden. Dazu umfassen die Mittel zur Zustandsüberwachung ein Rechnersystem. Das Rechnersystem ist dazu vorgesehen, durch Verarbeitung der Sensorsignale der mindestens zwei Sensorelemente einen Serviceumfang für die bevorstehende Wartung zu erstellen oder zu ergänzen und insbesondere das Serviceintervall anzupassen. Mithin sind die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades dazu vorgesehen, einen Serviceumfang vorrausschauend zu planen

Vorzugsweise ist das erste Sensorelement leistungsflussabwärts einer Kupplungsvorrichtung angeordnet, wobei das zweite Sensorelement an der Propellerwelle angeordnet ist. Mithin ist das erste Sensorelement im Leistungsfluss hinter der Kupplungsvorrichtung angeordnet. Bezüglich weiterer Informationen, hinsichtlich der Anordnung und Funktion des ersten und zweiten Sensorelements wird auf die Figuren 2 bis 4 sowie die dazugehörige Figurenbeschreibung verwiesen. Das von den Sensorelementen erfasste Drehmoment des Leistungspfades, das an der Propellerwelle wirkende Drehmoment in Kombination mit bekannten Getriebe- und Systemparametern, wie beispielsweise eine Drehzahl der Antriebsmaschine, eine Getriebeübersetzung des Getriebes, eine Propellerkennlinie, eine Geschwindigkeit des Schiffes, eine Beladung des Schiffes und/oder ähnliche Getriebe- und Systemparameter, ermöglichen die Erkennung von Abweichungen vom idealen Betrieb der Antriebsanordnung. Dadurch lassen sich insbesondere unerwünschte Schadensfälle am Propeller bzw. an der Propellerwelle, beispielsweise durch Grundberührung, und negative Veränderungen im Propellerbetrieb, beispielsweise durch Ablagerungen oder Biofouling, frühzeitig identifizieren. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass darauf bezogene Serviceumfänge vorausschauend geplant werden können.

Bevorzugt weisen die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades zumindest ein drittes Sensorelement zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße auf, wobei das dritte Sensorelement an einem im Leistungspfad zwischen dem ersten und dem zweiten Sensorelement angeordneten Lagerelement ausgebildet ist. Das Lagerelement ist insbesondere als Hauptaxiallager ausgebildet, wobei vorzugsweise die Propellerwelle drehbar an dem Lagerelement aufgenommen ist. Das dritte Sensorelement ermöglicht die Messung einer Propellerschubkraft. Dadurch kann eine Validierung der Propellerkennlinie, insbesondere das Verhältnis zwischen einem tatsächlichen Propellerdrehmoment und einer Propellerschubkraft erfolgen. Dies trägt zur Steigerung der Propellereffizienz bei. Beispielsweise kann eine lastgerechte An- triebsstrangdrehmomentregelung, insbesondere anhand einer Antriebsmaschinen- drehmomentregelung erfolgen. Zusätzlich können die Sensorsignale der Sensorelemente bei Verstellpropellern zur Optimierung der Einstellung eines Propeller- Pitchwinkels beitragen. Bezüglich weiterer Informationen, hinsichtlich der Anordnung und Funktion des dritten Sensorelements wird auf Figur 3 sowie die dazugehörige Figurenbeschreibung verwiesen.

Ferner bevorzugt weisen die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades zumindest ein viertes und fünftes Sensorelement zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße auf, wobei das vierte Sensorelement leistungsflussabwärts der Antriebsmaschine angeordnet ist, und wobei das fünfte Sensorelement leistungsfluss- aufwärts der Kupplungsvorrichtung angeordnet ist. Mithin ist das vierte Sensorelement im Leistungsfluss hinter der Antriebsmaschine angeordnet. Demgegenüber ist das fünfte Sensorelement im Leistungsfluss vor der Kupplungsvorrichtung angeordnet.

Das vierte und fünfte Sensorelement ermöglicht die Messung eines Antriebsdrehmoments am Leistungseingang des Getriebes unmittelbar hinter der Antriebsmaschine. Dadurch können verschiedene Getriebebetriebszustände, insbesondere Lastkollektive überwacht werden, wobei dies zur Steigerung einer Getriebeleistung und einer Getriebeeffizienz beiträgt. Insbesondere erfolgt eine lastgerechte Kupplungsdruckregelung, wobei die Übertragung großer Drehmomente hohe Kupplungsdrücke erfordert, und wobei die Übertragung kleinere Drehmomente geringe Kupplungsdrücke erfordert. Ein Pumpenbetrieb kann somit bedarfsgerecht und effizient gesteuert werden. Ferner kann durch die Zustandsüberwachung des Leistungspfades vor der Kupplungsvorrichtung eine erweiterte Kupplungsüberwachung, insbesondere eine Überwachung des Kupplungsverschleißes und der Kupplungsfunktion realisiert werden. Dabei werden insbesondere nicht nur Differenzdrehzahlen sondern auch Differenzdrehmomente an der Kupplungsantriebsseite bzw. Kupplungsabtriebsseite er- fasst, um Information zur Kupplungsleistungsbilanz bzw. zum Kupplungszustand zu generieren.

Alternativ kann das Antriebsdrehmoment am Leistungseingang des Getriebes zur Einsparung des vierten und fünften Sensorelements auch direkt aus den Informationen eines Antriebsmaschinensteuergeräts errechnet werden. Insbesondere werden bei einer als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmaschine eine Fahrpedalstellung, eine Drehzahl, eine Einspritzmenge, ein Zündzeitpunkt und ähnlich Informationen dem Antriebsmaschinensteuergerät entnommen. Bezüglich weiterer Informationen, hinsichtlich der Anordnung und Funktion des vierten und fünften Sensorelements wird auf Figur 4 sowie die dazugehörige Figurenbeschreibung verwiesen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Sensorelement in einem Nebenantriebspfad des Getriebes angeordnet. Mithin umfasst die Antriebsanordnung einen, vorzugsweise zuschaltbaren Nebenantrieb. Bezüglich wei- terer Informationen, hinsichtlich der Anordnung und Funktion des Nebenantriebs wird auf Figur 6 sowie die dazugehörige Figurenbeschreibung verwiesen. Der Nebenantrieb wird auch als PTI (Power Take In) bezeichnet.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind das erste und zweite Sensorelement in einem Nebenabtriebspfad des Getriebes angeordnet. Mithin umfasst die Antriebsanordnung einen, vorzugsweise zuschaltbaren Nebenabtrieb. Bezüglich weiterer Informationen, hinsichtlich der Anordnung und Funktion des Nebenabtriebs wird auf Figur 5 sowie die dazugehörige Figurenbeschreibung verwiesen. Der Nebenabtrieb wird auch als PTO (Power Take Off) bezeichnet.

Mithin kann die Zustandsüberwachung des Leistungspfades auch an einem Nebenabtrieb und/oder einem Nebenantrieb erfolgen. Dies ermöglicht eine dynamische Überwachung von Drehmoment- bzw. Lastverläufen der angetriebenen und/oder antreibenden Nebenaggregate. Somit kann beispielsweise eine bedarfsgerechte Regelung, insbesondere ein bedarfsgerechtes und gezieltes An- und Abschalten der Nebenaggregate erfolgen. Ferner erfolgt eine last- bzw. bedarfsgerechte Auslegung der Nebenaggregate nach Feldinformationen, insbesondere Lastkollektiven in Anbetracht der erforderlichen Klassifizierungen.

Vorzugsweise weist das Getriebe zumindest zwei primärseitig angetriebene Pumpenantriebe und zumindest zwei sekundärseitig angetriebene Pumpenantriebe auf. Bevorzugt ist die Kupplungsvorrichtung als lastschaltbare Kupplung ausgebildet und dazu vorgesehen, die Antriebsmaschine sowie die zwei primärseitig angetriebenen Pumpenantriebe und die zwei sekundärseitig angetriebenen Pumpenantriebe mit der Propellerwelle zu koppeln. Bezüglich weiterer Informationen, hinsichtlich der Anordnung und Funktion der Pumpenantriebe und der Kupplungsvorrichtung wird auf die Figuren 2 bis 6 sowie die dazugehörigen Figurenbeschreibungen verwiesen.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt Fig. 1 ein Zeit-Drehmoment-Diagramm eines Leistungspfades einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung,

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 6 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.

Figur 1 zeigt einen Graphen, wobei auf einer Abszisse X eine Zeit in Minuten aufgetragen ist, und wobei auf einer Ordinate Y ein Drehmoment in Newtonmeter aufgetragen ist. Der Graph stellt einen Verlauf des Drehmoments in einem Leistungspfad einer - in dieser Figur nicht dargestellten - Antriebsanordnung für ein - hier nicht dargestelltes - Schiff über die Zeit dar. Das Drehmoment wird von einem - in dieser Figur nicht dargestellten - ersten und zweiten Sensorelement S1 , S2 zur Zustands- überwachung des Leistungspfades kontinuierlich erfasst. Ein idealer Betrieb der Antriebsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich das Drehmoment im überwachten Leistungspfad stets zwischen einem minimalen Grenzwert A und einem maximalen Grenzwert B befindet. Eine signifikante Abweichung des Drehmoments im Leistungspfad von einem Grenzwert - insbesondere von einem minimalen oder maximalen Grenzwert - kann ein Anzeichen für eine Fehlfunktion oder eine Fehlermeldung sein. Eine dauerhafte Abweichung des Drehmoments im Leistungspfad vom maximalen Grenzwert führt zu einer Beeinträchtigung des Betriebs der Antriebsanordnung. Daher ist eine frühzeitige Identifizierung einer Abweichung des Drehmo- ments vom idealen Zustand notwendig, um einen Serviceumfang vorrausschauend zu planen.

In den Figuren 2 bis 6 sind unterschiedliche Ausführungsformen für eine Antriebsanordnung eines Schiffes dargestellt. Gemäß den Figuren 2, 3 und 4 umfasst die jeweilige Antriebsanordnung eine Antriebsmaschine 1 und ein Getriebe 2 zum Antrieb einer Propellerwelle 3. Ein Antriebswellen-Anschlussflansch 8 ist antriebswirksam mit der Antriebsmaschine 1 , die als Hauptantriebsmotor vorgesehen ist, verbunden. Von dem Antriebswellen-Anschlussflansch 8 ausgehend ist eine Abtriebswelle 48 über eine Antriebswelle 9, eine lastschaltbare Kupplungsvorrichtung 4, eine Ritzelwelle 10 mit einem Abtriebsritzel 11 und ein Abtriebsrad 12 antreibbar. Das Abtriebsrad 12 ist verdrehfest mit der Abtriebswelle 48 verbunden. Die Abtriebswelle 48 ist über einen Abtriebswellen-Anschlussflansch 13 mit der Propellerwelle 3 des Schiffes verbunden.

Das Getriebe 2 weist zwei primärseitig angetriebene Pumpenantrieben 6a, 6b und zwei sekundärseitig angetriebene Pumpenantriebe 7a, 7b auf. Die zwei primärseitig angetriebenen Pumpenantriebe 6a, 6b sind auf der Antriebsseite des Getriebes 2 angeordnet. Ein Primärpumpenantriebsrad 14 ist verdrehfest mit der Antriebswelle 9 verbunden, um die primärseitig angetriebenen Pumpenantriebe 6a, 6b anzutreiben. Das Primärpumpenantriebsrad 14 ist in Form einer Außenverzahnung auf einem Au- ßenlamellenträger 15 der lastschaltbaren Kupplungsvorrichtung 4 ausgebildet. Die beiden primärseitigen Pumpenantriebe 6a, 6b weisen gemeinsam eine Primärpum- penwelle 16 und ein mit der Primärpumpenwelle 16 verdrehfest verbundenes Pri- märpumpenrad 17 auf, das mit dem Primärpumpenantriebsrad 14 im Eingriff steht. An den beiden Enden der Primärpumpenwelle 16 ist jeweils eine Primärpumpe 18a, 18b angeordnet. Die Antriebsleistung wird von der Antriebswelle 9 über das Primärpumpenantriebsrad 14, das Primärpumpenrad 17 und die Primärpumpenwelle 16 zu den beiden primärseitig angetriebenen Primärpumpen 18a und 18b übertragen.

Die beiden sekundärseitig angetriebenen Pumpenantriebe 7a, 7b sind auf der Abtriebsseite des Getriebes 2 angeordnet. Ein Sekundärpumpenantriebsrad 19 ist koaxial zu der Ritzelwelle 10 angeordnet. Das Sekundärpumpenantriebsrad 19 ist verdrehfest auf der Ritzelwelle 10 befestigt, um die sekundärseitig angetriebenen Pum- penantriebe 7a, 7b anzutreiben. Die beiden sekundärseitigen Pumpenantriebe 7a, 7b weisen zwei Sekundärpumpenwellen 20a, 20b und jeweils ein mit der zugeordneten Sekundärpumpenwelle 20a, 20b verdrehfest verbundenes Sekundärpumpenrad 21a, 21 b auf, das mit dem Sekundärpumpenantriebsrad 19 im Eingriff steht. Mit den se- kundärseitig angetriebenen Pumpenantrieben sind eine Sekundärpumpe 22 und eine Wasserpumpe 23 verdrehfest verbunden. Die beiden Pumpen 22 und 23 sind unmittelbar an der jeweiligen Sekundärpumpenwelle 20a, 20b angeschlossen.

Die Ritzelwelle 10 ist mittels der lastschaltbaren Kupplungsvorrichtung 4 mit der Antriebswelle 9 koppelbar. Somit kann bei laufender Antriebsmaschine 1 eine Antriebsleistung der Antriebsmaschine 1 durch Schließen der lastschaltbaren Kupplungsvorrichtung 4 auf die Abtriebswelle 48 und weiter bis zur Propellerwelle 3 geleitet werden. Die lastschaltbare Kupplungsvorrichtung 4 ist als druckmittelbetätigte Lamellenkupplung ausgebildet und weist einen Außenlamellenträger 15 und einen Innenlam- ellenträger 24 auf. Der Außenlamellenträger 15 ist verdrehfest mit dem Antriebswellen-Anschlussflansch 12 verbunden. Der Innenlamellenträger 24 ist verdrehfest mit der Ritzelwelle 10 verbunden.

Ferner weist das jeweilige Getriebe 2 gemäß den Figuren 2 bis 6 Mittel zur Zustand- süberwachung eines jeweiligen Leistungspfades auf. Die Mittel zur Zustandsüberwa- chung des Leistungspfades umfassen jeweils ein erstes und ein zweites Sensorelement S1 , S2 zur Erfassung mindestens einer Zustandsgröße des Leistungspfades. Dabei sind die zwei Sensorelemente S1 , S2 im Leistungspfad zwischen einer Antriebsquelle und einer Abtriebsquelle angeordnet, um eine Abweichung von einem idealen Zustand des Leistungspfades frühzeitig identifizieren zu können und einen Serviceumfang vorrausschauend zu planen.

Gemäß den Figuren 2 bis 4 ist als Antriebsquelle die Ritzelwelle 10 und als Abtriebsquelle die Propellerwelle 3 vorgesehen. Mit anderen Worten ist das erste Sensorelement S1 leistungsflussabwärts der Kupplungsvorrichtung 4 an der Ritzelwelle 10 angeordnet, wobei das zweite Sensorelement S2 an der Propellerwelle 3 angeordnet ist. Nach Figur 3 umfassen die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades neben dem ersten und zweiten Sensorelement S1 , S2 auch ein drittes Sensorelement S3 zur Erfassung einer Zustandsgröße. Das dritte Sensorelement S3 ist an einem im Leistungspfad zwischen dem ersten und dem zweiten Sensorelement S1 , S2 angeordneten Lagerelement 5 ausgebildet. Das Lagerelement 5 ist dazu vorgesehen, die Abtriebswelle 48 aufzunehmen.

In Figur 4 umfassen die Mittel zur Zustandsüberwachung des Leistungspfades neben dem ersten und zweiten Sensorelement S1 , S2 auch ein viertes und fünftes Sensorelement S4, S5 zur Erfassung einer Zustandsgröße. Das vierte Sensorelement S4 ist leistungsflussabwärts der Antriebsmaschine 1 an einer Abtriebswelle 43 der Antriebsmaschine 1 angeordnet und das fünfte Sensorelement S5 ist leistungsflussauf- wärts der Kupplungsvorrichtung 4 an einer Antriebswelle 9 des Getriebes 2 angeordnet.

Die Figuren 5 und 6 zeigen jeweilige Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung, die auf den Antriebsanordnungen der Figuren 2 bis 4 basieren, wobei die Antriebsanordnung gemäß Figur 5 einen Nebenabtrieb 25 und die Antriebsanordnung gemäß Figur 6 einen Nebenantrieb 34 aufweist. Gleiche Elemente in den Antriebsanordnungen gemäß den Figuren 2 bis 6 erfüllen gleiche Funktionen. Daher sind gleiche Elemente in den Figuren 5 und 6 mit gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 2 bis 4 versehen und im Folgenden nicht mehr näher erläutert.

Die Antriebsanordnung gemäß Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäßes Getriebe 2 mit einem zusätzlichen Nebenabtrieb 25. Dieser schaltbare Nebenabtrieb 25 ist über die Primärpumpenwelle 16 antreibbar. Dazu ist eine Nebenabtriebskupplung 26 koaxial zu der Primärpumpenwelle 16 angeordnet. Mit der Nebenabtriebskupplung 26 kann der Nebenabtrieb 25 zu- und abgeschaltet werden. Das Primärpumpenrad 17 ist bei dieser Ausführungsform als eine Außenverzahnung auf einem Außenlamellenträ- ger 27 der Nebenabtriebskupplung 26 ausgebildet, sodass die Außenlamellenträ- ger 15 bzw. 27 der Kupplung 4 und der Nebenabtriebskupplung 26 parallel nebeneinander angeordnet sind und mit ihrer jeweiligen Verzahnung 28 bzw. 14 miteinander im Eingriff stehen. Ein Innenlamellenträger 28 der Nebenabtriebskupplung 26 ist ver- drehfest mit einem Nebenabtriebsantriebsrad 29 verbunden. Das Nebenabtriebsantriebsrad 29 kämmt wiederum mit dem Nebenabtriebsrad 30, welches verdrehfest auf einer Nebenabtriebswelle 31 angeordnet ist. Die Nebenabtriebswelle 31 weist an einem Ende einen Nebenabtriebsflansch 32 auf, der zum Antrieb eines Nebenabtriebsaggregates 33 mit diesem verbindbar ist.

Nach Figur 5 sind das erste und das zweite Sensorelement S1 , S2 im Nebenabtriebspfad des Getriebes 2 angeordnet. Das erste Sensorelement S1 ist leistungs- flussabwärts des Nebenabtriebsantriebsrades 29 an der Nebenabtriebswelle 31 angeordnet und das zweite Sensorelement S2 ist leistungsflussaufwärts des Nebenabtriebsaggregates 33 an einer Abtriebswelle 44 des Nebenabtriebsaggregates 33 angeordnet.

Die Antriebsanordnung gemäß Figur 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Getriebe 2 mit einem zuschaltbaren Nebenantrieb 34. Mit dem zuschaltbaren Nebenantrieb 34 kann unabhängig vom Betrieb der Antriebsmaschine 1 sekundärseitig eine Antriebsleistung in den Schiffsantrieb eingeleitet werden. Dazu ist die Ritzelwelle 10 über ein verdrehfest auf der Ritzelwelle 10 angeordnetes Nebenantriebsrad 35, ein Nebenantriebsantriebsrad 36, eine schaltbare Lamellenkupplung 37 und eine Nebenantriebswelle 38 mit einem Nebenantriebsflansch 39, der mit einem Nebenantriebsaggregat 45 antriebswirksam verbunden ist. Die schaltbare Lamellenkupplung 37 ist koaxial zu der Nebenantriebswelle 38 angeordnet und weist einen Innenlamellenträger 40 auf, der verdrehfest mit dem Nebenantriebsrad 35 verbunden ist. Des Weiteren weist die schaltbare Lamellenkupplung 37 einen Außenlamellenträger 41 auf, der über die Nebenantriebswelle 38 verdrehfest mit dem Nebenantriebsflansch 39 verbunden ist. Im Bereich des Nebenantriebsflansches 39 ist des Weiteren eine Bremse 40 zum Abbremsen und Festhalten des Nebenantriebes 34 angeordnet. Zusätzlich weist das Getriebe 2 gemäß Figur 6 eine Nebenantriebspumpe 42 auf, die unmittelbar über den Nebenantrieb 34 antreibbar ist. Die Nebenantriebspumpe 42 wird insbesondere für die Betriebsphasen benötigt, in denen die Antriebsmaschine 1 still steht und der Schiffsantrieb nur sekundärseitig über den Nebenantrieb 34 angetrieben wird. In solchen Betriebsphasen ist eine Schmierölversorgung durch die Primärpumpe nicht mehr gegeben. Die Nebenantriebspumpe 42 fördert dagegen sobald der Nebenan- trieb 34 in Betrieb ist, um eine ausreichende Versorgung mit Schmieröl und Drucköl sicherzustellen.

Nach Figur 6 sind das erste und das zweite Sensorelement S1 , S2 in einem Nebenantriebspfad des Getriebes 2 angeordnet. Das erste Sensorelement S1 ist leistungs- flussabwärts des Nebenantriebsaggregates 45 an einer Abtriebswelle 46 des Nebenantriebsaggregates 45 angeordnet. Ferner ist das zweite Sensorelement S2 leis- tungsflussaufwärts der Lamellenkupplung 37 an der Nebenantriebswelle 38 angeordnet.

Die dargestellten Antriebsanordnungen, insbesondere die jeweiligen Getriebe 2 sind nur beispielhaft. Die Zustandsüberwachung des Leistungspfades lässt sich auch auf andere Getriebe 2 von Schiffen, insbesondere Wendegetriebe übertragen. Unerheblich ist ebenfalls das Vorhandensein oder die Position des Nebenantriebs 34 und/oder Nebenabtriebs 25.

Beispielsweise sind die Ausführungsbeispiele der Antriebsanordnungen gemäß den Figuren 2 bis 6 miteinander kombinierbar, so dass eine Antriebsanordnung geschaffen wird, die es erlaubt die zu- und/oder abgeführte Antriebs- und/oder Abtriebsleistung vollständig zu erfassen. Dadurch wird insbesondere die Datengüte verbessert. Vorteilhafterweise können Lagerelemente im Getriebe 2 überwacht werden. Beispielsweise kann eine Leistungspfadmessung am Nebenantriebspfad, am Nebenabtriebspfad sowie am Hauptabtriebspfad, nämlich zwischen der Propellerwelle 3 und der Kupplungsvorrichtung 4, vorgenommen werden. Alternativ ist es auch denkbar eine Leistungspfadmessung am Nebenantriebspfad, am Hauptantriebspfad, nämlich zwischen der Antriebsmaschine 1 und der Kupplungsvorrichtung 4, sowie am Hauptabtriebspfad, nämlich zwischen der Propellerwelle 3 und der Kupplungsvorrichtung 4, vorzunehmen. Bezugszeichen Antriebsmaschine

Getriebe

Propellerwelle

Kupplungsvorrichtung

Lagerelement

a, 6b primärseitig angetriebener Pumpenantrieba, 7b sekundärseitig angetriebener Pumpenantrieb Antriebswellen-Anschlussflansch

Antriebswelle

0 Ritzelwelle

1 Abtriebsritzel

2 Abtriebsrad

3 Abtriebswellen-Anschlussflansch

4 Primärpumpenantriebsrad

5 Außenlamellenträger

6 Primärpumpenwelle

7 Primärpumpenrad

8a, 18b Primärpumpe

9 Sekundärpumpenantriebsrad

0a, 20b Sekundärpumpenwelle

1a, 21 b Sekundärpumpenrad

2 Sekundärpumpe

3 Wasserpumpe

4 Innenlamellenträger

5 Nebenabtrieb

6 Nebenabtriebskupplung

7 Außenlamellenträger

8 Innenlamellenträger

9 Nebenabtriebsantriebsrad

0 Nebenabtriebsrad

1 Nebenabtriebswelle 32 Nebenabtriebsflansch

33 Nebenabtriebsaggregates

34 Nebenantrieb

35 Nebenantriebsrad

36 Nebenantriebsantriebsrad

37 Lamellenkupplung

38 Nebenantriebswelle

39 Nebenantriebsflansch

40 Innenlamellenträger

41 Außenlamellenträger

42 Nebenantriebspumpe

43 Abtriebswelle

44 Abtriebswelle

45 Nebenantriebsaggregat

46 Abtriebswelle

47 Bremse

48 Abtriebswelle

51 erstes Sensorelement

52 zweites Sensorelement

53 drittes Sensorelement

54 viertes Sensorelement

55 fünftes Sensorelement

A minimaler Grenzwert

B maximaler Grenzwert

X Abszisse

Y Ordinate