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Die
Erfindung gehört
zu den Antriebsanlagen von Schiffen, bei denen als Triebwerk zwei
koaxiale (gleichachsige) gegenläufige
Schrauben verwendet werden. Die Anwendung solch eines Triebwerkes
ist sehr zweckmäßig, denn
durch die Verringerung der Umfangsgeschwindigkeit des Wasserstroms
geht der Verlust der Energie im Triebwerk zurück und der Wirkungsgrad des
Schifftriebswerks steigert sich um 15%.
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Bekannt
ist der Kraftantrieb koaxialer Schiffsschrauben, der aus einer Zweiaggregatdieselanlage und
einem Zahnraduntersetzungsgetriebe planetarischen Typs mit zwei
koaxialen Ausgangswellen besteht. [1].
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In
der inneren Ausgangswelle des Getriebes ist das Zentralrad der äußeren Verzahnung
und an der äußeren Ausgangswelle
das Zentralrad der inneren Verzahnung montiert. An den Satellitenwellen sind
zwei Zahnräder
montiert, die mechanisch die Zentralräder verbinden. Das Rad der
Innenverzahnung hat an der äußeren Seite
Zähne,
die mit dem Zahnrad verzahnt sind, das an der Eingangswelle montiert
ist.
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Die
Konstruktion des Prototyps hat Mängel. Es
ist überhaupt
nicht klar, auf welche Weise man die in [1] vorgeschlagene Konstruktionslösung der
Antriebsanlage unter den Bedingungen eines realen Schiffes benutzen
kann, welches eine koaxiale Schraubenwellenleitung hat, die in Lagern
liegt.
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Es
ist bekannt, dass bei der Funktion der Schraubenwelle eine Axialkraft
entsteht, welche von dem an der Welle montierten Stützlager
aufgenommen werden muss.
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In
der Konstruktion des Prototyps [1] hat die innere Propellerwelle
keinen freien Ausgang nach außen,
was die Montage eines Stützlagers
an derselben unmöglich
macht.
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Der
andere Mangel besteht darin, dass das Rad der Innenverzahnung, das
eine große
Masse hat, standmäßig an der
Außenwelle
montiert ist, was die Montage eines zusätzlichen Lagers an derselben erforderlich
macht.
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Die
Lagerknoten sind im [1] überhaupt
nicht angegeben. Unklar ist, wie die Stützlager und die Stevenrohrdichtungen
für die
koaxialen gegenläufigen
Schrauben eingerichtet sind, ohne welche die Realisierung des Schiffsantriebs
ebenfalls nicht möglich
ist.
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Das
Ziel dieser Erfindung ist die Beseitigung der angegebenen Mängel. des
Prototyps. Das technische Ergebnis, zur Erreichung dessen diese
Erfindung gerichtet ist, ist die Schaffung eines solchen Konstruktionsschemas
des mechanischen Antriebs, welches auf dem Schiff realisiert werden
kann.
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Zur
Erreichung des angegebenen Ergebnisses wird auf dem Schiff ein mechanischer
Antrieb stationiert, der aus einem Zwei- oder Einaggregatdieselmotor,
einem Zahnraduntersetzungsgetriebe planetarischen Typs mit zwei
koaxialen Ausgangswellen, die mit der koaxialen Schraubenwellenleitung verbunden
sind, welche in Stützlagern
montiert ist, der Stevenrohrdichtung der koaxialen Welle und zwei koaxialen
gegenläufigen
Schrauben besteht.
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An
den Eingangswellen des Untersetzungsgetriebes sind Zahnräder montiert,
die mit Zähnen verzahnt
sind, die sich an der äußeren Seite
des Rades der Innenverzahnung befinden. Das Rad der Innenverzahnung
wird an der inneren Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes befestigt
und das Rad der äußeren Verzahnung
wird konsolartig an der äußeren Ausgangswelle
montiert. Dies erlaubt die Konsollast, der die Außenwelle
ausgesetzt ist, zu verringern, da die Masse des Innenverzahnungsrades mehrmals
größer ist
als die Masse des Außenverzahnungsrades.
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Die
innere Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes hat einen freien
Ausgang in der Richtung der Schiffsschraube, wo sie mit der koaxialen Wellenleitung
verbunden ist, und in der entgegengesetzter Richtung, wo sie in
einem Stützlager
montiert ist, welches die Wirkung der Axialkraft der Schiffsschraube
kompensiert. Die Räder
des Untersetzungsgetriebes sind Hilfe der Satellitenzahnräder mechanisch
verbunden, die auf zusätzlichen
Wellen sitzen, die sich in eigenen Lagern drehen. Auf jeder Welle
befinden sich zwei Satellitenzahnräder. Für die mechanische Befestigung
der Satellitenwellen hat das Untersetzungsgetriebe zwei Stege mit
axialen Öffnungen
für den
Durchgang der inneren und äußeren Ausgangswellen.
Des kinematische Schema des Untersetzungsgetriebes gewährleistet
die Drehung der Ausgangswellen in entgegengesetzter Richtung.
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Die
koaxiale Schraubenwellenleitung hat Stützlager, deren Konstruktion
die Schmierung, Abkühlung
und Hermetisierung derselben absichert. Das Stützgleitlager wird an den Zwischennaben
der äußeren und
inneren Welle montiert. Es hat an den Gleitflächen zwei Schalen und zwei
Deckel mit Ölkammern – eine äußere und
eine innere.
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Der
Außendeckel
ist unbeweglich und der Innendeckel an die äußere Zwischennabe der Wellen befestigt
und dreht sich zusammen mit derselben.
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Für die Ölzufuhr
in die Innenkammer des Lagers gibt es an der Zwischennabe der Welle Öffnungen.
Die Schraubenwellenleitung hat eine Stevenrohrdichtung der koaxialen
Welle mit zwei Stevenrohrlagern. Das Stevenrohrlager der Außenwelle wird
im Stevenrohr befestigt und das Stevenrohrlager der Innenwelle wird
an der Innenfläche
der Außenwelle
befestigt und dreht sich zusammen mit derselben.
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Die
Erfindung wird durch Bilder erklärt,
auf welchen gezeigt wird:
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1.
Konstruktionsschema des mechanischen Schiffsantriebs;
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2.
Konstruktionsschema des Stützlagers
für die
koaxiale Wellenleitung;
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3.
Konstruktionsschema der Stevenrohrdichtung der koaxialen Welle.
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Die
mechanische Kraftübertragung
der Schiffsantriebsanlage (1) beinhaltet:
Zwei
Dieselaggregate 1 und 2, die mit Hilfe der Schaltkupplung 3 und 4 mit
den Eingangswellen 5 und 6 des planetarischen
Untersetzungsgetriebes 7 verbunden sind. An die Eingangswellen 5 und 6 sind die
Zahnräder 13 und 14 befestigt,
die außen
mit dem Zentralrad der Innenverzahnung des planetarischen Getriebes 15 verzahnt
sind. Das Rad der Innenverzahnung 15 sitzt an der inneren
Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes 16. Das Rad der
Außenverzahnung
des planetarischen Getriebes 17 ist konsolartig an der äußeren Ausgangswelle
des Untersetzungsgetriebes 18 befestigt. Das Rad 15 hat
eine innere Verzahnung mit den Satellitenzahnrädern 19 und 20,
die an den Zusatzwellen 21 und 22 sitzen. An denselben
Wellen 21, 22 sind die Satellitenzahnräder 23 und 24 angebracht,
die eine Außenverzahnung mit
dem Rad 17 haben. Die Lager der Zusatzwellen 21, 22 werden
mit Hilfe des rechten 25 und des linken 26 Stegs
befestigt. Für
den Durchgang der Wellen 16 und 18 haben die Stege 25 und 26 Achsöffnungen 27, 28.
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Die
innere Ausgangswelle des Untersetzungsgetriebes 16 geht
durch die Stirnwand des Untersetzungsgetriebes 29, an die
das Stützlager 30 angebracht
ist. Das nach außen
austretende Schraubenwelleende 16 wird im Trag- und Stützlager üblicher
Ausführung 31 montiert.
Die äußere Ausgangswelle
des Untersetzungsgetriebes 18 im Stirn- und Traglager des
Untersetzungsgetriebes 32 montiert.
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Zur
Vorbeugung des Ölverlusts
hat das Untersetzungsgetriebe eine Verdichtung der Koaxialwelle 33.
Die Wellenleitung besteht aus zwei Koaxialwellen – der inneren 34 und
der äußeren 35,
die mit der inneren 16 und äußeren 18 Welle des
Untersetzungsgetriebes mit Hilfe der festen Kupplung 36,
und mit dem Hinterteil der Koaxialwelle mit Hilfe der festen Kupplung 37.
Die Wellenleitung ist im kombinierten Traglager der inneren und äußeren Welle 38 montiert,
dessen Konstruktion auf 2 gezeigt ist. Die Außenwelle 35 hat
zur Kompensierung der Achskraft der Schiffsschraube den Traglager 39 üblicher Ausführung.
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Für den Durchgang
der Koaxialwelle durch das Heck des Schiffes wird die Stevenrohrdichtung 40 montiert,
deren Konstruktion auf 3 gezeigt ist.
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Am
Ende der Koaxialwelle befindet sich das Schiffstriebwerk, das aus
zwei gegenläufiger
Schiffsschrauben besteht. Die vordere Schiffsschraube 41 ist
an der Außenwelle 35,
und die hintere Schiffsschraube 42 ist an der Innenwelle 34 angebracht.
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Das
Traglager der koaxialen Wellenleitung (2) hat ein
unbewegliches Außengehäuse 1 und eine
Schale 2, hinsichtlich welcher sich die Zwischennabe 3 der
Außenwelle 4 dreht.
Das Innengehäuse
des Lagers 5 ist an der Innenfläche der Zwischennabe 3 unbeweglich
befestigt und dreht sich zusammen mit ihr. Die innere Zwischennabe 6,
die ein Bestandteil der Innenwelle 7 ist, dreht sich hinsichtlich
der Oberfläche
der Schale 8 im Innengehäuse des Lagers 5 in
der Richtung, die der Drehung des Gehäuses 5 entgegengesetzt
ist. Zum Durchgang des Öles,
das die reibende Oberfläche
der Innennabe 6 schmiert und abkühlt, werden im Außengehäuse 1,
der Zwischennabe der Außenwelle 3 und
im Innengehäuse 5 die
Kanäle 9 ausgeführt.
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Die
Stevenrohrdichtung (3) wird im Stevenrohr 1 befestigt,
das im Achtersteven des Schiffes 2 montiert wird. An der äußeren Koaxialwelle 3 wird mit
Hilfe der Nabe 4 die vordere Schiffsschraube befestigt.
Die äußere Welle 3 dreht
sich gegenüber
den unbewegbar im Stevenrohr 1 befestigten vorderen 5 und
hinteren 6. Stevenrohrlagern. An der Innenfläche der
Außenwelle 3 sind
der vordere 7 und der hintere 8 Stevenrohrlager
befestigt, denen gegenüber
sich die Innenwelle 9 in der Richtung dreht, die der Drehung
der Außenwelle 3 entgegengesetzt
ist. Am Ende der Innenwelle 9 ist mit Hilfe der Nabe 10 die hintere
Schiffsschraube montiert. Das hintere Stevenrohrlager 6 der
Außenwelle 3 hat
eine Stirndichtung 11 und das hintere Stevenrohrlager 8 der
Innenwelle 9 hat die Stirndichtung 12.
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Der
mechanische Antrieb der Antriebsanlage des Schiffes mit zwei gegenläufigen Schrauben,
arbeitet wie eine gewöhnliche
mechanische Kraftübertragung.
Vor dem Anlassen der Dieselmotore 1 und 2 (1)
wird das Untersetzungsgetriebe 7 und das hydraulische System
der Lager 30, 31, 32, 38, 39 mit Öl gefüllt. Das Öl kommt
in die gleitende Oberfläche des
Traglagers 2 und 8 (2) über das Kanalsystem 9.
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Gleichzeitig
mit der Entfaltung der Dieselmotoren 1 und 2 (1)
entfaltet sich die vordere Schiffsschraube 41 und die hintere
Schiffsschraube 42, die sich in entgegengesetzter Richtung
dreht.
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Die
Regulierung der Drehgeschwindigkeit des Antriebs – zweier
koaxialer Schiffsschrauben 41 und 42 wird durch Änderung
der Brennstoffzufuhr in die Dieselmotoren 1 und 2,
und das Reversieren durch Änderung
deren Drehrichtung in die entgegengesetzte Richtung ausgeführt.
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Bei
der Arbeit einer Zweiaggregatdieselanlage (1) im Betrieb
der halben Fahrt des Schiffes wird einer von den Dieselmotoren,
zum Beispiel der 2. Motor, mit Hilfe der Schaltkupplung 4 abgeschaltet, dabei übergeht
der andere Dieselmotor 1 in den Vollbelastungsbetrieb und
arbeitet mit maximalem Wirkungsgrad.
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Das
allgemeine Schema der Schiffskraftanlage (1) sowie die
Konstruktion des Traglagers für
die Koaxialwelle (2) und der Stevenrohrdichtung
der Koaxialwelle (3) sind so ausgeführt, dass
sie für
die Montage, Reparatur, Sichtprüfung und
Kontrolle während
des Schiffsbetriebs vollständig
zugänglich
sind.
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Literatur:
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