-
Lagerung der Propellerwelle einer Schiffsantriebsanlage Die Erfindung
betrifft die Lagerung einer über ein Getriebe angetriebenen Propellerwelle einer
Schiffsantriebsanlage.
-
Bisher war es üblich, die Propellerwelle zweimal im Stevenrohr zu
lagern und starr mit dem Getriebe zu verbinden. Nun treten aber durch Verwindungen
im Schiff und eventuelle Ausrichtungsfehler bei der Montage Verspannungen im Getriebe
auf, die zu einer starken Schädigung bzw. unter Umständen zu einer Zerstörung des
Getriebes führen können. Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, die Propellerwelle
an das Getriebe über eine Kupplung anzuschließen, die sowohl radiale Versetzungen
der beiden Kupplungshälften gegeneinander als auch Winkelbildungen der beiden Wellen
zueinander zuläßt. Darüber hinaus müßte diese Kupplung auch noch den Propellerschub
aufnehmen. Da solche Kupplungen nicht gebräuchlich sind, bleibt nur noch die Möglichkeit,
eine entsprechend bewegliche Kupplung in üblicher Ausführung zu verwenden und den
Propellerschub durch ein besonderes, zwischen Propeller und Kupplung angeordnetes
Drucklager aufzufangen. Dies aber ist eine Anordnung, die sehr aufwendig ist und
recht lang baut. Die Nachteile dieser bisher üblichen Lagerung sind bei der erfindungsgemäßen
Lagerung der Propellerwelle vermieden, indem die Propellerwelle im Stevenrohr nur
einmal, und zwar an dessen äußerem Ende, gelagert und an ihrem schiffsinneren Ende
in einem auf der Ausgangswelle des Getriebes sitzenden Kardangelenk gehalten ist.
-
Der Aufbau einer solchen Lagerung ist bei geringer Baulänge sehr einfach
und gewährleistet vollen Schutz für das Untersetzungsgetriebe gegen Verwindungen
im Schiffskörper oder gegen falsche Montage. Andererseits ist hierbei auch das einzige
Propellerlager nicht gefährdet, denn die Abweichungen von der Fluchtung im Bereich
des Kardangelenkes sind in der Praxis meist von so geringem Ausmaß, daß sie kein
Verklemmen der Propellerwelle in dem einzigen, weit abgelegenen Lager verursachen.
Im übrigen kann beim Entwurf dieses einzigen Propellerwellenlagers durch eine entsprechend
größere Bemessung des Spieles Rücksicht auf den besonderen Aufbau der Antriebsanlage
genommen werden. Die in der Regel am Eintritt der Propellerwelle aus dem Schiffsinneren
in das Stevenrohr angebrachte Stopfbüchse ist in weiterer Durchbildung der Erfindung
radial nachgiebig gestaltet, damit durch sie bei Fluchtungsabweichungen kein Zwang
auf die Propellerwelle ausgeübt wird. Das Kardangelenk zwischen Untersetzungsgetriebe
und Propellerwelle ist des weiteren im Rahmen der Erfindung so auszubilden, daß
es den Propellerschub zu übertragen vermag. Die Durchbildung im einzelnen kann hierbei
auf jede geeignete Weise erfolgen. In besonderer Ausgestal tung der Erfindung wird
vorgeschlagen, zur Abstützung der Propellerwelle am schiffsinneren Ende sowie zur
Übertragung des Drehmomentes vom Untersetzungsgetriebe auf die Propellerwelle ein
aus zwei als Gabeln ausgebildeten, über Kreuz die Zapfen eines Zapfensterns fassenden
Gelenkhälften bestehendes Kardangelenk vorzusehen und über die Zapfen des Zapfensterns
verhältnismäßig dünne Gummibüchsen zu schieben. Ein weiterer Vorschlag hinsichtlich
der Ausbildung des Kardangelenkes geht dahin, dieses so auszubilden, daß am Rand
einer membranartigen, zwischen gelenkschalenartigen Teilen eingespannten elastischen
Kupplungsscheibe über erstere die eine der beiden Wellen und in der Mitte der Scheibe
über einen in deren Ebene geteilten Einspannkopf die andere Welle angreift, wobei
dieser Einspannkopf mit dem am Rand der Scheibe angreifenden gelenkschalenartigen
Teilen ein Kugelgelenk derart bildet, daß die Wellenachse konzentrisch sämtliche
Anlageflächen durchdringt und der Propellerschub in der einen oder anderen Richtung
jeweils von der den Schub in das Gelenk einleitenden Anlagefläche auf die korrespondierende
Anlagefläche über eine verhältnismäßig dünne Gummischicht übertragen wird. Die eingeschaltete
Gummischicht ist sehr steif bei Druckbeanspruchung, wie sie durch den Propellerschub
erzeugt wird, gibt dagegen bei Schubbeanspruchung, hervorgerufen durch Neigungsbewegungen
im Gelenk, sehr leicht nach. Die Einschaltung solcher Gummischichten wird grundsätzlich
empfohlen für bei der erfindungsgemäßen
Lagerung der Propellerwelle
einer Schiffsantriebsanlage verwendete Kardangelenke. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit
der Gummischichten können bei Bedarf in diese in an sich bekannter Weise Bleche
so eingebettet werden, daß sie die Schubsteifigkeit nicht heraufsetzen. Die Verwendung
von Kardangelenken zur Ankupplung von Propellerwellen ist an sich bekannt, doch
sind hierbei die Wellen im Stevenrohr gelagert.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Zeichnung zu entnehmen,
in der eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lagerung einer Propellerwelle
in einem Schiff beispielsweise dargestellt ist.
-
Abb. 1 zeigt schematisch eine Schiffsantriebsanlage, bestehend aus
einer Brennkraftmaschine, einer elastischen Kupplung, einem Untersetzungsgetriebe
und einer an dieses über eine Gelenkwelle angeschlossen, erfindungsgemäß im Stevenrohr
gelagerten Propellerwelle.
-
Die Abb. 2 und 3 zeigen Ausführungsformen für das erfindungsgemäß
zwischen Untersetzungsgetriebe und Propellerwelle angeordnete Kardangelenk.
-
Die Schiffsantriebsanlage nach Abb.1 besteht im wesentlichen aus einer
Brennkraftkolbenmaschine 1,
die über eine elastische Kupplung 2 und ein Untersetzungsgetriebe
3 die Propellerwelle 4 antreibt. Die Propellerwelle 4 ist im Stevenrohr 5 nur einmal,
und zwar am propellerseitigen Ende gelagert. Das maschinenseitige Wellenende stützt
sich lediglich an einem auf der Getriebeabtriebswelle 7 sitzenden Kardangelenk 6
ab, das so ausgebildet ist, daß es auch den Propellerschub zu übertragen vermag.
Die maschinenseitig im Stevenrohr 5 angeordnete Stopfbüchse 8 weist insofern
eine besondere Ausgestaltung auf, als sie radial leicht nachgiebig gelagert ist
und somit bei Auftreten von Neigungsbewegungen im Gelenk 6, eventuell hervorgerufen
durch Schiffsverwindungen oder Ausrichtefehler bei der Montage, auf die Propellerwelle
4 keinen Zwang ausübt. Die radiale Nachgiebigkeit der Stopfbüchse 8 ist dadurch
sichergestellt, daß eine auf ihr befestigte Scheibe 9
außen zwischen zwei
Gummiringen 10 und 11 axial eingespannt ist.
-
Das in Abb. 2 dargestellte Kardangelenk weist einen grundsätzlich
bekannten Aufbau auf. Die beiden als Gabeln ausgebildeten Gelenkhälften
12
und 13 fassen über Kreuz die Zapfen 17 und 18 eines Zapfensterns 14. Das
Besondere an diesem Gelenk besteht darin, daß über die Zapfen 17,18 verhältnismäßig
dünne Gummibüchsen 15,16 geschoben sind, ; die bei Neigungsbewegungen im Gelenk
auf Schub beansprucht werden und dabei leicht nachgeben, sich dagegen bei Beanspruchung
auf Druck durch den Propellerschub sehr steif verhalten. Um ein Ausweichen der Gelenke
in radialer Richtung zu verhindern, sind auch stirnseitig vor den Zapfen
17,18
Gummiplatten 19 angeordnet.
-
Bei dem Kardangelenk nach Abb. 3 wird das durch die Welle 33 eingeleitete
Drehmoment einer membranartigen elastischen Scheibe 23 zugeführt, die in der 6 Mitte
zwischen zwei kugeligen Schalen 24 und 25, die zusammen den Kopf der
Welle 33 bilden, eingespannt ist. Abgenommen wird das Drehmoment am Rand der Scheibe
23, die dort in einen den Kopf 24, 25 umhüllenden zweiten, aus den Teilen
20 und 21 bestehenden Kopf eingespannt ist, dessen Hälfte
20 mit dem Anschlußflansch 32 für die Propellerwelle einstückig verbunden
ist. Die beiden Einspannköpfe 20, 21 und 24, 25 bilden miteinander ein Kugelgelenk
mit den Anlageflächen 26, 28 und 27, 29. Sämtliche Anlageflächen verlaufen so, daß
sie von der Wellenachse der Anordnung konzentrisch durchdrungen werden. Außerdem
sind je zwei einander zugewandte Flächen 26, 28 bzw. 27, 29 durch je eine verhältnismäßig
dünne Gummischicht 30 bzw. 31 voneinander getrennt. Diese dünnen Gummischichten
sind zwar ziemlich unnachgiebig in Richtung der Wellenachse und daher geeignet zum
elastischen Auffangen des Propellerschubes, geben jedoch bei Neigungsbewegungen
im Gelenk leicht nach, da sie hierbei auf Schub beansprucht werden.