DE2520292A1

DE2520292A1 - Doppel- oder mehrschraubenantrieb fuer wasserfahrzeuge

Info

Publication number: DE2520292A1
Application number: DE19752520292
Authority: DE
Inventors: Hanns Trippel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-07
Filing date: 1975-05-07
Publication date: 1976-11-18
Also published as: JPS525188A; AU1359576A

Description

Doppel- oder Mehrschraubenantrieb für Wasserfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppel- oder Nenrschraubenantrieb für Wasserfahrzeuge, vorzugsweise Amphibienfahrzeuge.
Doppel- und Mehrschraubenantriebe sind für Wasserfahrzeuge der verschiedensten Bauarten und Größen bekannt. Im allgemeinen werden sie verwandt, wenn mehrere Kraftquellen dies erforderlich machen. Die Umschaltung von Vorwärts- auf Rückwärtsschub oder umgekehrt erfolgte bisher entweder durch Wendegetriebe zur Umkehrung der Schraubendrehrichtung oder mittels Verstellpropeller. Ss ist auch bekannt, das ganze Antriebsaggregat (Motor und Schraube) um eine vertikale Achse zu drehen (sog.
E-Antriebe und Z-Antriebe). Der bauliche Aufwand ist dabei in jedem Fall groß.
Der Brfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vornehmlich für eine von einer Welle ausgehenden Drehbewegung in nur einer Drehrichtung einen einfachen Doppel- oder Mehrschraubenantrieb für Wasserfahrzeuge, vorzugsweise Amphibienfahrzeuge zu schaffen, dessen Schrauben unabhängig voneinander wahlweise einen Vorwärts- und/oder Rückwärts schub und außerdem Schübe in völlig unterschiedlichen Richtungen ermöglichen, so daS ein Wasserfahrzeug nicht nur auf engstem Raum gewendet, sondern auch vielseitig manöveriert werden kann. Der Schraubenantrieb soll ferner in der Art eines Zusatzaggregats auch für einen nachträglichen Anbau geeignet sein und eine Verstellung zur Erzeugung gleicher oder unabhängiger unterschiedlicher Schubrichtungen mit einfachsten baulichen Mitteln ermöglichen0 Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Doppel- oder Mehrschraubenantrieb der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß die zwei oder mehr Schrauben und wenigstens ihre unmittelbaren Antriebselemente in vertikalen, parallel oder etwa parallel zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Ebenen um mindestens etwa 1800 drehbar am Fahrzeugkörper angeordnet und mit getrennt oder gemeinsam betätigbaren Drehorganen versehen sind. Zur Umschaltung von Vorwärts- auf Rückwärtsschub oder umgekehrt, werden die Schrauben und ihre unmittelbaren Antriebselemente mit Hilfe der Drehorgane gemeinsam um 1800 gedreht, während für das Wenden des Wasserfahrzeugs die Drehorgane getrennt betätigt werden, damit Schübe in entgegengesetzter Richtung, d.h. jeweils ein Vorwärts- und Rückwärtsschub, erzeugt werden, wodurch das Wasserfahrzeug auf kleinstem Raum gewünschte Richtungsänderungen vornehmen kann. Mittels der Drehorgane lassen sich die Schraubern und ihre unmittelbaren Antriebselemente auch wahlweise innerhalb des Drehbereichs so einstellen, daß auch zahlreiche andere Manöver durchgeführt werden können, z.B. bei gemeinsamer senkrechter Einstellung der Schrauben Erzeugung eines aufwärtsgerichteten Schubs, der z.B.
das Flottmachen des auf Grund gelaufenen Wasserfahrzeugs unterstützt. Bei entsprechender Einstellung der Schrauben sind ferner Änderungen der Trimmiage des Wasserfahrzeugs möglich, und zwar sowohl um die Quer- als auch um die Längsachse. Bei Drehung um die Querachse kann sich z.B. ein Wasserfahrzeug, das bei plötzlichem Kälteeinbruch von Eis umschlossen wird, durch eigene Kraft befreien. Die Erfindung ermöglicht auch gezielte Taumelbewegungen. Mit Hilfe der Erfindung ist es also möglich, mit jeder Schraube einen Schub in wahlweiser Richtung im Drehbereich von etwa 1800 zu erzeugen. Die Erfindung zeichnet sich besonders durch bauliche Einfachheit aus, denn die Schrauben und ihre unmittelbaren Antriebselemente lassen sich mit minimalem Aufwand am Fahrzeugkörper drehbar anordnen, und die Organe zum Drehen oder Schwenken der Schrauben und ihrer unmittelbaren Antriebs elemente können ebenfalls einfach ausgeführt sein und wahlweise von Hand, hydraulisch, pneumatisch oder motorisch betätigt werden. Im Falle einer gemeinsamen Kraftquelle kann der Antriebs zug von dieser in Höhe der Schrauben seitlich geteilt zu den Schrauben geführt werden.
Bei Verwendung eigener Kraftquellen für jede Schraube können die Kraftquellen auch mit ihrer jeweiligen Schraube zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden, die dann am Fahrzeugkörper dreh- bzw. schwenkbar angeordnet wird. Die Kraftquellen bestehen in einem solchen Fall aus an sich bekannten gekapselten Elektromotoren. Bei Anwendung der Erfindung in einem Amphibienfahrzeug erfolgt der Einbau eines Doppelschraubenantriebs vorzugsweise im Heck des Fahrzeugs und er kann durch herkömmliche Bauelemente der Antriebs technik auf einfache Weise mit dem Fahrzeugmotor gekuppelt werden.
Wenn die Schrauben und wenigstens ihre unmittelbaren Antriebselemente um 3600 drehbar angeordnet sind, werden die Vielseitigkeit seiner Einsatzmöglichkeiten und damit die Manöverierfähigkeit des Wasserfahrzeugs weiter erhöht, und bei Amphibienfahrzeugen kann dann auch z.B. ein Doppeischraubenantrieb mit Hilfe der Drehorgane nach oben gerichtet werden, um eine Beschädigung desselben zu vermeiden. Ferner ist dann ein solcher Schraubenantrieb in beliebige Drehstellungen bringbar.
Der erfindungsgemäße Schraubenantrieb kann ferner vorteilhaft wahlweise im Bug, mittschiffs oder im Heck des Wasserfahrzeugs angeordnet werden.
Für die Schrauben und wenigstens ihre unmittelbaren Antriebselemente werden gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung Lagergehäuse vorgesehen, die mittels seitlicher Wellenstilmpfe oder dgl. mittel- oder unmittelbar am Fahrzeugkörper drehbeweglich gelagert sind, wobei die Drehorgane mit den WellenstUmpfen oder dgl. antriebsmäßig verbunden sind. Die Lagerung der Schrauben und wenigstens ihrer unmittelbaren Antriebselemente am Fahrzeugkörper sowie ihre Betätigung (Schwenkung) kann auf diese Weise mit einfachen baulichen Mitteln erreicht werden.
Eine einfache, betriebssichere und leicht zu bedienende Ausführung der Drehorgane besteht z.B. aus Seilzllgen, die mehrmals um die Wellenstümpfe der Lagergehäuse geschlungen sind.
Diese Seilzüge werden abgedichtet in den Boots- bzw. Fahrzeugkörper eingeführt und zu Betätigungshebeln geleitet, die im Bereich der anderen Bedienungsorgane des Wasser- bzw. Amphibienfahrzeuges vorgesehen sind.
Wenn die Drehorgane Zahnriemen aufweisen, die mit den Wellenstümpfen in Eingriff stehen, ist eine einfache Rotation des Schraubenantriebs in beliebige Einstellpositionen möglich.
Eine weitere bauliche Vereinfachung hinsichtlich der Schwenklagerung des erfindungsgemäßen Schraubenantriebs wird dann erreicht, wenn die seitlichen Wellenstümpfe der Lagergehäuse Hohlwellenstümpfe sind, die auf einer normal zur Pahrzeuglängsachse im Fahrzeugkörper befestigten Achse abgedichtet angeordnet werden.
Wenn in dem Wasserfahrzeug nur eine einzige Kraftquelle vorhanden ist, kann zweckmäßig die Achse als Hohlachse ausgeführt sein, in der eine starre Antriebswelle gelagert ist, die einen Teil des von der Kraftquelle des Fahrzeugs ausgehenden Antriebszugs bildet und über Kegelradgetriebe mit den Schrauben-Antriebswellen in den Lagergehäusen antriebsmäßig verbunden ist.
Sind dagegen mehrere Kraftquellen bzw. jeweils eine Kraftquelle für eine Schraube vorgesehen, so können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Kraftquellen in Form von Elektromotoren in den drehbaren Lagergehäusen eingebaut und die elektrischen Zuleitungen durch die Hohlachse und Hohlwellenstümpfe in die Lagergehäuse geführt werden.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades des erfindungsgemäßen Schraubenantriebs kann ein Tunnel oder Halbtunnel zur Wasserstrahlführung hinter der Schraube in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar am B'ahrzeugkörper angeordnet sein.
Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Doppelschraubenantriebs gemäß der Erfindung in Draufsicht; Fig. 2 eine schematische Ansicht des Antriebs von achtern; Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Antriebs in Verbindung mit einem Drehorgan; Fig. 4 eine Schnittansicht im Bereich einer Schraube, welche Einzelheiten der drehbeweglichen abgedichteten Lagerung ihres Lagergehäuses auf dem einen Ende einer fixierten Hohlachse sowie die Mittel zur Drehung des Lagergehäuses um diese Hohlachse veranschaulicht; Fig. 5 mehrere schematische Ansichten eines Amphibienfahrzeugs mit einem Doppelschraubenantrieb nach der Erfindung in unterschiedlichen Einstellpositionen, die die Vielfalt von Einsatzmöglichkeiten desselben andeutet, Als Ausführungsbeispiel wird ein ioppelschraubenantrieb in Verbindung mit einem Amphibienfahrzeug, auch Schwimmwagen genannt, beschrieben, wenngleich er für die verschiedensten Wasserfahrzeuge geeignet ist. Im vorliegenden Fall ist der Doppelschraubenantrieb mit dem im Bug des Amphibienfahrzeugs angeordneten Verbrennungsmotor M antriebsmäßig verbunden. Der Antriebszug vom Verbrennungsmotor umfaßt eine Welle 10, die an ihrem rückwärtigen Ende mit Schiebemuffe als Kupplung ein Kegelrad 11 trägt, das in Eingriff mit einem Kegelrad 12 steht, welches auf einer Antriebswelle 13 befestigt ist, die ihrerseits in einer Hohlachse 14 gelagert ist. Diese Hohlachse ist im Heck 15 des Amphibienfahrzeugs quer zur Fahrzeuglängsachse 23 starr befestigt. Die Abdichtung erfolgt zweckmäßig an der Welle 10 außerhalb des Schwimmkörpers. Die Schrauben 16, 16' und ihre unmittelbaren Antriebswellen 17, 17' sind in stromlinienförmigen Lagergehäusen 18, 18' angeordnet, welche mit seitlichen Hohlwellenstümpfen 19, 19' versehen sind, die drehbeweglich und abgedichtet auf den beiden Enden der Hohlachse 14 gelagert sind. Die entsprechenden Einzelheiten sind in Fig. 4 gezeigt.
Die Antriebswelle 13 trägt an ihren Enden Kegelräder 20, 20', welche mit Kegelrädern 21, 21' kämmen, die auf den Schrauben-Antriebswellen 17, 17' befestigt sind. Man erreicht durch diese Antriebs art mit einer einzigen starren Antriebswelle 13 ohne Mehraufwand die erwünschte gegenläufige Drehung der beiden Schrauben bei vorausgesetzter gleicher Schubrichtung.
Das Untersetzuhgsverhältnis der Kegelräder 11 und 12 kann wahlweise so festgelegt werden, daß bei hoher Motordrehzahl eine zweckmäßige Schraubendrehzahl erreicht wird.
Das Heck 15 des Amphibienfahrzeugs ist zur Aufnahme der beiden Schrauben bzw. deren Lagergehäuse seitlich ausgespart, so daß diese Teile nicht überstehen. Zur Wasserstrahlführung hinter jeder schraube ist im Ausführungsbeispiel ein Halbtunnel 22, 22' vorgesehen, die am Fahrzeugkörper in Längsrichtung des Fahrzeugs verschiebbar angeordnet sind.
Aus der bisherigen Beschreibung und den Zeichnungen geht hervor, daß die zwei Schrauben 16, 16',ihre unmittelbaren Antriebswellen 17, 17', Lagergehäuse 18, 18' und Kegelräder 21, 21' in vertikalen, parallel zur Fahrzeuglängsachse 23 verlaufenden Ebenen um die Achse der Antriebswelle 13 bzw. der Hohlachse 14 drehbar sind, und zwar im Ausführungsbeispiel um 3600.
Die Drehung der erwähnten Teile kann gemeinsam oder wahlweise unabhängig voneinander erfolgen, um Schrauben-Einstellpositionen für gleiche oder verschiedene Schubrichtungen zu erhalten, wie sie z.B. zur Ausführung der in Fig. 6 angedeuteten Manöver erforderlich sind.
Zur wahlweisen gemeinsamen oder getrennten Drehung der Schrauben 16, 16' einschließlich ihrer zugeordneten vorstehend genannten Teile in den oben erwähnten Ebenen sind im Ausführungsbeispiel auf den Hohlwellenstümpfen 19, 19' Seilrollen 24, 24' fest angebracht, um die in mehreren Windungen Seilzüge 25, 25 geschlungen sind, welche in Bugrichtung des Pahrzeugs (vgl.uch Fig. 3!) zu Seilrollen 26 geführt sind, die im Bereich der übrigen Bedienungsorgane des fahrzeugs drehbeweglich gelagert und z.B. mittels jeweils eines Hebels 27 drehbar sind. Über diese Seilzüge erfolgt also die Drehung der Schrauben 16, 16' und ihrer zugeordneten Teile um die Achse der Antriebswelle 13 bzw. die Hohlachse 14. Nicht gezeigte gestufte oder stufenlose Arretiermittel (z.B. Reibunçsfeststellbremsen) sichern die Schrauben 16 und ihre zugeordneten Teile 17, 1S, 19 und 21 in den jeweiligen sinstellpositionen. Beim Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsverhältnis mit 1 : 4 festgelegt, d.h., daß bei Schwenkung des Hebels 27 um 900 die Schrauben und ihre zueodneten Teile um 3600 gedreht werden.
In Fig. 5 sind die Einstell-Lagen der Schrauben 16, 16' zur Ausführung einer Rechts- und Linkskurve sowie für Vorwärts-und Xückwär-isfahrt veranschaulicht. sinne weitere Abbildung zeigt die Schrauben 16, 16' in einer Einstell-Lage, in der ihre Schübe nach unten gerichtet sind, um z.B. das Flottmachen eines mit seinem Bug auf einer Sandbank aufgelaufenen Wasserfahrzeug-s za bewerkstelligen. Eine weitere Ansicht zeigt die Schrauben 16 nach oben gerichtet, um sie bei Fahrten des Amphibienfahrzeugs über Land vor Beschädigungen zu schützen.
Fig. 4 zeigt die Sinzelheiten der abgedichteten Lagerung z.B.
des einen Hohlwellenstumpfes 19 auf der Hohlachse 14. Die Abdichtung erfolgt durch mehrere, zwischen dem Hohlwellenstumpf 19 und der Hohlachse 14 eingeschaltete O-Dichtungsringe 28, während zur axialen Sicherung des Hohlwellenstumpfes 19 auf der Hohlachse 14 ein Ringflansch 33 vorgesehen ist, der mit einer Reihe von Bohrungen 34 versehen ist, die auf Bohrungen 35 in einem Ringflansch 31 ausgefluchtet werden, um nicht gezeigte Schrauben aufzunehmen. Der Ringflansch 31 ist an der Hohlachse 14 starr befestigt. Der Ringflansch 33 greift gem. Fig04 nach links an einem am Hohlwellenstumpf 19 befestigten Ring 30 an. Zwischen dem Ringflansch 31 und der freien Stirnfläche des Hohlwellenstumpfes 19 ist ein Messingring 32 als Distanzstück eingeschaltet0 Um beim Ausführungsbeispiel den Dcppelschraubenantrieb durch beliebige Drehung in verschiedene Stellungen bringen zu können, verwendet man einen endlosen Seilzug. Die Einstellpositionen können durch z.B. Farbsegmente im Schwenkbereich des Hebels 27 ersichtlich gemacht werden.
Das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Doppelschraubenantrieb. Die Erfindung ist jedoch gleichfalls auf Mehrschraubenantriebe mit z,B. vier oder sechs Schrauben anwendbar, wobei diese entsprechend seitlich und/oder axial versetzt angeordnet werden0 Ferner können die im Ausführungsbeispiel abgebildeten Seilzüge z.B. durch Zahnriemen ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche

1. oppel- oder Mehrschraubenantrieb für Wasserfahrzeuge, vorgsweise Amphibienfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Schrauben (16) und wenigstens ihre unmittelbaren 4ntriebselemente (z.B. 17, 21) in vertikalen, parallel oder etwa parallel zu der Fahrzeuglängsachse (23) verlaufende Ebenen um mindestens etwa 1800 drehbar am Fahrzeugkörper angeordnet und mit getrennt oder gemeinsam betätigbaren Drehorganen (24 bis 27) versehen sind.

2. Schraubenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrauben (16) und wenigstens ihre unmittelbaren Antriebselemente (z.B0 17, 21) um 3600 drehbar angeordnet sind.

3. Schraubenantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (16 usw.) wahlweise im Bug, nittschiffs oder im Heck des Wasserfahrzeugs angeordnet ist.

4. Schraubenantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schrauben (16) und wenigstens ihre unmittelbaren Antriebselemente (z.B. 17, 21) Lagergehäuse (18) vorgesehen sind, die mittels seitlicher Wellenstümpfe (19) oder dgl. mittel- oder unmittelbar am Pahrzeugkörper drehbeweglich gelagert sind, und daß die Drehorgane (24 bis 27) mit den Wellenstümpfen (19) oder dgl. antriebsmäßig verbunden sind.

5. Schraubenantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß'die Drehorgane aus Seilzügen (25) bestehen, die mehrmals um die Wellenstümpfe (19) der Lagergehäuse (18) geschlungen sind.

6. Schraubenantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehorgane Zahnriemen aufweisen, die mit den Wellenstümpfen (19) in Eingriff stehen.

7. Schraubenantrieb nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Wellenstümpfe (19) der Lagergehäuse (18) Hohlwellenstümpfe sind, die auf einer normal zur Fahrzeuglängsachse (23) im Fahrzeugkörper befestigten Achse (14) abgedichtet angeordnet sind.

8o Schraubenantrieb nach Anspruch 7 mit einer einzigen Kraftquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (14) als Hohlachse ausgeführt ist, in der eine starre Antriebswelle (13) gelagert ist, die einen Teil des von der Kraftquelle des Fahrzeugs ausgehenden Antriebszugs bildet und über Kegelradgetriebe (20, 21) mit den Schraubenantriebswellen (17) in den Lagergehäusen (18) antriebsmäßig verbunden ist.

9. Schraubenantrieb nach Anspruch 7 mit mehreren Kraftquellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftquellen in Form von Elektromotoren in den drehbaren Lagergehäusen eingebaut und die elektrischen Zuleitungen durch die Hohlachse und die Hohlwellenstümpfe in die Lagergehäuse geführt sind.

10. Schraubenantrieb nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tunnel oder Halbtunnel zur Wasserstrahlführung hinter der Schraube und Erhöhung des Wirkungsgrades in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar am i'ahrzeugkörper angeordnet ist.

L e e r s e i t e