DE2610257B1 - Kraftuebertragungseinrichtung fuer schiffsantriebe - Google Patents

Description

• Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß an dem nunmehr freien Wellenende der Hauptantriebswelle hinter der Schnecke eine Hydraulikpumpe, die z. B. für die Schmierung, für die Einstellung der Propellersteigung und ähnlichem, erforderlich ist, angeordnet werden kann. Bisher konnte eine Hydraulikpumpe nur über eine Nebenwelle mit einer entsprechenden Übertragungseinrichtung von der Hauptantriebswelle
• aus betrieben werden Bei einer Kraftübertragungseinrichtung für einen Ruderpropeller ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Schneckengetriebe in der Propellernabe angeordneu ist Durch die US-PS 34 15216 ist an sich bereits bekannt, auch Ruderpropeller mit einem Schneckengetriebe zu versehen, aber bei der beschriebenen Vorrichtung handelt es sich um eine Spezialkonstruktion. Dabei wurde ein Schneckengetriebe für den Antrieb von zwei nebeneinanderliegenden Propellern verwendet, die zu Steuerzwecken im Bug eines Schiffes angeordnet sind.
• Da die Kraftbelastung auf die dazwischenliegende Hauptantriebswelle hierbei gleich ist, wurde ein Schneckengetriebe verwendet Dadurch wird auch eine entgegengesetzte Drehrichtung der Schnecke ohne Zwischenrad erreicht Daß die Verwendung eines Schneckengetriebes auch bei normalen Ruderpropellern, bei denen das Schneckengetriebe dann in der Nabe anzuordnen ist, Vorteile bringt, ist in dieser Druckschrift nicht erkannt worden. Dies ergibt sich eindeutig daraus, daß gemäß F i g. 6 die herkömmlichen Heckantriebspropeller einen üblichen Kegelradantrieb haben. Wenn auch für diese Propeller ein Schneckengetriebe vorgesehen wäre, dürfte die vertikale Achse der Hauptantriebswelle sich nicht mit der Propellerwellenachse schneiden, was jedoch gemäß F i g. 6 der Fall ist Aus den bereits vorstehend aufgeführten Gründen hat man offensichtlich diesen weitergehenden Schritt nicht gewagt Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß bei einer Kraftübertragungseinrichtung für einen Ruderpropeller die Schnecke auf der Hauptantriebswelle und das Schneckenrad auf der Propellerantriebswelle angeordnet sind.
• Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, aus denen weitere erfindungsgemäße Vorteile hervorgehen. Es zeigt F i g. 1 Kraftübertragungseinrichtung für einen Flügelradpropeller in Seitenansicht, F i g. 2 Kraftübertragungseinrichtung nach der F i g. 1 in der Draufsicht, F i g. 3 eine schematische Darstellung der Kraftübertragungseinrichtung für einen schwenkbaren Ruderpropeller, F i g. 4 bis 6 verschiedene Anordnungen für die Führung der Hauptantriebswelle bei einem schwenkbaren Ruderpropeller.
• In den F i g. 1 und 2 ist die Kraftübertragungseinrichtung für einen Flugelradpropeller vom Voith-Schneider-Typ dargestellt Der Flügelradpropeller besitzt ein im Schiffskörper fest eingebautes Propellergehäuse 1, in dem ein scheibenformiger Radkörper 2 mit mehreren darin nahe dem Umfang schwenkbar gelagerten Flügeln 3 mit vertikaler Achse angeordnet ist.
• Der Radkörper 2 wird nun von einem im Schiffskörper angeordneten Motor (nicht dargestellt) über eine Hauptantriebswelle 4, auf der eine Schnecke 5 in einem Gehäuse 6 angebracht ist, über ein Schneckenrad 7, das als Hohlzahnrad ausgebildet ist, in Umdrehung versetzt Die Verstellung der Flügelradsteigung erfolgt über den ausschnittsweise sichtbaren Steuerknüppel 8, über ein nicht dargestelltes Gestänge. Der Steuerknüppel 8 wird dabei über die Hydraulikzylinder 9 und 10 betätigt Die Übertragung der Drehbewegung von dem Schnekkenrad 7 auf den Radkörper 2 erfolgt über eine hohle Propellerantriebswelle 11.
• Durch die Anordnung der Schnecke 5 außerhalb des Propellergehäuses 1 kann sie in einfacher Weise und vor allen Dingen sicher auf beiden Seiten gelagert werden.
• Zusätzlich kann an dem freien Ende der Hauptantriebswelle 4, wie angedeutet, eine hydraulische Pumpe 12 angeordnet sein.
• In den F i g. 3 bis 6 sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung für einen schwenkbaren Ruderpropeller beschrieben.
• Der Antrieb des Ruderpropellers 13 erfolgt jeweils über eine Hauptantriebswelle 14, auf der eine Schnecke 15 angeordnet ist Die Schnecke 15 überträgt die Drehbewegung in der Propellernabe 16 auf das Schneckenrad 17, das auf der Propellerantriebswelle 18 befestigt ist Der Ruderpropeller 13 ist in einem Hohlträger 19 mit vertikaler Achse schwenkbar gelagert. Die Verschwenkung des Hohlträgers 19 und damit des Ruderpropellers 13 erfolgt über ein Schneckengetriebe 20. Die Anordnung des Hohlträgers 19 seitlich versetzt zur Schraubenachse 22, gemäß F i g. 3, ergibt zwar eine Momentbelastung für den Schwenkantrieb infolge der seitlich versetzten Lage der Schubkraft, aber diese Momente können durch entgegengesetzt gerichtete Momente in der vertikalen Hauptantriebswelle 14 ausgeglichen oder verringert werden. Von Vorteil bei dieser Ausführung ist dabei jedoch, daß keine Gelenke zur Kraftübertragung erforderlich sind Gelagert ist der Ruderpropeller 13 in einer Plattenlagerung 21.
• Bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 4 bis 6 schneidet sich die Schraubenachse 22 mit der Schwenkachse des Ruderpropellers. Die Hauptantriebswelle 14 nach der Fig.4 ist dabei in zwei Gelenken 24 und 25 gelagert. Durch diese Z-Anordnung wird eine bessere Lagerung erreicht Durch die in F i g. 5 dargestellte Anordnung der Hauptantriebswelle 14 ist zwar nur ein Kreuzgelenk 26 erforderlich, aber als Nachteil muß dann ein ungleichförmiger Abtrieb mit Momentenschwankungen in Kauf genommen werden.
• Durch die in der Fig. 6 beschriebene W-Anordnung der Hauptantriebswelle 14 wird ein gleichförmig rotierender Antrieb erreicht Hierzu sind wieder zwei Gelenke 27 und 28 erforderlich Ein Vorteil gegenüber der Z-Anordnung besteht darin, daß die Schnecke 15 näher zur Mitte der Propellerantriebswelle liegt

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Kraftübertragungseinrichtung für Schiffsantriebe mit einer Hauptantriebswelle und einem Zahnradgetriebe zwischen der Hauptantriebswelle und der Propellerantriebswelle, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Zahnradgetriebe als Schnekkengetriebe (5, 7 bzw. 15,17) ausgebildet ist.
2. 2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 für einen Flügelradpropeller mit zyklisch verstellbaren Flügeln vom Voith-Schneider-Typ, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (5) auf der Hauptantriebswelle (4) angeordnet ist, und daß das Schneckenrad als in dem Propellergehäuse (1) auf der Propellerantriebswelle (11) angeordnetes Hohlzahnrad (7) ausgebildet ist.
3. 3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 für einen Ruderpropeller, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckengetriebe (15, 17) in der Propellernabe (16) angeordnet ist
4. 4. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (15) auf der Hauptantriebswelle (14) und das Schneckenrad (17) auf der Propellerantriebswelle (18) angeordnet sind.

   Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung für Schiffsantriebe mit einer Hauptantriebswelle und einem Zahnradgetriebe zwischen der Hauptantriebswelle und der Propellerantriebswelle.

   Schiffspropeller werden bisher fast ausschließlich mit Kegelradgetrieben angetrieben. Das Kegelradgetriebe hat dabei die Aufgabe, die Drehachsenrichtung um 90" umzulenken und eine Drehzahluntersetzung zu erreichen. Bei Ruderpropellern soll dabei auch der Höhenunterschied zwischen der Motorachse und der Schraubenachse (Propellerdrehachse) überbrückt werden (Z-Antrieb).

   Darüber hinaus sind für die Antriebsübersetzung lediglich einige Sonderkonstruktionen bekannt, wie z. B.

   hydrostatische Antriebe, Kettenantriebe sowie für kleinere Leistungen direkte Antriebe durch Elektromotoren, die sich bei Ruderpropellern in der Nabe befinden.

   Diese Ausführungen mit mechanischer oder hydrostatischer Leistungsübertragung haben den Nachteil, daß sie zu den hydrodynamischen Geräuschen des Propellers noch zusätzlich erhebliche Geräusche erzeugen und an das Wasser abgeben. Das bedeutet eine Umweltbelastung im und auf dem Wasser, sowie bei militärischen Fahrzeugen eine Beeinträchtigung der Gebrauchsfähigkeit. Diese Geräuschentwicklung durch das Getriebe tritt besonders hervor, wenn kleine Leistungen gefahren werden, wenn also die Geräuschentwicklung durch die hydraulische Belastung des Propellers selbst gering ist.

   Die direkten elektrischen Antriebe sind dagegen zwar sehr geräuscharm, aber sie sind jedoch nur für Leistungen bis etwa 50 PS geeignet Für größere Leistungen können Elektromotoren nicht mehr wirtschaftlich verwendet werden.

   Bei der Verwendung von schnellaufenden Dieselmotoren kommt man bei einer Kraftübertragungseinrichtung über ein Kegel- oder Stirnradgetriebe mit einer einstufigen Untersetzung nicht aus. Hierfür sind zusätzliche Zwischengetriebe erforderlich.

   Bei einem Flügelradpropeller mit zyklisch verstellbaren Flügeln vom Voith-Schneider-Typ war für den bisher verwendeten Kegelradantrieb eine umständliche und komplizierte Lagerung erforderlich. Das an der Hauptantriebswelle angeordnete Kegelrad mußte nämlich entweder fliegend gelagert werden, was lagertechnisch sehr ungünstig ist, oder es mußte eine umständliche Lagerung im Gehäuseinneren des Propellers vorgenommen werden.

   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftübertragungseinrichtung zu schaffen, die eine geringere Geräuschentwicklung aufweist und die darüber hinaus einfach in der Lagerung bzw. billig in der Herstellung ist Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Zahnradgetriebe als Schneckengetriebe ausgebildet ist.

   Durch die Verwendung eines Schneckengetriebes werden wesentlich geringere Geräusche erzeugt. Vor allen Dingen sind keine ausgeprägten Frequenzen vorhanden.

   Von Vorteil ist weiterhin, daß mit dem erfindungsgemäßen Schneckengetriebe jede praktisch geforderte Untersetzung in einer Stufe erzielt werden kann.

   Zwischengetriebe zur Herabsetzung der Drehzahlen sind somit nicht erforderlich. Dies ist insbesondere bei einem Flügelradpropeller vom Voith-Schneider-Typ und bei einem Verstellpropeller von großem Vorteil, da in diesen Fällen keine Schaltgetriebe für eventuelle unterschiedliche Belastungs- oder Betriebszustände notwendig sind.

   Die Verwendung von Schneckengetrieben ist an sich auch im Schiffsbau bereits allgemein bekannt. Bisher wurden derartige Schneckengetriebe im allgemeinen jedoch nur für geringe Drehzahlen verwendet, z. B. für die Verschwenkung des Propellers oder für Stellenantriebe. Als normalen Hauptantrieb für die Propeller hielt man Schneckengetriebe jedoch für nicht geeignet. Diese Meinung gründete sich insbesondere auf der Tatsache, daß der Wirkungsgrad bei einem Schneckenantrieb schlechter ist und er daher für hohe Leistungen unrationell ist.

   Es wurde jedoch in nicht naheliegender Weise erkannt, daß diesen Nachteilen auf der anderen Seite die erfindungsgemäß festgestellten Vorteile gegenüberstehen, durch die die Verwendung eines Schneckengetriebes trotzdem lohnend ist.

   Diese Vorteile ergeben sich insbesondere bei Flügelradpropellern mit zyklisch verstellbaren Flügeln vom Voith-Schneider-Typ dann, wenn erfindungsgemäß die Schnecke auf der Hauptantriebswelle angeordnet und das Schneckenrad als in dem Propellergehäuse auf der Propellerantriebswelle angeordnetes Hohlzahnrad ausgebildet ist.

   Hierbei ist als Hauptvorteil die einfachere und bessere Lagerung der Schneckenwelle zu nennen. Die Schnecke kann nämlich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung in einfacher Weise außen am Propellergehäuse an beiden Seiten gelagert werden.