DE2610257B1

DE2610257B1 - Outdrive gearing for ship - with worm reduction gearing between high speed vertical shaft and horizontal hub

Info

Publication number: DE2610257B1
Application number: DE19762610257
Authority: DE
Inventors: Karl Blickle; Werner Fork; Rudolf Dipl-Ing Laucks; Hans Woehrle
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1976-03-11
Publication date: 1977-05-05
Also published as: JPS52110369A; NL7702567A; JPS571931U

Abstract

The ship propeller is mounted at the bottom of a vertical, hollow shaft (19) through which the drive shaft (14) is located. The drive between the drive shaft (14) and the screw is by a worm gear (15) which directly drives the screw hub. The worm gear also provides a reduction gearing. The drive is suitable for military craft in which the quiet transmission is important. No further reduction is required between the fast rotating shaft, from the high speed engine, and the screw. For cyclically variable impellers the worm gear drives a main hub gear, while the cyclic control is through the hollow main hub gear.

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 Another advantage is that at the now free end of the shaft the main drive shaft behind the worm a hydraulic pump that z. B. for the Lubrication required for setting the propeller pitch and the like is, can be arranged. Up to now, a hydraulic pump could only have a secondary shaft with a corresponding transmission device from the main drive shaft

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.operated off In a power transmission device for a Rudder propeller is provided according to the invention that the worm gear in the Propeller hub is angeordneu By US-PS 34 15 216 is already known per se also to provide rudder propellers with a worm gear, but with the one described The device is a special construction. It was a worm gear used to drive two propellers lying next to each other for control purposes are arranged in the bow of a ship.

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.Because the force load on the main drive shaft in between here is the same, a worm gear was used opposite direction of rotation of the worm without an intermediate gear that achieved the use a worm gear even with normal rudder propellers, where the worm gear is then to be arranged in the hub, brings advantages, is not in this publication recognized. This results clearly from the fact that according to FIG. 6 the conventional Stern drive propellers have a standard bevel gear drive. Albeit for this one If a worm gear were provided, the vertical axis of the propeller would be Main drive shaft does not intersect with the propeller shaft axis, but it does according to FIG. 6 is the case for the reasons already mentioned above one obviously does not dare to take this further step. An advantageous one Embodiment of the invention is that in a power transmission device for a rudder propeller, the worm on the main drive shaft and the worm wheel are arranged on the propeller drive shaft.

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. Embodiments of the invention are described below, from which further advantages according to the invention emerge. It shows F i g. 1 power transmission device for an impeller propeller in side view, F i g. 2 power transmission device according to FIG. 1 in plan view, F i g. 3 is a schematic representation of FIG Power transmission device for a pivoting rudder propeller, F i g. 4 to 6 different arrangements for guiding the main drive shaft in a swiveling one Rudder propeller.

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. In the F i g. 1 and 2 is the power transmission device for one Impeller propeller of the Voith-Schneider type shown The impeller propeller has a propeller housing 1 permanently installed in the hull, in which a disc-shaped Wheel body 2 with a plurality of vanes 3 pivotably mounted therein near the circumference is arranged vertical axis.

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. The wheel body 2 is now arranged in the hull of a ship Motor (not shown) via a Main drive shaft 4 on which a worm 5 is mounted in a housing 6, via a worm wheel 7, which acts as a ring gear is designed, offset in rotation The pitch of the impeller is adjusted via the joystick 8, which is partially visible, via a non-illustrated one Linkage. The control stick 8 is operated via the hydraulic cylinders 9 and 10 The transmission of the rotary movement from the worm wheel 7 to the wheel body 2 takes place via a hollow propeller drive shaft 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. Due to the arrangement of the screw 5 outside the propeller housing 1 it can be stored in a simple manner and, above all, securely on both sides will.

Zusätzlich kann an dem freien Ende der Hauptantriebswelle 4, wie angedeutet, eine hydraulische Pumpe 12 angeordnet sein.In addition, at the free end of the main drive shaft 4, as indicated, a hydraulic pump 12 can be arranged.

In den F i g. 3 bis 6 sind verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung für einen schwenkbaren Ruderpropeller beschrieben. In the F i g. 3 to 6 are different embodiments of the invention Power transmission device for a pivoting rudder propeller described.

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. The rudder propeller 13 is driven by a main drive shaft 14, on which a screw 15 is arranged. The screw 15 transmits the rotary motion in the propeller hub 16 on the worm wheel 17, which is on the propeller drive shaft 18 is attached The rudder propeller 13 is in a hollow beam 19 with a vertical Axis pivoted. The pivoting of the hollow beam 19 and thus the rudder propeller 13 takes place via a worm gear 20. The hollow support 19 is arranged laterally offset to the screw axis 22, according to FIG. 3, results in a moment load for the swivel drive due to the laterally offset position of the thrust force, but these moments can be caused by oppositely directed moments in the vertical Main drive shaft 14 can be balanced or reduced. An advantage with this one Execution is, however, that no joints are required for power transmission The rudder propeller 13 is mounted in a plate mounting 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. In the exemplary embodiments according to FIGS. 4 to 6 intersect the screw axis 22 with the pivot axis of the rudder propeller. The main drive shaft 14 according to FIG. 4 is supported in two joints 24 and 25. Because of this Z-arrangement better storage is achieved. 5 arrangement shown the main drive shaft 14 only a universal joint 26 is required, but as The disadvantage is then a non-uniform output with torque fluctuations be taken.

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 By the W arrangement of the main drive shaft described in FIG. 6 14 a uniformly rotating drive is achieved. For this purpose, there are again two joints 27 and 28 required An advantage over the Z arrangement is that the auger 15 is closer to the center of the propeller drive shaft

Claims

Claims: 1. Power transmission device for ship propulsion with a main drive shaft and a gear train between the main drive shaft and the propeller drive shaft, that is the gear drive is designed as a worm gear (5, 7 or 15, 17).

2. Power transmission device according to claim 1 for an impeller propeller with cyclically adjustable blades of the Voith-Schneider type, characterized in that that the screw (5) is arranged on the main drive shaft (4), and that the Worm wheel than in the propeller housing (1) on the propeller drive shaft (11) arranged ring gear (7) is formed.

3. Power transmission device according to claim 1 for a rudder propeller, characterized in that the worm gear (15, 17) in the propeller hub (16) is arranged

4. Power transmission device according to claim 3, characterized in that that the worm (15) on the main drive shaft (14) and the worm wheel (17) are arranged on the propeller drive shaft (18).

The invention relates to a power transmission device for ship propulsion systems with a main drive shaft and a gear train between the main drive shaft and the propeller drive shaft.

So far, ship propellers have been almost exclusively with bevel gears driven. The bevel gear has the task of determining the direction of the axis of rotation to redirect 90 "and achieve a speed reduction. With rudder propellers should also include the height difference between the motor axis and the screw axis (Propeller axis of rotation) must be bridged (Z-drive).

In addition, there are only a few for the drive ratio Special designs known such. B.

hydrostatic drives, chain drives as well as for smaller powers direct drives by electric motors, which are located in the hub of rudder propellers are located.

These versions with mechanical or hydrostatic power transmission have the disadvantage that they add to the hydrodynamic noise of the propeller also generate considerable noises and release them into the water. That means environmental pollution in and on the water, as well as in military vehicles Impairment of usability. This noise generated by the transmission is particularly noticeable when low services are being used, i.e. when the noise is generated is low due to the hydraulic load on the propeller itself.

The direct electric drives, on the other hand, are very quiet, but they are only suitable for powers up to around 50 hp. For larger powers electric motors can no longer be used economically.

When using high-speed diesel engines, one comes with a power transmission device via a bevel or spur gear with a single-stage reduction not off. For this are additional intermediate gear required.

In the case of an impeller propeller with cyclically adjustable blades from Voith-Schneider type was a cumbersome one for the bevel gear drive used up to now and complicated storage required. The one arranged on the main drive shaft The bevel gear either had to be cantilevered, which is very technical in terms of storage is unfavorable, or it had to be cumbersome storage inside the propeller housing be made.

The invention is therefore based on the object of a power transmission device to create, which has a lower noise development and beyond According to the invention, it is easy to store or cheap to manufacture this object is achieved in that the gear drive is designed as a worm gear is.

The use of a worm gear will result in significantly fewer Generates noises. Above all, there are no pronounced frequencies.

It is also advantageous that with the worm gear according to the invention any reduction required in practice can be achieved in one step.

Intermediate gears to reduce the speeds are therefore not necessary. This is particularly the case with a Voith-Schneider type impeller propeller and a great advantage with a controllable pitch propeller, since in these cases there is no gearbox are necessary for any different load or operating conditions.

The use of worm gears is in itself also in shipbuilding already well known. So far, such worm gears have been in general but only used for low speeds, e.g. B. for pivoting the propeller or for actuators. The normal main drive for the propellers was considered to be Worm gear, however, is not suitable for. This opinion was founded in particular on the fact that the efficiency is worse with a worm drive and it is therefore inefficient for high performance.

However, it has been unobviously recognized that these Disadvantages on the other hand are offset by the advantages established according to the invention, through which the use of a worm gear is still worthwhile.

These advantages are particularly evident in the case of impeller propellers with cyclically adjustable blades of the Voith-Schneider type, if according to the invention the worm placed on the main drive shaft and the worm wheel as in that Propeller housing formed on the propeller drive shaft arranged ring gear is.

The main advantage here is that it is easier and better to store to name the worm shaft. The screw can namely by the invention Design stored in a simple manner on the outside of the propeller housing on both sides will.