DE2621372A1

DE2621372A1 - Actuating gear for steerable propeller - has concentric contrarotating shafts driven via differential to eliminate torque reaction on steering gear

Info

Publication number: DE2621372A1
Application number: DE19762621372
Authority: DE
Inventors: Willy Minnich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2621372C3; DE2621372B2

Abstract

The actuating gear for a steerable propeller is for use with a fixed power source. This source (1) drives a differential unit (3, 4, 4', 5, 6) in such a way as to produce same-direction rotation of two concentric output shafts (7, 8). Mitre wheel gearing converts this to opposite direction rotation of two vertical concentric shafts (14, 15) perpendicular to the first. These shafts pass through the hull inside the hollow spindle supporting the propeller pod, via a watertight bearing (23). A second differential unit, (16, 17, 18) in the pod takes the drive to the propeller shaft (21). Steering is achieved by rotating the pod on its spindle, by conventional means. Force required minimal since the torque reaction is taken up by the shafting.

Description

Antriebsvorrichtung für einen schwenkbar gelagerten Schiffspropeller.Drive device for a pivotably mounted ship propeller.

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen schwenkbar gelagerten Schiffspropeller mit feststehenden Antriebsmotor.The invention relates to a drive device for a pivotable bearing propeller with fixed drive motor.

Bekannt sind schwenkbare Schiffspropeller zum Erzeugen von Vortriebs und Steuerkräften an Schiff beispielsweise in der Ausführung als Z-Antriebe. Bei ihnen ist der Antriebsmotor über ein ersten Kegelradgetriebe im Oberwasserteil der schwenkbaren Antriebsvorrichtung und ein zweites Kegelradgetriebe in Unterwasserteil mit der Propellerwelle verbunden.Swiveling ship propellers for generating propulsion are known and steering forces on the ship, for example in the form of stern drives. at them is the drive motor via a first bevel gear in the upper water part of the pivotable drive device and a second bevel gear in the underwater part connected to the propeller shaft.

Wenn der Antriebsmotor derart in der Abtriebsvorrichtung mit eingebaut ist, daß er an der Schwenkung des Propellers teilnimmt, so sind keine no@@enswerten Steuerkräfte notwendig zum Schwenken des Propellers, soweit von Kreiselmomenten sowie anderen Störeinflüssen, beispielsweise durch Riebung, abgesehen wird. Für diese Art des Antzriebes eignen sich jedoch nur vorgleichsweise kleine Motoren mit d@nzufolge verhältnismäßig geringer Leistung.If the drive motor is built into the output device in this way is that he participates in the swing of the propeller, no no @@ values are worth Control forces necessary to pivot the propeller, as far as gyroscopic moments as well as other interfering influences, for example by rubbing, is disregarded. For this type of drive is only suitable for comparatively small motors d @ n as a result of relatively low performance.

Soll hingegen ein starkk@r, feststehender Antriebsmotor verwendet werden, um hohe Propellerdrehmomente und Propellerleistungen aufzubringen, so tritt bei den bekannten Antriebsvorrichtungen stets bein Schwenken und Festhalten des Propellers eine u der schwenkbaren Einheit angreifende Drehkraft auf. Zum Schwenken des Propellers und zum Festhalten in der jeweiligen Einstellung sind deshalb bei Antriebsvorrichtungen für größere Propeller und Leistungen bisher hohe Steuerkräfte aufzubringen gewesen und damit große Rudermaschinen notwendig gewesen.If, however, a strong, fixed drive motor is used in order to generate high propeller torques and propeller powers, so occurs in the known drive devices always when pivoting and holding the Propellers a u of the pivotable unit attacking torque. For swiveling of the propeller and to hold on in the respective setting are therefore at Drive devices for larger propellers and power previously high control forces had to be raised and therefore large rowing machines were necessary.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine schwenkbare Antriebsvorrichtung für Schiffspropeller mit feststehenden Antriebsmotor zu schaffen, die für ein Schwenken der Antriebsvorrichtung und ins Festhalten des Propeller in der jeweilig gewählten Lage in Prinzip keine Steuerkräfte erfordert und zwar auch nicht bei sehr großen Propellerdrehmomenten und Propellerleistungen.The object of the invention is to provide a pivotable drive device for ship propellers with fixed drive motor to create the one for pivoting the propulsion device and in holding the propeller in the respective selected In principle, the location does not require any control forces, not even with very large ones Propeller torques and propeller powers.

Als lösung dieser Aufgabe sicht die Erfindung vor, daß der Antriebsmotor über ein erstes Ausgleichgetriebe durch zwei gleichsinnig drehende Wellen mit einem Winkelgetriebe verbunden ist, das an seiner Ausgangsseite über zwei gegenläufig drehende Wellen mit einem zweiten Ausgleichsgetriebe verbunden ist, dessen Ausgangswelle die Propellerwelle bildet, die mit den zwei Wellen des zweiten Ausgleichsgetriebes so gep@@rt ist, daß beim Schwenken des Propellers an der Propellerwelle ein querkraftfreies Drehmoment auftritt.As a solution to this problem, the invention provides that the drive motor via a first differential gear through two co-rotating shafts with one Angular gear is connected, which on its output side via two opposite directions rotating shafts is connected to a second differential gear whose output shaft the propeller shaft forms that with the two shafts of the second differential gear is so gep @@ rt that when pivoting the propeller on the propeller shaft a lateral force-free Torque occurs.

Aus baulichen Gründen werden vorzugsweise die das erste Ausgleichsgetriebe mit den Winkelgetriebe verbindenden Wellen als konzentrische Wellen ausgebildet und ebenso die das Winkelgetrieb mit de@ zweiten Ausgleichsgetriebe verbindende gegenläufig zueinander drehende Wollen als konzentrische Wollen. Vorteilhaft hat es sich weiterhin gezeigt, wenn das zweite Ausgleichsgetriebe in einem Gehäuse gelagert ist, das zusammen Bit dei Propeller schwenkbar ist, , vorausgesetzt, daß hinter den Propeller in Strömungsrichtung liegend ein stromlinienförmiger Körper angeordnet ist, der die Strömungsverhältnisse des Antriebe verbessert.For structural reasons, they are preferably the first differential gear with the shafts connecting the angular gear as concentric shafts educated and also the one connecting the angular gear with the second differential gear oppositely rotating wills as concentric wills. Has beneficial it is also shown when the second differential gear is mounted in a housing is that the propeller can be pivoted together bit, provided that the rear A streamlined body is arranged lying the propeller in the direction of flow which improves the flow conditions of the drive.

Als erstes Ausgleichsgetriebe, das über eine Eingangswelle mit dem Antriebsmotor verbunden ist, zeigt sich aus baulichen Gründen eine Ausführungsform für geeignet, bei der die Eingangswelle einen St@g trägt, auf dei um ihre eigene Achse drehbare Ausgleichsräder angeordnet sind, die gepaart sind mit Tellerrädern, welche über die zwei genannten gleichsinnig drehenden Wellen mit dem Winkelgetriebe verbunden sind.As the first differential gear that has an input shaft with the Drive motor is connected, shows an embodiment for structural reasons suitable for where the input shaft carries a St @ g on its own Axis rotating differential gears are arranged, which are paired with ring gears, which via the two named co-rotating shafts with the angular gear are connected.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können zwei auf die.In a preferred embodiment of the invention, two can the.

ser Doppelwelle befestigte verschieden große Kegelräder bei gleichen Übersetzungsverhältnis mit den Kegelrädern de@ Winkelgetriebes, die auf den ineinandergesteckten Wollen der Doppelwelle befestigt sind, die des Winkel getriebe nit de@ zweiten Ausgleichsgetriebe verbinden, wobei dt.This double shaft attached different sized bevel gears with the same Gear ratio with the bevel gears of the bevel gear, which are on the nested If the double shaft is to be attached, that of the angular gear is nit the second differential gear connect, where dt.

einzelnen Kegelräder des Winkelgetriebes in derjenigen Zuordnung gepaart sind, daß die ineinandergesteckten Wellen der zweiten Doppelwelle, welche die Verbindung herstellt su den zweiten Ausgleichsgetriebe, gegenläufig zueinander drehen.individual bevel gears of the bevel gear paired in that assignment are that the nested shafts of the second double shaft that make the connection manufactures su the second differential gear, rotating in opposite directions to each other.

Auf den ineinandergesteckten Welle der zweiten Doppelwelle sind in Bereich des zweiten Ausgleichsgetriebes zwei Tellerräder befestigt, die in diese@ zweiten Ausgleichsgetriebe mit den Kegelrad der in den schwenkbaren Gehäuse gelagerten Propellerwelle in der Zuordnung gepaart sind, daß ein querkraftfreies Drehmoment an der Propellerwelle entsteht.On the nested shaft of the second double shaft are in Two ring gears attached to the area of the second differential gear, which are in this @ second differential gear with the bevel gear of the pivotable casing bearing propeller shaft are paired in the assignment that a transverse force-free Torque occurs on the propeller shaft.

lin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention is hereinafter referred to explained on a drawing.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Antriebsvorrichtung besitzt einen feststehenden Motor 1, der Uber eine einzige Antriebswelle 2 mit einen ersten Ausgleichsgetriebe verbunden ist. Zu diesem Ausgleichsgetriebe gehört ein itt der Welle 2 verbundener Steg 3, der mehrere Ausgleichskegelräder 4 und 4' trägt. Die Ausgleichskegelräder 4 und 4' können Bit einen ersten Tellerrad 5 sowie einen zweiten Tellerrad 6. Von ihnen sitzt das Tellerrad 9 auf einer ersten Hohlwelle 7 und das Tellerrad 6 auf einer dazu konzentrisch angeordneten zweiten Welle 8. Die Anordnung ist also derart getroffen, daß die Wellen 7 und 8, die in einem Block 9 drehbar gelagert sind, gleichsinnig drehen.The drive device shown in the drawing has a fixed engine 1, which has a single drive shaft 2 with a first differential gear connected is. This differential gear includes a shaft 2 connected to it Web 3, which carries several differential bevel gears 4 and 4 '. The differential bevel gears 4 and 4 'can bit a first ring gear 5 and a second ring gear 6. From the ring gear 9 sits on a first hollow shaft 7 and the ring gear 6 sits on them a second shaft 8 arranged concentrically therewith. The arrangement is thus of this type taken that the shafts 7 and 8, which are rotatably mounted in a block 9, in the same direction turn.

Die Doppelwelle 7, 8 verbindet das erste Ausgleichsgetriebe 3, 4, 4', 5 und 6 nit einen Winkelgetriebe, das in wesentlichen besteht aus den Teilen 10, 11, 12 und 13. Von diesen sitzt das Tellerrad 10 auf der Hohlwelle 7 und kämmtt nit eines zweiten gleichgroßen Tellerrad 11. Das kleinere Tellerrad 12, das getragen ist von der Welle 8, kämmt mit einem ebenso kleinen Tellerrad 13. Das Tellerrad 13 ist fest verbunden mit einer Hohlwelle 14, durch die sich eine zweite Welle 15 erstreckt, welch.The double shaft 7, 8 connects the first differential 3, 4, 4 ', 5 and 6 nit an angular gear, which essentially consists of the parts 10, 11, 12 and 13. Of these, the ring gear 10 sits on the hollow shaft 7 and meshes nit a second ring gear 11 of the same size. The smaller ring gear 12 that was carried is from shaft 8, meshes with an equally small ring gear 13. The ring gear 13 is firmly connected to a hollow shaft 14 through which a second shaft 15 extends which.

das Tellerrad 11 trägt. Auf grund dieser Anordnung drehen die beiden Ausgangswellen 14 und 15 des Winkelgetriebes gegenläufig.the ring gear 11 carries. Because of this arrangement, the two rotate Output shafts 14 and 15 of the bevel gear rotate in opposite directions.

Die beiden Wellen 14 und 15, die konzentrisch zueinander liegen, stellen eine Verbindung her zu eines zweiten Ausgleichsgetriebe, das in wesentlichen besteht aus den Tellerrädern 16, 17 und 18, die in einen schwenkbar gelagerten Gehäuse 19 angeordnet sind, in den sich die Lagerstelle 20 befindet ilr die Propellerwelle 21, die den schwenkbaren Propeller 22 trägt. Für die Schwenkbewegung des Propellers 22 und des Gehäuses 19 ist das Gehäuse 19 Uber ein in Schiffsboden 23 drehbar gelagertes Rohr mit einem Antriebsrad 24 verbunden, das beispielsweise über eine Kette 25 zum Zwecke der Schwenkung des Propellers in Drehbewegung versetzt werden kann.The two shafts 14 and 15, which are concentric to each other, set one Connection to a second differential, which essentially consists from the ring gears 16, 17 and 18, which are in a pivotably mounted housing 19 are arranged, in which the bearing point 20 is ilr the propeller shaft 21, which carries the pivotable propeller 22. For the pivoting movement of the propeller 22 and the housing 19, the housing 19 is rotatably mounted in the ship's bottom 23 via a Tube connected to a drive wheel 24, for example via a chain 25 to The purpose of pivoting the propeller can be set in rotary motion.

Die Kegelradpaare 10, 11 und 12, 13 haben gleichgroße Übersetzungsverhältnisse und sind durch Wahö größerer Durchmesser für das Kegelradpaar 10, 11 als für das Kegelradpaar 12,13 einander so zugeordnet, daß die Kegelräder 11 und 13 gegenläufig zueinander drehen.The bevel gear pairs 10, 11 and 12, 13 have the same gear ratios and are by Wahö larger diameter for the bevel gear pair 10, 11 than for the Pair of bevel gears 12, 13 assigned to one another in such a way that the bevel gears 11 and 13 rotate in opposite directions rotate towards each other.

Befindet sich das Gehäuse 19 sit den antreibenden drehenden Propeller 22 ia der Ruhelage, so drehen sich die am Steg 3 drehbar gelagerten Ausgleichskegelräder 4 und 4' nicht @@ ihre eigene Achse. Die beiden mit den Ausgleichskegelräders 4 und 4' gepaarten Tellerräder 5 und 6 werden in der Drehrichtung und sit der Drehgeschwindigkeit des auf der Motorwelle 2 befestigten Steges 3 angetrieben. An de@ Tellerrädern 5 und 6 entstehen denzufolge gleichgroße Antriebskräfte von halber Größe der Gesamtantriebskraft. Die gleichsinnige Drehung der Tellerräder 5 und 6 wird durch das Winkelgetriebe 10, 11, 12 und 13 ungesetzt in eine zueinander gegenläufige Drehung der mit den Kegelrad 18 k@mmenden zwei Tellerräder 16 und 17 mit gleichgroßen Antriebskräften, die geneinsam eingehen in die Welle 21. Es entsteht dabei und bei einer Schwenkung des Propellers an der Propellerwelle 21 ein querkraftfreies Drehmoment, so daß grundsätzlich keine Drehkraft an Gehäuse 19 auftritt bzw.The housing 19 is the driving rotating propeller 22 generally the rest position, the differential bevel gears rotatably mounted on the web 3 rotate 4 and 4 'not @@ their own axis. The two with the compensating bevel gears 4 and 4 'paired ring gears 5 and 6 are in the direction of rotation and sit the rotation speed of the web 3 attached to the motor shaft 2 is driven. To de @ crown wheels 5 6 and 6, consequently, equally large driving forces of half the size of the total driving force arise. The rotation of the ring gears 5 and 6 in the same direction is controlled by the angular gear 10, 11, 12 and 13 unset in a mutually opposite rotation of the with the Bevel gear 18 k @ mmend two ring gears 16 and 17 with equal driving forces, which enter shaft 21 together. It arises in the process and with a pivot of the propeller on the propeller shaft 21 a torque free of transverse forces, so that basically no torque occurs on housing 19 or

keine Querkraft am Gehäuse bzw. an der Lagerstelle 20. Auch während einer Schwenkung des Propellers 22 bzw. seines Gehäuses 19 bleibt das querkraftfreie Drehmoment an der Propellerwelle erhalten, weil die an den Tellerrädern 5, 6 und 16, 17 der Ausgleichsgetriebe angreifenden Antriebskräfte stets im Gleichgewicht zueinander stehen bleiben.no transverse force on the housing or on the bearing point 20. Also during pivoting of the propeller 22 or its housing 19 remains free of transverse forces Torque received on the propeller shaft because that on the ring gears 5, 6 and 16, 17 of the differential gear acting driving forces always in equilibrium stop to each other.

t versteht sich, daß die Erfindung nicht beschränkt ist auf das in der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsbeispiel, sondern daß auch andere Ausführungsformen insbesondere für die Gestaltung des Ausgleichsgetriebes in Frage kommen als sie beschrieben sind, wie beispielsweise durch Verwendung eines üblichen Stirnradausgleichsgetriebes.It goes without saying that the invention is not limited to the in of the drawing reproduced embodiment, but that also other embodiments in particular for the design of the differential gear come into question as they are described, for example through the use of a conventional spur gear differential.

- Ansprüche -- Expectations -

Claims

A n s p r ü c h e 1 Drive device for a pivotable Ship propeller with fixed drive motor, characterized in that the Drive motor (1) via a first differential gear (3, 4, 4 ', 5, 6) through two co-rotating shafts (7, 8) with a. Angular gear (10, 11, 12, 13) connected is that on its output side over two counter-rotating dents (14, 15) is connected to a second differential gear (16, 17, 18), the output of which shaft forms the propeller shaft (21), which is connected to the oppositely rotating shafts (14, 15) on the second gearbox is paired in such a way that when pivoting the Propeller (22) on the propeller shaft (21) a transverse force-free torque occurs.

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the first differential gear (3, 4, 4 ', 5 and 6) by two rotating in the same direction concentric shafts (7, 8) are connected to the angular gear (10, 11, 12, 13), and the angular gear through two concentric counter-rotating Shafts (14, 15) with the second differential gear (16, 17, 18).

3. Drive device according to one or both of the preceding claims, gekennseichnet that the angular gear two with the two Output shafts (7, 8) of the first differential gear (3, 4, 5, 6) connected unequal large bevel gears (10, 12), which have the same translation ratio with two bevel gears (11, 13) of the two input shafts (14, 15) of the second differential gear (16, 17, 18) come.

4. Drive device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the first differential gear (3, 4, 4 ', S, 6) has a web (3) attached to the input shaft, on which it is centered rotatable differential gears (4, 4 ') are arranged, which are paired with ring gears (5, 6), which with the two co-rotating shafts (7, 8) with the angular gear (10, 11, 12, 13) are connected.

5. Drive device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the second differential gear (16, 17, 18) is mounted in a housing (19) which can be pivoted together with the propeller (22) is.

6. Drive device according to claim 5, characterized in that the housing (a) is designed in a streamlined manner.