DE3112306A1 - Schwingungsgedaempfte schiffsdrucklagerung - Google Patents

Description

• Schwingungsoedämpfte Schiffsdrucklaeruno
• Die Erfindung bezieht sich auf eine schwingunasgedämpfte Schiffsdruck-lagerung für hohe, stoßartia wechselnde axiale Belastunaen, bestehend aus mindestens zwei mit axialem Spiel im GeheSuse eingebauten Schräglaaern,z. B.
• Axialpendelrollenlagern, die mit Hilfe von Federn axial vorgespannt sind.
• Lagerungen der genannten Art sind seit Jahren in Benutzung. Dabei ist das axiale Spiel deshalb erforderlich, weil nur so die Erreichuna von axial nicht aber verspannten Lagern möglich ist. Damit in diesem Fall das nur gelegentlich belastete Lager die erforderliche Vorspannung erlangt, sind Federn vorsehen, deren Kraft nur so groE ist, daß ein storungsfreies Abrollen dieses Lagers erreicht wird. Damit wird aber keine Dämpfung erreicht, wenn z. B. bei Eisgang auf die Schiffsschraube eine stoßartige Kraftumkehrung ausgeübt wird. In diesem Fall wird dann das Spiel schlagartig zu Null und eine so heftige Belastung des Lagers hervorgerufen, daß es beschädigt oder gar zerstört wird. Dieser Mangel kann zwar beseitigt werden, wenn man Federn mit höherer Vorspannkraft einbaut. Dann wird aber das Gegenlager, das die normalen Propellerschubkräfte überträgt, durch diese Vorspannkräfte zusatzlich belastet und damit seine Lebensdauer wesentlich reduziert.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Schiffsdrucklaoer so weiter zu verbessern, daß eine wirksame Dämpfung Her Lagerung erreicht-wird, ohne daß es dabei zu einer Zerstörung bzw. Überlastung der einzelnen Lager kommt.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs angegeben. Die Ansprilche 2 bis 4 enthalten spezielle Ausgestaltunsen.
• Bei Auftreten von stoßartigen Belastungen auf das Lager, das nur gelegentlich z. B. bei Kollisionen der Schraube mit Eisstücken beansprucht wird, wird der Kolben zurückgedrückt bis der Außenring direkt am gehäuse bzw.
• einen Gehäusedeckel zur Anlage kommt. Da dies infolge der in die Druckleitung einaebauten, gegebenenfalls veränderbaren Drossel nicht schlaaartia geschieht, denn die Drossel bremst das Abfließen des Druckmediums, erfolgt eine wirksame Dämpfung und zwar, da sich keine Gegenkräfte aufbauen kennen, ohne Rea};tionskräfte mit den damit verbundenen, aber ebenfalls unerwünschten Schwingungen der Welle. Der Druckspeicher bzw. die Druckmediumpumpe bewirken, daß immer ein gewisser Druck im Leitungssystem vorhanden ist und evtl. Leckverluste ausgeglichen werden. Dieser Druck kann aber so niedrig gehalten werden, daß eine wesentliche zusätzliche Belastung des Gegenlagers nicht eintritt. Die Dämpfung wird also mit einfachsten Mitteln optimal erreicht. Aufwendige und komplizierte Abstützunaen des Drucklagergehäuses können damit vermieden werden.
• Da bei Beseitigung der Störung durch die Eisstücke ein Rückspringen der Welle mit ebenfalls stoßartiger Belastung des Gegenlagers befürchtet werden muß, ist es zweckmäßig auch hier einen 7Ringkolben vorzusehen, der dann in gleicher Weise wirkt. Vereinfacht wird hier die Hydraulikeinrichtung, wenn gemäß Anspruch 2 eine direkte Verbindungsleitung zwischen den beiden Kolbenräumen vorgesehen ist, wobei aber in diese Leitung zur Erzielunq der Dämpfung mindestens eine Drossel eingebaut sein muß.
• Damit eine funktionssichere Einrichtung erreicht wird, sind gemäß einer bevorzugten Ausführung in der Verbindungsleitung zwei Drosseln vorgesehen und zwischen diesen ist die Abzweigung zum Druckspeicher bzw. zur Druckmediumpumpe angeordnet. Damit werden aus beiden Richtungen abwechselnd kommende Druckmittelströmungen in der gewünschten Weise gebremst und gleichzeitig wird eine stetige Versorgung mit Druckmittel erreicht.
• Bei Verwendung einer Pumpe ist zumindest ein Uberdruckventil eingebaut, das das Abfließen des nicht benotiaten Drucköls ermöglicht.
• In der DE-OS 23 25 565 ist zwar ein Schiffslaaer mit ähnlicher Hydraulikeinrichtung vorvesehen. Hier handelt es sich aber um ein Radiallager, wobei die Hydraulikeinrichtung andere Zwecke erfüllt. Insbesondere würde hier keine Dämpfung erzielt, da das in jedem zweireihigen Pendelrollenlager vorhandene Spiel ein unoedämpftes Umspringen des Propellerschubs nicht verhindern würde.
• Die Erfindung wird anhand einer Figur naher erläutert.
• Die Figur zeigt einen Querschnitt durch ein Schiffsdrucklager mit der Welle 1, auf der u. a. die beiden Axialpendelrollenlager 2 und 3 und das zweireihige Padialpendelrollenlager 4 angeordnet sind. Die Lager befinden sich im Gehäuse 5, das einseitig mit dem Deckel 6 verschlossen ist. Das Lager 4 überträgt die Radialbelastung, während die Axialpendelrollenlager 2 und 3 die hier in X-Anordnung eingebaut sind, die wechselweise wirkenden Axialkräfte aufnehmen sollen.
• Bei normaler Vorwartsfahrt des Schiffes helufschlaat der Propellerschub (1as AxialpendelrolleXnlaqer 2. Dieses liegt daher mit der Stirnfläche des Außenrings 2' in diesem Betriebszustand an einem Gehäusevorsprung 7 an.
• Das zweite Lager 3 wird in gleicher WEise bei Rückwärtsfahrt des Schiffes beansprucht. Wenn die Fahrtrichtungsänderung nicht abrupt vorgenommen wird, treten dabei keine Probleme auf. Erfolgt aber eine schnelle Umschaltung oder gelangen Eisstücke in die Schraube, dann erfolgt ein plötzliches Umspringen der Welle 1.
• Mit Hilfe der Hydraulikeinrichtung eraibt sich dann aber eine ausreichend gedämpfte Belastungssteigerung im Lager 3 und zwar weil dieses bei der Überbrückung des Spaltes 8 zwischen dem Außenring 3' und dem C;ehäusedeckel 6 gegen einen Kolben 9 drücken muß, aus dessen Kolbenraum 10 wegen der Drossel 11 nur ein Druckmittelabfluß mit bestimmter reduzierter C,eschwindiskeit ber die Druckmittelleitung 12 möglich ist. Bei der hier aezeigten Konstruktion ist auch das Gegenlager 2 mit einem Hydraulikkolben 13 versehen. Bei einem Umspringen der Welle wird im zugehörigen Kolbenraum 14 etwa das Volumen frei, das beim anderen Lager 3 verdränat wird. Deshalb und im Hinblick auf eine einfache Anordnung der Druckmittelleitungen ist die Leitung 12 direkt mit der Leitung 15 verbunden, die wiederum im Kolbenraum 14 endet.
• Durch die Drossel 11 und die weitere Drossel 16 wird bei der blverdränaung der gewünschte Dämpfungseffekt eintreten und zwar in beiden Richtungen. Tetzteres ist zweckmäßig, da nach dem Umspringen auch ein plötzliches Rückspringen der Welle 1 erfolgen kann. Da bei jedem Richtungswechsel des Druckmittelstroms die beiden Drosseln 11 und 16 durchflossen werden müssen, ist ein Nachschwingen des Systems nicht mglich. Damit werden die äußerst unerwünschten Wellenschwingungen vermieden.
• An sich würde eine einzige Drossel genügen. Im Hinblick auf die Konstanthaltung der Druckmittelrnenge ist hier aber die Anordnung einer Drumittelpumpe 17 vorgesehen. Damit ein funktionierendes Hydrauliksystem erreicht wird, ist die Pumpe zwischen zwei Drosseln 11 und 16 an der Verbindungsleitung 12 - 15 angeschlossen. Die durch diese Pumpe 17 geförderte Druckmittelmenge läuft normalerweise über das Druckbeqrenzuncsven til 19 und die Leitung 18 wieder zurück in den Vorratsbehälter 2n. Als reine berlastsicherunaen sind noch in jedem Leitungsabschnitt 12 bzw. 15 die Druckbegrenzungsventile 21 vorgesehen.
• Damit auch bei einem evtl. Druckausfall im Hydrauliksystem noch ein gewisser Axialdruck auf die Lager ausgeübt wird, werden die Kolben 9 und 13 mit Hilfe von Federn 22, 23 axial voraespannt, und zwar lediglich in einer Höhe, die ausreicht, um ein einwandfreies Abrollen der Axiallager 2, 3 zu ermöglichen.

Claims (4)

1. Anspruche 1. Schwinsungsqedämpfte Schiffsdrucklaqerung für hohe, stoßartig wechselnde axiale Belastunqen, bestehend aus mindestens zwei mit axialem Spiel im Gehäuse eingebauten Schräclager, z. B. Axialpendelrollenlagern, die mit Hilfe von Federn axial voraespannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf der Lagerseite, die nur gelegentlich axial belastet wird, ein axial am Außenlaufring (3') ansetzender, im Gehäuse (5 bzw. 6) angeordneter Hydraulikkolben (9) vorgesehen ist, zwischen dessen Kolbenraum (10) und Druckspeicher oder Druckmediumpumpe (17) eine Drossel (11) angeordnet ist.
2. 2. Schiffsdrucklaaerunq nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kolbenrumen (10 und 14) auf beiden axialen Seiten eine direkte Verbindungsleitung (12 - 15) vorgesehen ist, in der mindestens eine Drossel (11) eingebaut ist.
3. 3. Schiffsdrucklagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (12 - 15) zwei Drosseln (11, 16) vorgesehen sind und zwischen den Drosseln (11, 16) die Abzweigung zum Druckspeicher bzw. zur Druckmediumpumpe (17) angeordnet ist.
4. 4. Schiffsdrucklagerung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsleitungen Überdruckventile (19 bzw. 21) eingebaut sind.