DE4308778A1 - Schiffsantrieb mit konterrotierenden koaxialen Propellerwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb mit konterrotieren­ den koaxialen Propellerwellen gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 1.

Ein solcher Schiffsantrieb ist aus der EP 0221536 B1 bekannt.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine hydrostatische Lage­ rung zwischen den beiden Schiffs-Propellerwellen. Durch die Ge­ genläufigkeit der Propellerwellen baut sich kein hydrodynami­ scher oder hydrostatischer Lager-Öldruck auf. Dadurch ist man gezwungen, um den gesamten Wellenumfang Öl zur Schmierung zuzu­ führen. Da die innere Welle durch ihr Eigengewicht nach unten drückt, muß der Lagerdruck in der unteren Wellenhälfte norma­ lerweise größer sein als in der oberen Wellenhälfte. Die für optimale Betriebseigenschaften erforderliche unterschiedliche Lagerdruckverteilung um den Wellenumfang kann durch unter­ schiedliche Ölmengenzufuhr oder durch die Erzeugung von unter­ schiedlichen Öldrücken um den Wellenumfang herum erreicht wer­ den. Rücklauföl und Leckageöl sollte verlustfrei zurückgewonnen werden.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die beiden konterrotierenden, koaxial zueinander angeordneten Schiffs-Pro­ pellerwellen auf einfache Weise so gegeneinander zu lagern, daß sie mit wenig Reibungsverlusten koaxial gehalten werden und eine lange Leberisdauer haben. In besonderer Ausführungsform soll der Lagerdruck um den Wellenumfang herum unterschiedlichen Betriebssituationen auf einfache Weise angepaßt werden können, ohne daß eine Demontage oder ein Teileaustausch erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnen­ den Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen ent­ halten.

Die Erfindung wird im folgenden in bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele be­ schrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 einen abgebrochenen Axialschnitt durch einen Schiffs­ antrieb mit zwei konterrotierenden koaxialen Propel­ lerwellen und mit einem hydrostatischen Lager zwi­ schen diesen Wellen,

Fig. 2 eine Einzelheit II von Fig. 1,

Fig. 3 einen Axialschnitt eines auf der rechten Seite von Fig. 1 nicht mehr dargestellten Abschnittes der hohlen Außenwelle der beiden Propellerwellen mit einer Ölübertragungseinrichtung zur Übertragung von Lageröl von einem stationären Außenring zu einem ro­ tierenden Innenring,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Innenumfangsnut des Außen­ ringes von Fig. 3 längs der Ebene IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Nut in Form eines Ringsegments,

Fig. 6 eine nochmals weitere Ausführungsform der Nut in Form von aufeinander folgenden, strömungmäßig voneinander getrennten Nutsegmenten, um auf der unteren Wellen­ hälfte und der oberen Wellenhälfte wahlweise unter­ schiedliche oder gleiche Ölmengen und/oder Öldrücke einzustellen.

Der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Schiffsantrieb ent­ hält eine hohle Außenwelle 7, eine sich koaxial durch sie hin­ durch erstreckende Innenwelle 20 und ein hydrostatisches Lager 22 in einem Ringraum 24 zwischen diesen beiden Wellen 7 und 20 zu deren gegenseitigen konzentrischen Lagerung. Die Außenwelle 7 trägt an ihrem hinteren Ende einen Schiffspropeller 26. Die Innenwelle 20 trägt an ihrem hinteren Ende einen Schiffspropel­ ler 28. Die Außenwelle 7 mit dem Propeller 26 rotiert in der einen Drehrichtung 30. Die Innenwelle 20 mit ihrem Propeller 28 dreht in der entgegengesetzten Drehrichtung 32. Das Lager 22 besteht im wesentlichen aus einem Ring, welcher mit der Außen­ welle 7 drehfest verbunden ist und eine zur Innenwelle 20 of­ fene, von ihr abgedeckte Öltasche 4 aufweist. Die Öltasche 4 kann sich um einen Teil der Innenwelle 20 oder um die gesamte Innenwelle 20 erstrecken oder in mehrere Ringsegmente aufge­ teilt sein, die gemeinsam oder einzeln mit Öl versorgt werden. Das Lager 22 dreht sich mit der Außenwelle 7 in der genannten einen Drehrichtung 30, und die Innenwelle 20 dreht sich entge­ gengesetzt zum Lager 22 in der entgegengesetzten Drehrichtung 32. Das Öl der Öltasche 4 soll die Innenwelle 20 so stützen, daß unter Berücksichtigung ihres Eigengewichtes beide Wellen 7 und 20 stets konzentrisch zueinander liegen, oder durch Steue­ rung des Öldruckes in den Öltaschen 4 eine gewünschte Fluch­ tungsabweichung voneinander haben. Diese Steuerung kann in Ab­ hängigkeit vom Betriebszustand des Schiffsantriebes, beispiels­ weise Stillstand, Dauerbetrieb, Langsambetrieb oder Schnellbe­ trieb erfolgen.

Eine Ölzuführungsanordnung 1 enthält eine oder mehrere Öllei­ tungen 34 (Rohre, Schläuche oder Kanäle) im Ringraum 24 zur achsparallelen Ölzufuhr zu dem Lager 22. Durch das Lager 22 er­ strecken sich achsparallele Bohrungen 2, an welche die Öllei­ tungen 34 angeschlossen sind, zu radialen Querbohrungen 3, wel­ che zu der Öltasche 4 führen. Wenn mehrere Öltaschen 4 vorhan­ den sind, kann in jede dieser Öltaschen eine oder mehrere Quer­ bohrungen 3 führen. In den Querbohrungen 3 kann sich eine Dros­ sel 5 zur Drosselung des in die Öltasche 4 strömenden Öles be­ finden.

Durch das Lager 2 erstrecken sich eine oder mehrere Ölrückfüh­ rungsleitungen 6, welches Rohre oder Kanäle oder Bohrungen sein können. Sie leiten Leckage-Öl von der von der Ölzuführungsan­ ordnung 1 abgewandten Seite 38 des Lagers zurück auf die der Ölzuführungsanordnung 1 zugewandten Seite 40 des Lagers 22. Das Leckage-Öl kann durch eine oder mehrere radiale Bohrungen in der Außenwelle 7 abgeleitet werden.

Fig. 3 zeigt eine Fortsetzung der beiden Wellen 7 und 20 auf der rechten Seite von Fig. 1. Zur Ölübertragung von einem sta­ tionären Ölversorgungssystem 42 zu der Ölzuführungsanordnung 1 ist auf der Außenwelle 7 ein stationärer Außenring 8 angeord­ net. Der Außenring 8 ist mit einer oder mit mehreren radialen Anschlußbohrungen 11 versehen, welche an ihrem radial äuße­ ren Ende an das stationäre Ölversorgungssystem angeschlossen sind und mit ihrem radial inneren Ende mit Nuten 12 in Strö­ mungsverbindung sind, welche sich entweder entsprechend Fig. 4 um 360° vollständig um den Innenumfang des Außenringes 8 er­ strecken können, oder entsprechend Fig. 4 sich nur um ein Um­ fangssegment am Innenumfang des Außenringes 8 erstrecken kön­ nen, oder entsprechend Fig. 6 um den Innenumfang des Ringes 8 herum in Segmente unterbrochen sein können, wobei jedes Seg­ ment von der gleichen oder verschiedenen Radialbohrungen 11 des Außenringes 8 mit Öl versorgt werden kann. Jede ringförmige oder ringsegmentförmige Nut 12 kann über eine der Ölleitungen 34 an eine andere der Lagerachsen 4 strömungsmäßig angeschlos­ sen sein. Dadurch kann Öl mit unterschiedlichen Drücken gezielt verschiedenen Öltaschen 4 zugeleitet werden. Dadurch kann den während des Betriebes auftretenden Lastveränderungen und Lastrichtungsänderungen mit minimalem Ölbedarf Rechnung getra­ gen werden.

Der Außenring 8 ist durch Dichtungen 9 gegenüber der Außenwelle 7 abgedichtet. An beiden Stirnseiten des Außenringes 8 befindet sich eine Leckageöl-Abführeinrichtung 10. Die in Umfangsrich­ tung verlaufenden Nuten 12 leiten das Öl von den Radialbohrun­ gen 11 zu weiteren Radialbohrungen 13, die in einem im Außen­ ring 8 konzentrisch angeordneten Innenring 44 gebildet sind und an welche je eine oder mehrere der achsparallelen Ölleitungen 34 der Ölzuführungsanordnung 1 angeschlossen sind.

Jede achsparallele Ölleitung 34 der Ölzuführungsanordnung 1 ist mit mindestens einer der Radialbohrungen 13 des Innenringes 44 verbunden, die in die Nuten 12 münden. Damit ist sicherge­ stellt, daß die Ölleitungen 34 ständig mit Öl gefüllt bleiben, auch wenn im Falle der Ausführungsformen nach Fig. 5 oder Fig. 6 die betreffende Radialbohrung 13 des Ringes 44 über einen geschlossenen Innenumfangs-Flächenbereich 46 des Außenringes 8 in Umfangsrichtung zwischen seinen ringsegmentartigen Nuten 12 vorbeiläuft.

Durch verschiedene öldrücke und/oder Ölmengen des Lagers um den Umfang der Wellen 7 und 2, z. B. unten, oben und/oder seitlich andere Öldrücke und/oder andere ölmengen als auf diametral gegenüberliegenden Stellen der Wellen, können in jeder beliebigen Radialrichtung Drücke der Wellen kompensiert werden.

Claims (9)

1. Schiffsantrieb mit konterrotierenden koaxialen Propeller­ wellen und mit mindestens einem hydrostatischen Lager zwischen der einen, hohlen Außenwelle und der anderen, sich axial durch diese Außenwelle erstreckenden Innen­ welle, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (22) mit der einen Welle (7) drehfest verbunden ist und mindestens eine zur anderen Welle (20) hin offene und von ihr abgedeckte Öltasche (4) aufweist, und daß die Ölzufuhr zum Lager über einen stationären Außenring (8), sich achsparallel durch den Ringraum (24) zwischen den beiden Wellen (7, 20) er­ streckende Leitungen (34), und über Kanäle (13) erfolgt, welch letztere den Außenring (8) strömungsmäßig mit den Leitungen (34) verbinden.

2. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lager (22) in die Öltaschen (4) führende radiale Bohrungen (3) und achsparallele Bohrungen (2) gebildet sind, welch letztere die radialen Bohrungen mit den achsparallelen Leitungen (34) strömungsmäßig verbinden.

3. Schiffsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Außenring (8) auf seiner Innenumfangsflä­ che eine Vielzahl von Nuten (12) gebildet ist, welche sich in Umfangsrichtung erstrecken, daß im Außenring (8) ra­ diale Anschlußbohrungen (11) für die Ölzufuhr von außen zu den Umfangsnuten (12) gebildet sind, daß durch die Außen­ welle (7) Bohrungen (13) hindurchführen, welche in die Um­ fangsnuten (12) des Außenringes (8) münden, und daß diese Bohrungen (13), welche durch die Außenwelle (7) hindurch­ führen, mit den achsparallelen Leitungen (34) strömungsmä­ ßig verbunden oder verbindbar sind.

4. Schiffsantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß je eine der Leitungen (34) an mehrere der Bohrungen (13) angeschlossen ist, welche durch die Außenwelle (7) hindurch zu den Umfangsnuten (12) führen.

5. Schiffsantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umfangsnuten sich um den gesamten Innen­ umfang des Außenringes (8) erstrecken.

6. Schiffsantrieb nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Umfangsnuten (12) jeweils nur über ein Segment des Innenumfanges erstrecken.

7. Schiffsantrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Umfangsnuten (12) neben­ einander angeordnet sind und an verschiedene der Leitungen (34) zu dem Lager (22) angeschlossen sind.

8. Schiffsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldruck des Lagers 22 um den Wellenumfang herum verschieden ist.

9. Schiffsantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Lager (22) mindestens ein achspar­ alleler Kanal (6) zur Rückführung von Leckageöl von der einen Lagerseite (38) zur anderen Lagerseite (40) gebildet ist.