DE4345126C1

DE4345126C1 - Ship's-propulsion arrangement

Info

Publication number: DE4345126C1
Application number: DE19934345126
Authority: DE
Inventors: Heinz-Juergen Bohmann
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Renk GmbH
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2013-12-31
Also published as: GB2285245A; GB9426002D0; GB2285245B

Abstract

A ship propulsion apparatus comprises a motor (32) which drives a propeller (12) via a universal-joint shaft (21). The propeller (12) is fixed to a radially and axially mounted shaft (11), the end (13) of which distant from the propeller (12) forms a tubular thrust shaft (44). A thrust collar (43) is provided on the thrust shaft (44) and is surrounded by a bearing housing (41) including axial bearings (71, 72). The thrust shaft (44) envelopes at least part of the universal-joint shaft (21) and is connected thereto via resilient members (61, 62). The arrangement is intended to provide a compact unit which disengages structure-borne noise and absorbs impact forces. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffsantriebseinrichtung mit einem Motor, der über eine Gelenkwelle einen an einer radial und axial gelagerten Welle befestigten Propeller antreibt.The invention relates to a ship propulsion device with a Motor, one on a universal joint shaft on a radial and axial mounted shaft drives propellers.

Die gattungsbildende US 48 54 903 zeigt eine Schiffsantriebseinrichtung mit einem Motor, der über ein Getriebe einen an einer radial und axial gelagerten Welle befestigten Propeller antreibt. Bei dieser Anordnung ist der Motor mit dem Getriebe einerseits und das Getriebe mit der Welle andererseits über eine Gelenkwelle verbunden. Die vorgeschlagene Art der radialen und axialen Lagerung der Welle benötigt viel Bauraum. Außerdem gibt es keine Vorkehrungen, um den von den Propellerblättern herrührenden Körperschall zu dämpfen und plötzlich auftretende Schockkräfte elastisch aufzufangen.The generic US 48 54 903 shows a ship propulsion device with a motor that is geared one at a radially and axially mounted shaft drives propellers. With this arrangement is the motor with the gear on the one hand and the gear with the On the other hand, the shaft is connected via an articulated shaft. The proposed one The type of radial and axial mounting of the shaft requires a lot of installation space. There are also no precautions to take from the propeller blades dampen resulting structure-borne noise and suddenly occurring To absorb shock forces elastically.

In der DE-OS 24 09 242 ist ein Axialdrucklager für die Propellerwelle eines Schiffes offenbart, bei der an der Propellerwelle ein radial nach außen sich erstreckender Druckbund vorgesehen ist, der mit einem den Druckbund umgreifenden Axiallager aufweisenden Lagergehäuse korrespon diert. Ein Hinweis auf die Ausbildung der Propellerwelle als Gelenk welle ist dieser Schrift nicht entnehmbar.In DE-OS 24 09 242 is a thrust bearing for the propeller shaft of a ship reveals a radial on the propeller shaft externally extending pressure collar is provided which with a Corresponding bearing housing encompassing thrust bearing dated. A reference to the design of the propeller shaft as a joint wave is not apparent from this writing.

Im DE-Firmenprospekt "Centalink" der Firma Centa Antriebe, 5657 Haan, sind Gelenkwellen für verschiedene Anwendungsgebiete aufgeführt u. a. auch die Verbindung eines Schiffshauptantriebes mit dem Propeller. Seite 13 zeigt einen Achsantrieb für Schienenfahrzeuge, bei dem die antreibende Gelenkwelle die Radachse umhüllt und ein Ende der Gelenk welle über elastische Elemente mit dem Rad und damit mit der Achse verbunden ist. In the DE company brochure "Centalink" from Centa Antriebe, 5657 Haan, cardan shafts are listed for different areas of application u. a. also the connection of a ship's main drive to the propeller. Page 13 shows an axle drive for rail vehicles, in which the driving propeller shaft envelops the wheel axle and one end of the joint wave over elastic elements with the wheel and thus with the axle connected is.

Aus der Schrift DE 27 48 359 C2 ist eine Antriebseinrichtung für Schiffe oder Boote bekannt, bei der zur Übertragung des Drehmomentes auf den Propeller eine zwischen Motor und Propeller angeordnete Gelenkwelle aus zwei an ihren Enden angeordneten Gleichlaufdreh gelenken und einer in der Länge unveränderlichen starren Welle ausgebildet ist. Zur Aufnahme der Axial- sowie der Radialbewegungen ist an der Propellerwelle ein Lager vorgesehen.From the document DE 27 48 359 C2 is a drive device for Ships or boats known to transmit torque on the propeller one between the engine and propeller PTO shaft made of two synchronous rotation arranged at its ends joints and a rigid shaft that is invariable in length is trained. For absorbing the axial and radial movements a bearing is provided on the propeller shaft.

Hierbei sind die zwischen dem Motor und der Propellerwelle angeord neten Bauteile der Antriebseinrichtung so auszulegen, daß sie nicht nur die auftretenden Kräfte, sondern auch die möglichen axialen und radialen Bewegungen aufnehmen können. Die Anordnung der aus der genannten Schrift bekannten Gelenkwelle und des Drucklagers an der Propellerwelle erfordern ein relativ großes Bauvolumen. Dies gilt gerade für immer größer werdende Schiffe und steigende Antriebsleistungen, da hier an die Bewegungen der einzelnen Bauteile immer höhere Anforderungen gestellt werden.Here are arranged between the engine and the propeller shaft Neten components of the drive device so that they do not only the occurring forces, but also the possible axial and can absorb radial movements. The arrangement of the from the mentioned font known drive shaft and the thrust bearing on the Propeller shafts require a relatively large volume. this applies especially for ships that are getting bigger and bigger Drive power, because here the movements of the individual components ever higher demands are made.

Darüber hinaus ist insbesondere bei Passagierschiffen ein besonderes Augenmerk auf die Übertragung des Körperschalls zu richten. Gerade bei mehrflügeligen Propellern weist das resultierende Drehmoment einen Ungleichförmigkeitsgrad auf, der in das System injiziert wird. Dieser von den Propellerblättern herrührende Körperschall ist möglichst abzukoppeln. Bislang wurde versucht, die vorgegebenen zulässigen Geräuschkennwerte durch hochelastisches Aufstellen der einzelnen Baugruppen wie Motor und ggfs. Getriebe zu erreichen. Diese Lösung ist aber mit hohen Kosten verbunden und fand bislang nur bei Luxusjachten Anwendung.In addition, it is particularly special for passenger ships Pay attention to the transmission of structure-borne noise. Especially with The resulting torque has a multi-blade propeller Degree of non-uniformity that is injected into the system. This Structure-borne noise from the propeller blades is possible disconnect. So far, attempts have been made to set the permissible values Noise characteristics through highly elastic positioning of the individual To reach assemblies such as motor and, if necessary, gear. This solution is but associated with high costs and has so far only been found in luxury yachts Application.

Weiterhin können, insbesondere bei in Eismeeren operierenden Schiffen, Schockkräfte auftreten, beispielsweise wenn der Propeller gegen einen Eisblock trifft. Die bislang übliche Dämpfung der Schockkräfte durch elastische Lagerung der einzelnen Baugruppen reicht bei den heutigen Schiffen nicht mehr aus.Furthermore, especially in ships operating in Arctic Oceans, Shock forces occur, for example when the propeller hits you Block of ice hits. The usual damping of the shock forces elastic mounting of the individual assemblies is sufficient for today's Do not disembark anymore.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, eine gattungsgemäße Schiffsantriebseinrichtung zu schaffen, die möglichst geringes Bauvolumen erfordert und dabei große radiale und axiale Verlagerungen sowie Kräfte aufnimmt, darüber hinaus mit einfachen baulichen Maßnahmen den Körperschall abkoppelt und die Schockwerte minimiert.The invention has set itself the goal of a generic Ship propulsion device to create the lowest possible Construction volume required and large radial and axial displacements as well as absorbing forces, moreover with simple structural Measures decouples the structure-borne noise and minimizes the shock values.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. In den weiteren Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen aufgeführt. The invention achieves this goal with the characterizing features of Claim 1. In the other claims are advantageous Further training listed.

Die erfindungsgemäße Schiffsantriebseinrichtung weist dabei ein an das Schiffsfundament starr angebundenes Drucklager auf, das als rohrförmiges Druckwellenteil an der Vorderseite der Propellerwelle angeordnet ist. Die Gelenkwelle und die Propellerwelle sind dabei über elastische Elemente verbunden.The ship propulsion device according to the invention has a Ship foundation rigidly connected thrust bearing, which as tubular pressure shaft part on the front of the propeller shaft is arranged. The PTO shaft and the propeller shaft are over connected elastic elements.

Durch die Kombination des Drucklagers der Propellerwelle mit dem Kupplungsteil zur Gelenkwelle minimiert sich der erforderliche Bauraum im Schiffskörper. Durch die kardanische Lagerung der Kupplung werden sämtliche Verlagerungen der Propellerwelle zum Schiffskörper und zur Antriebsmaschine aufgenommen. Dabei kann die vorgeschlagene Schiffsantriebseinrichtung nicht nur die auftretenden axialen Schubkräfte sowie die radialen Kräfte aus der Wellenleitung übernehmen, sie ist auch in der Lage, die Drehmomente zu dämpfen und den Körperschall abzukoppeln. Durch die elastische Verbindung ist der vorgeschlagene Schiffsantrieb darüber hinaus in der Lage, spontan auftretende Kraftstöße zu dämpfen.By combining the thrust bearing of the propeller shaft with the Coupling part to the cardan shaft minimizes the space required in the hull. Due to the cardanic bearing of the clutch all displacements of the propeller shaft to the hull and to the Drive machine added. The suggested Ship drive device not only the occurring axial Take over thrust forces as well as the radial forces from the shaft line, it is also able to dampen the torques and the Decouple structure-borne noise. Due to the elastic connection proposed ship propulsion also able to spontaneously dampen any power surges that occur.

Durch den Einsatz der rohrförmigen Druckwelle, die die Gelenkwelle umhüllt, besteht die Möglichkeit, baulich einfache Elemente zum Einsatz kommen zu lassen, wobei Standardgehäuse für das Lager Verwendung finden.Through the use of the tubular pressure wave that drives the propeller shaft wrapped, there is the possibility of using structurally simple elements come, using standard housing for bearing use Find.

Beim Einsatz einer mit flanschen versehenen Gelenkwelle ist die Druckwelle im Bereich der Verbindung mit der Vollwelle zum Propeller als ringförmig mit einem Wulst versehenes Gehäuse ausgebildet. Das Gehäuse und der Flansch der Gelenkwelle ist über elastische Elemente miteinander verbunden. Das wulstförmige Gehäuse der rohrförmigen Druckwelle ist elastisch verformbar. Hierdurch werden auftretende Schockwerte weiter verringert, da das Gehäuse ergänzend zu den elastischen Elementen die Schockarbeit übernimmt. Ein vergleichbares Gehäuse und die Verbindung über elastische Elemente sind ebenfalls bei der Verbindung Gelenkwelle und Motorwelle vorgesehen.When using a flanged PTO shaft, the Pressure wave in the area of the connection with the solid shaft to the propeller as ring-shaped housing provided with a bead. The housing and the flange of the propeller shaft is connected to each other via elastic elements connected. The bead-shaped housing of the tubular pressure wave is elastically deformable. As a result, the shock values that occur become wider reduced because the housing in addition to the elastic elements Shock work takes over. A comparable case and the connection Over the elastic elements are also in the connection PTO shaft and motor shaft provided.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beigefügten Zeichnung dargelegt. Die in der Fig. 1 aufgezeigte Skizze zeigt eine Propellerwelle 11 mit einem Propeller 12. Die Vorderseite 13 der Propellerwelle 11 ist als hohle Druckwelle 44 ausgebildet, an der ein Druckbund 43 vorgesehen ist. Der Druckbund 43 und die Druckwelle 44 sind axial bzw. radial in einem Lagergehäuse 41 gelagert.An example of the invention is set out in the accompanying drawing. The sketch shown in FIG. 1 shows a propeller shaft 11 with a propeller 12 . The front side 13 of the propeller shaft 11 is designed as a hollow pressure shaft 44 , on which a pressure collar 43 is provided. The pressure collar 43 and the pressure shaft 44 are mounted axially or radially in a bearing housing 41 .

Die hohle Druckwelle 44 umhüllt eine Gelenkwelle 21, die in der aufgezeigten Skizze einen propellerseitigen Flansch 22 und einen motorseitigen Flansch 23 besitzt. Der propellerseitige Flansch 22 befindet sich dabei in einem Gehäuse 42, das als ringförmiger Wulst der Druckwelle 44 ausgestaltet ist.The hollow pressure shaft 44 envelops a propeller shaft 21 , which in the sketch shown has a flange 22 on the propeller side and a flange 23 on the motor side. The propeller-side flange 22 is located in a housing 42 which is designed as an annular bead of the pressure shaft 44 .

Im unteren Bereich der Skizze ist der Flansch 22 über ein ringförmig ausgestaltetes Element 62 mit dem radial nach außen weisenden Teil des Gehäuses 42 verbunden. Im oberen Bereich der Skizze sind im Gehäuse 42 Öffnungen vorgesehen, in die als kreisförmiger Pfropfen ausgestaltete elastische Elemente 61 eingebracht sind. Diese elastischen Pfropfen 61 sind über stabförmige Elemente 63 mit dem Flansch 22 der Gelenkwelle 21 verbunden.In the lower area of the sketch, the flange 22 is connected to the radially outward-pointing part of the housing 42 via a ring-shaped element 62 . In the upper area of the sketch, openings 42 are provided in the housing, into which elastic elements 61 designed as circular plugs are introduced. These elastic plugs 61 are connected to the flange 22 of the cardan shaft 21 via rod-shaped elements 63 .

Der motorseitige Flansch 23 der Gelenkwelle steht ebenfalls über elastische Elemente 61 bzw. 62 mit einer von einem Motor 32 angetriebenen Welle 31 in Verbindung. Die Stirnseite 33 der Welle 31 ist im unteren Bereich der Skizze als Kupplungsflansch 35 ausgebildet. Im oberen Teil der Skizze ist am Kupplungsflansch 35 ein Kragen 36 vorgesehen, der den Flansch 23 der Gelenkwelle 21 umgreift.The motor-side flange 23 of the cardan shaft is also connected via elastic elements 61 and 62 to a shaft 31 driven by a motor 32 . The end face 33 of the shaft 31 is designed as a coupling flange 35 in the lower region of the sketch. In the upper part of the sketch, a collar 36 is provided on the coupling flange 35 , which engages around the flange 23 of the drive shaft 21 .

Die Skizze zeigt weiterhin, daß der Motor 32 über Elemente 34 elastisch gelagert ist, während das Gehäuse 41 fest mit dem Fundament verbunden ist.The sketch further shows that the motor 32 is elastically supported via elements 34 , while the housing 41 is firmly connected to the foundation.

BezugszeichenlisteReference list

10 Antrieb Propellerbereich
11 Propellerwelle
12 Propeller
13 Vorderseite
20 Antrieb Gelenkwellenbereich
21 Gelenk
22 Flansch Propellerseite
23 Flansch Motorseite
30 Antrieb Motorbereich
31 Welle
32 Motor
33 Stirnseite der Welle 31
34 elastische Motorlagerung
35 Kupplungsflansch
36 Kragen
40 Kupplung/Lagereinheit
41 Lagergehäuse
42 wulstförmiges Gehäuse
43 Druckbund
44 Druckwelle
60 elastische Elemente
61 Propfenelement im Gehäuse
62 ringförmiges Element
63 stabförmiges Metallelement
70 Lager
71 Axiallager propellerseitig
72 Axiallager propellerseitig
73 Radiallager propellerseitig
74 Radiallager motorseitig 10 Propeller area drive
11 propeller shaft
12 propellers
13 front
20 Drive cardan shaft area
21 joint
22 flange propeller side
23 Motor side flange
30 Motor area drive
31 wave
32 engine
33 end face of shaft 31
34 elastic engine mounting
35 coupling flange
36 collar
40 clutch / bearing unit
41 bearing housing
42 bead-shaped housing
43 printed band
44 pressure wave
60 elastic elements
61 plug element in the housing
62 annular element
63 rod-shaped metal element
70 bearings
71 Thrust bearing on the propeller side
72 thrust bearing on the propeller side
73 radial bearing on the propeller side
74 radial bearings on the motor side

Claims

1. A ship propulsion device with a motor which drives a propeller fastened to a radially and axially mounted shaft via a propeller shaft, characterized in that
that the front ( 13 ) of the end of the shaft ( 11 ) opposite the propeller ( 12 ) has a tubular pressure shaft part ( 44 ),
that on the pressure shaft ( 44 ) a radially outwardly facing pressure collar ( 43 ) is provided, which corresponds to a thrust collar ( 46 ) encompassing thrust bearing ( 71 , 72 ) bearing housing ( 41 ), and
that the pressure wave ( 44 ) envelops the cardan shaft ( 21 ) and is connected to it via elastic elements ( 61 , 62 ).

2. Ship drive device according to claim 1, characterized in that radial bearings ( 73 , 74 ) are provided on both sides of the pressure shaft ( 44 ) to the pressure collar ( 46 ).

3. Ship propulsion device according to claim 1, characterized in that the shaft ( 11 ) inclined region of the pressure shaft ( 44 ) is designed as the shape of a bead housing ( 42 ) which envelops the flanged end of the propeller shaft ( 21 ) .

4. Ship propulsion device according to claim 1, characterized in that on the end face ( 33 ) of the motor shaft ( 31 ) a coupling flange ( 35 ) is provided, on which a collar ( 36 ) is arranged which the motor-side flange ( 23 ) of the propeller shaft ( 21 ) overhanging.

5. Ship drive device according to claims 4 or 1, characterized in that the flanges ( 22 , 23 ) of the propeller shaft ( 21 ) via elastic elements designed as a ring ( 62 ) on the drive side with the coupling part ( 35 ) and on the output side with the housing ( 42 ) are connected.

6. Ship propulsion device according to claims 4 or 1, characterized in that openings are provided in the housing ( 42 ) and in the collar ( 36 ), into which elastic elements ( 61 ) in the form of circular plugs are introduced, which have rod-shaped metal elements ( 63 ) are connected to the flanges ( 22 , 23 ) of the cardan shaft ( 21 ).