DE4440738A1 - Schiffsantrieb mit einer Antriebsmaschine im Schiffsrumpf und einem von der Antriebsmaschine angetriebenen Propeller außerhalb des Schiffsrumpfes - Google Patents

Description

Es sind Schiffsantriebe bekannt, bei denen die Leistung der innenbords angeordneten Antriebsmaschine in eine vertikal an­ geordnete Welle eingeleitet wird, deren unteres Ende durch den Schiffsboden hindurch nach außenbords geführt ist, dort über ein Winkelgetriebe eine horizontal angeordnete Welle antreibt, die an dem dem Winkelgetriebe abgekehrten Ende eine dem Vor­ trieb des Schiffes dienende Schiffsschraube trägt. Eine solche Anlage kann als Ruderpropeller ausgebildet sein, indem am obe­ ren Ende der vertikal angeordneten Welle nicht nur die An­ triebsleistung eingeleitet wird, sondern ein Stellmotor derart zur Wirkung gebracht werden kann, daß ein die Antriebswelle konzentrisch umgebendes Hüllrohr um die Längsachse der An­ triebswelle um bis zu 360° bzw. rundum schwenkbar ist. Das Hüll­ rohr umgibt am unteren Ende als Gehäuse das Winkelgetriebe am unteren Ende der Antriebswelle, aus dem die horizontale Welle mit der Schiffsschraube herausgeführt ist. Wird der Stellmotor zur Wirkung gebracht, so wird letzlich die Schiffsschraube um die Längsachse der Antriebswelle geschwenkt, und es wird nicht nur die Leistung der Antriebsmaschine in Schubleistung umge­ setzt, sondern es ist die Möglichkeit geboten, durch 360°-Schwenkung des Unterwasserteiles des Antriebssystems die volle Antriebsleistung auch für das Manövrieren des Schiffes einzusetzen.

Bekannt ist es auch, Schiffsantriebe mit vertikaler Antriebs­ welle, einem Antriebsmotor an deren oberem Ende, einem Winkel­ getriebe am unteren Ende der vertikalen Antriebswelle und ei­ ner horizontalen Ausgangswelle des Winkelgetriebes, deren frei­ em Ende einer Schiffsschraube zugeordnet ist, als Doppelschrau­ benantrieb auszubilden. Die vertikale Antriebswelle treibt über ein Kegelrad an ihrem unteren Ende zwei Tellerräder ge­ genläufig an, von denen jeweils eines auf einer von zwei kon­ zentrisch ineinander angeordneten horizontalen Ausgangswellen befestigt ist, wobei jede dieser Ausgangswellen an ihrem dem Winkelgetriebe abgekehrten Ende einen Antriebspropeller trägt, unmittelbar hintereinander also zwei gegenläufig drehende Pro­ peller angeordnet sind. Unabhängig davon, inwieweit mit diesem System Vorteile zu erzielen sind, handelt es sich bei diesem System um ein sehr kompliziertes System, wobei sich die Kom­ pliziertheit nicht nur beim Bau des Systems sondern bei jeder Reparatur als Nachteil erweist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Antriebskonzept der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Zweischrau­ benantrieb vorliegt, der Vorteile nutzt, die ein solches Sy­ stem bieten kann, dabei aber wesentlich einfacher ist als das oben beschriebene bekannte Zweischraubensystem.

Der Lösung der Aufgabe dient ein Schiffsantrieb mit den Merk­ malen der Patentansprüche. Ein solcher erfindungsgemäßer Schiffsantrieb ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher be­ schrieben. In der Zeichnung zeigen in schematischer Darstel­ lung:

Fig. 1 das untere Ende eines erfindungsgemäßen Antriebs als Mittellängsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

In üblicher und deshalb nicht dargestellter Weise wirkt auf das obere Ende einer vertikalen Antriebswelle 1 eine Antriebs­ maschine aus Motor und Getriebe, um die Antriebswelle 1 mit veränderbarer Drehzahl in Umdrehung um ihre Längsachse 2 zu versetzen. Dem unteren Ende der Antriebswelle 1 ist das Ein­ gangskegelrad 3 eines Winkeltriebes 3, 4 drehfest zugeordnet, das in Wirkverbindung mit dem Ausgangskegelrad 4 des Winkel­ triebes 3, 4 steht. Das Ausgangskegelrad 4 ist drehfest der horizontal angeordneten Ausgangswelle 5 des Winkeltriebes 3, 4 zugeordnet. Zu beiden Seiten des Ausgangskegelrades 4 ist den freien Enden der Ausgangswelle 5 des Winkeltriebes 3, 4 einer von zwei gleichen Propellern 6, 7 drehfest zugeordnet. Die beiden Propeller 6, 7 sind gleich ausgebildet, haben durch die gemeinsame Zuordnung zur Ausgangswelle 5 gleiche Drehrichtung und gleiche Drehzahl und werden gemäß dem Pfeil A in gleicher Richtung angeströmt und haben schließlich gleiche Förderrich­ tung gemäß dem Pfeil A; um demzufolge dem zugehörigen Wasser­ fahrzeug einen Vortrieb gemäß dem Pfeil B zu verleihen. Trotz­ dem arbeiten beide Propeller in verschiedenen Energieberei­ chen, indem das in Richtung des Pfeiles A dem Propeller 7 zu­ geführte Wasser nicht nur durch die von der Antriebswelle 1 in den Propeller 7 eingeleitete Energie beschleunigt wird und dem Vortrieb des Schiffes dient, sondern das Wasser den Propeller 6 mit einer Restenergie verläßt, von der aus, im Fall entspre­ chender Zuführung des Wassers zum Propeller 7, das Wasser im Propeller 7 beschleunigt wird. Der Beitrag des Propellers 7 zum Vortrieb des Schiffes wird demzufolge der gleiche sein, wie der des Propellers 6, jedoch auf einem höherem Niveau an­ gesiedelt sein, so daß eine höhere Endleistung des Systems er­ wartet werden kann, ohne daß Nachteile zu erwarten sind, die erwartet werden müssen, wenn die Energieumsetzung mit bzw. in einem Propeller stattfände, wozu insbesondere die Entstehung von Kavitation gehört, die eine gleiche Energieansetzung in einem einstufigen System mit nur einem Propeller verbietet, während ein System mit zwei parallel arbeitenden Propellern und separaten Antrieben einen höheren Energieeinsatz erfordern würde. Beim erfindungsgemäßen Antrieb mit den beiden gleichen, hintereinander angeordneten und gleich drehenden Propellern wird der in Strömungsrichtung zweite Propeller 7 mit höherer Geschwindigkeit und Vordrall, beides aus der ersten Stufe mit dem Propeller 6 resultierend, angeströmt als es bei dem in Strömungsrichtung ersten Propeller 6 der Fall ist.

Das Mittel, das eine unter dem vorgenannten Gesichtspunkt ge­ ordnete Zuführung des den Propeller 6 verlassenden Wassers zum Propeller 7 gewährleistet, ist ein Leitapparat 8 zwischen den beiden Propellern 6, 7, der von Leitschaufeln 8a, 8b gebildet wird. Die eine Leitschaufel 8a mit Tragflügelprofil ist dem Abschnitt 9a eines Gehäuses 9 zugeordnet, der oberhalb des Ge­ häuseabschnittes 9b sich befindet, der seinerseits das Winkel­ getriebe 3, 4 und die Welle 5 umschließt und die Welle 5 in zwei Lagern 10, 11 drehbar lagert. Die zweite Leitschaufel 8b ebenfalls mit Tragflügelprofil ist an der Unterseite des zu­ letzt genannten Gehäuseabschnittes 9b angeordnet und beide Leitschaufeln 8a und 8b begrenzen die Strömung, die vom Pro­ peller bewirkt wird, d. h. ihre Innenflächen liegen etwa auf einem gedachten Zylinder, der von den Spitzenkreisen der bei­ den Propeller 6, 7 definiert wird.

Weitere Leitschaufeln sind, soweit erforderlich, zwischen den Leitschaufeln 8a und 8b umfangssymmetrisch angeordnet.

Das Gehäuse 9 ist mit einem separaten Antrieb um die Längsach­ se 2 der Antriebswelle 1 zu schwenken, um den Steuereffekt zu ergeben. Diese Schwenkung ist ein Durchdrehen über 360° hin­ aus.

Der Unterwasserteil des gesamten Antriebssystems mit den bei­ den Propellern 6, 7 kann innerhalb einer Düse 12 angeordnet sein, wie es an sich bekannt ist.

Claims (9)

1. Schiffsantrieb mit einer Antriebsmaschine im Schiffsrumpf, ei­ nem von der Antriebsmaschine angetriebenen Propeller außerhalb des Schiffsrumpfes und einer Antriebswelle zwischen Antriebs­ maschine und Propeller, wobei am unteren Ende der Antriebs­ welle ein Winkelgetriebe angeordnet ist, dessen Ausgangswelle drehfest dem Propeller zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (5) des Winkelgetriebes (3, 4) beidseitig aus dem Winkelgetriebe her ausgeführt ist und jedem ihrer Enden drehfest einer von zwei gleichen Propellern (6, 7) zugeordnet ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwi­ schen beiden Propellern (6, 7) ein Leitapparat (8) angeordnet ist.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leit­ apparat (8) zwei um 180° gegeneinander versetzte Leitschaufeln (8a, 8b) aufweist, die um 180° gegeneinander versetzt sind.

4. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leit­ apparat (8) mehr als zwei Leitschaufeln in rotationssymmetri­ scher Anordnung um die gemeinsame Drehachse beider Propeller (6, 7) aufweist.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitschaufeln (8a, 8b) gekrümmte Tragflächenprofi­ le sind.

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenkontur der Leitschaufeln (8a, 8b) in etwa auf den Spitzenkreisen der Propeller (8a, 8b) liegen.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leitschaufeln (8a, 8b) des Leitapparates (8) einem Gehäuse (9) zugeordnet sind, das die vertikale Antriebswelle (1) umgibt und die Lagerung (10, 11) der Abtriebswelle (5) des Winkelgetriebes (3, 4) aufnimmt.

8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ häuse (9) um die Längsachse (2) der Antriebswelle (1) zwangs­ weise schwenkbar ist.

9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Anordnung in einer Düse (12).