DE69810276T2 - Mehrpropeller system mit ausgleichsgetriebe - Google Patents

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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/07Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
    • B63H5/08Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
    • B63H5/10Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller of coaxial type, e.g. of counter-rotative type

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  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Mehrpropellersystem mit Ausgleichsgetriebe, das geeignet ist, besonders bei Schiffs- und Bootsantrieben, aber auch bei anderen Anwendungen verwendet zu werden. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Mehrpropellersystem, bei dem das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der Propeller nicht gleichbleibend ist.
  • Mehrpropellersysteme, bei denen mindestens zwei Propeller konzentrisch in einer Sukzession und relativ nahe einander angeordnet sind, haben einige verifizierte Vorteile, wie z. B. die Eliminierung von Drehmomenten, die von der Rotation der Propeller verursacht werden; diese Drehmomente haben die Tendenz, das Schiff von seiner Fahrtrichtung abzubringen. Die üblichsten Mehrpropellersysteme, die für Schiffsantriebe konstruiert sind, sind mit zwei Propellern versehen. Aus der schwedischen Patentpublikation Nr SE 433,599 und aus dem entsprechenden US Patent Nr 4,529,387 ist ein Doppelpropellersystem mit einer Vertikalantriebswelle und zwei horizontalen konzentrischen Propellerwellen bekannt, von denen die erste rohrförmig ist, so dass die zweite Propellerwelle innerhalb der ersten Propellerwelle rotiert. Am unteren Ende der Vertikalantriebswelle ist ein erster Kegeltrieb angeordnet, der die Drehbewegung der Antriebswelle zu dem zweiten und dritten Kegeltrieb überträgt; diese zweiten und dritten Kegeltriebe befinden sich am vorderen Ende der Propellerwellen, und diese besagten zweiten und dritten Kegeltriebe sind von gleicher Grösse und sind an entgegengesetzten Seiten des ersten Kegeltriebs angebracht. Die gleiche Grösse des zweiten und dritten Kegeltriebs, die in den Propellerwellen angeordnet sind, hat zur Folge, dass die Drehmomente und Winkelgeschwindigkeiten der Propellerwellen stätig die gleichen absoluten Werte haben. Die Lage des zweiten und des dritten Kegeltriebs auf den entgegengesetzten Seiten des ersten Kegeltriebs hat zur Folge, dass die Winkelgeschwindigkeiten der Propellerwellen immer entgegengesetzte Zeichen haben.
  • Das System der gleichgrossen Drehmomente in dem oben geschilderten Typ, bei dem die Drehmomente und Winkelgeschwindigkeiten der Propellerwellen in ihren absoluten Werten gleichgross bleiben, ist nicht die bestmögliche Lösung, was die Leistung des Systems betrifft. Wenn ein Schiff im Wasser mit wechselnden Geschwindigkeiten fährt, wechselt die Strömung des Wassers in der Nähe der Schrauben, so dass obgleich die Schraubenblattwinkel, die Durchmesser und die anderen Parameter der Propeller optimal für das balancierte Drehmoment bei einer bestimmten Geschwindigkeit wären, können sie sehr unvorteilhaft bei anderen Geschwindigkeiten sein. Ausserdem müssen sich beide Propellerwellen ununterbrochen drehen. Falls eine Propellerwelle aufhört zu rotieren, z. B. wegen eines Lagerschadens oder falls ein Fremdkörper die Drehung eines der Propeller blockiert, bleibt auch die andere Propellerwelle stehen, und das ganze System steht still.
  • Die oben genannten Nachteile können durch ein sogenanntes Differentialdrehsystem vermieden werden, das aus der US-Patentpublikation Nr 5,009,621 bekannt ist. Dort ist die leitende Idee, zwischen der Antriebswelle und den Propellerwellen eine Drehkraftverteilungsvorrichtung anzuordnen, die funktionsgemäss an ein Differentialgetriebe im Auto erinnert. Die Drehkraftverteilungsvorrichtung ermöglicht, dass sich die Winkelgeschwindigkeiten der Propellerwellen automatisch regeln. Obgleich sich die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle nicht verändert, kann sich die Winkelgeschwindigkeit der ersten Propellerwelle erhöhen, in welchem Fall sich die Winkelgeschwindigkeit der zweiten Propellerwelle entsprechend verringert, und umgekehrt. Die eine oder die andere der Propellerwellen kann sogar zum vollständigen Stillstand kommen, in welchem Fall die noch im Betrieb befindliche Propellerwelle mit höchstmöglicher Geschwindigkeit rotiert. Das System, das aus einem Differentialdrehsystem und zwei damit verbundenen Propellern besteht, kann als Differentialdoppelpropellersystem bezeichnet werden. Theoretisch erzielt dieses System viele Vorteile im Vergleich mit dem System der gleichgrossen Drehmomente, aber die Struktur der Differentialdoppelpropellersysteme, die in dem US-Patent 5,009,621 beschrieben werden, ist sehr kompliziert, und deshalb sind ihre Herstellungskosten hoch, und sie enthalten mehrere schwache Stellen, die empfänglich für Beschädigungen sind.
  • Es ist das Ziel der gegenwärtigen Erfindung, ein Differentialmultipropellersystem mit einfacher und fester Struktur zu präsentieren.
  • Das Ziel der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Eigenschaften bei Anspruch 1 erzielt.
  • Das System ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle konzentrisch mit den zwei Propellern ist und sich durch die beiden hindurch erstreckt.
  • Erfindungsgemäss ist der erste Propeller oder ein unmittelbar damit verbundener Teil desselben auf seine Weise als Teil der Drehkraftverteilungsvorrichtung angenommen, die das von der Antriebswelle erhaltene Drehmoment unter dem ersten und zweiten Propeller teilt. Ein erstes Kegeltriebrad oder Friktionsrad, das an der Antriebswelle befestigt ist, dreht einen oder mehrere zweite Kegeltriebe oder Friktionsräder, deren Rotation den ersten Propeller in rechtwinkliger Richtung zur Welle des zweiten Kegeltriebs oder Friktionsrades (zu den Wellen der zweiten Kegeltriebe oder Friktionsräder)rotiert. Gleichzeitig überträgt das zweite Kegeltriebrad oder Friktionsrad (-räder) einen Teil der Bewegung weiter zu einem dritten Kegeltriebrad oder Friktionsrad, das vorteilhaft konzentrisch mit der Antriebswelle angeordnet ist, ist aber nicht an der Antriebswelle„ sondern an dem zweiten Propeller befestigt.
  • Die Aufteilung der Drehmomente unter den Propellern gemäss der Erfindung hat zur Folge, dass im Durchschnitt der absolute Wert der Winkelgeschwindigkeiten der Propeller nur ein Teil der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle ist, d. h. das System enthält ein integriertes Reduktionsgetriebe. Bei einem Doppelpropellersystem ist der absolute Wert der Winkelgeschwindigkeiten der Propeller normalerweise etwa die Hälfte der Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle. Das integrierte Reduktionsgetriebe ist besonders vorteilhaft bei Systemen, in denen die Antriebswelle von einem Elektromotor gedreht wird, weil die Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors höher gemacht werden kann als ohne Reduktionsgetriebe, und infolgedessen kann der Durchmesser des Elektromotors kleiner sein. Das integrierte Getriebe ist auch vorteilhaft bei Anwendungen, in denen ein Propellersystem gemäss der Erfindung zur Rotation der Antiebswelle eines Generators oder einer Turbine verwendet wird, wobei das integrierte Getriebe als Steigerungsgetriebe fungiert: die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenachse ist höher als die der beiden Propeller.
  • Die Erfindung wird unten ausführlicher erläutert, unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungen anhand von Beispielen, und auf beigefügte Zeichnungen. Es zeigen
  • 1 eine bevorzugte Ausführung der Erfindung,
  • 2 eine Modifikation der 1,
  • 3 eine weitere Modifikation der 1,
  • 4 eine dritte Modifikation der 1,
  • 5 eine zweite bevorzugte Ausführung der Erfindung und
  • 6 wie die Erfindung in einer vorteilhaften Weise bei einer Antriebseinrichtung angewandt wird.
  • In den Zeichnungen werden gleiche Nummern für gleiche Teile verwendet.
  • 1 ist ein schematischer Querschnitt eines Differentialdoppelpropellersystems 100, das einen ersten Propeller 101 und einen zweiten Propeller 102 umfasst. Die Antriebs welle 103 erstreckt sich durch das ganze System hindurch; zur Rotation der besagten Welle ist ein Motor oder eine ähnliche Vorrichtung angeordnet, die nicht in der Zeichnung gezeigt ist. An der Antriebswelle ist ein erster Kegeltrieb 104 befestigt, der in dieser Ausführung der Erfindung in einer Position angeordnet ist, wo sich seine konische verzahnte Fläche nach dem äussersten Ende der Antriebswelle 103 hin verjüngt, d. h. nach links bezüglich der Position auf der Zeichnung. Die zweiten Kegeltriebe 105a und 105b sind im Winkel von 90 Grad bezüglich des ersten Kegeltriebs 104 angeordnet, und wenn sich der erste Kegeltrieb dreht, rotiert er gleichzeitig die zweiten Kegeltriebe. Die Wellen 106a und 106b der zweiten Kegeltriebe sind mit Lagern in die in dem ersten Propeller 101 angeordneten Aushöhlungen 107a und 107b befestigt. Der dritte Kegeltrieb 108 ist wie ein Spiegelbild des ersten Kegeltriebs 104 bezüglich der Ebene, wo sich die Wellen 106a und 106b der zweiten Kegeltriebe befinden. Der dritte Kegeltrieb 108 ist nicht an den Teil der Antriebswelle 103 befestigt, der durch ihn hindurch läuft, sondern kann frei um ihn herum rotieren. Andererseits ist der dritte Kegeltrieb 108 an dem zweiten Propeller 102 mittels einer rohrförmigen Welle 109 befestigt. Der dritte Kegeltrieb 108 könnte auch direkt am zweiten Propeller 102 ohne die rohrförmige Welle befestigt sein, oder er könnte sogar ein Teil davon sein. Am äussersten Ende der Antriebswelle 103 sind ein Stützkonus 110 und eine Verriegelungsmutter 111 angeordnet, deren Aufgabe es ist, die Befestigung der Propeller 101 und 102 an der Antriebswelle 103 zu sichern. Um die Propeller 101 und 102 Iosnehmen zu können, wird die Verriegelungsmutter 111 geöffnet, so dass der Stützkonus 110 und die Propeller 101 und 102 von der Antriebswelle 103 entfernt werden können. Alle in der Struktur gezeigten Zahnräder sowie die Zahnräder bei den anderen unten abgebildeten, bevorzugten Ausführungen könnten auch Friktionsräder sein. Die Zahnräder und Friktionsräder können allgemein als Antriebsräder bezeichnet werden.
  • Wenn sich der erste Kegeltrieb 104 zusammen mit der Antriebswelle dreht, hat er die Tendenz, die zweiten Kegeltriebe 105a und 105b zu drehen, beide um ihre entsprechenden Wellen 106a und 106b. Er hat auch die Tendenz, den ganzen Zusammenbau der zweiten Kegeltriebe 105a und 105b und die Wellen 106a und 106b um die Antriebswelle herum zu rotieren. Falls die Wellen 106a und 106b aus irgendeinem Grund nicht imstande sein sollten, sich um die Antriebswelle herum in der Ebene, die rechtwinklig zur Antriebswelle liegt, zu drehen, würde die Drehung der zweiten Kegeltriebe 105a und 105b um ihre Wellen den dritten Kegeltrieb 108 und gleichzeitig den zweiten Propeller 102 rotieren, mit einer Winkelgeschwindigkeit, die genauso hoch ist wie die Winkelgeschwindigkeit des ersten Kegeltriebs 104, aber entgegengesetzten Zeichens. Wenn andererseits die Wellen 106a und 106b imstande sind, sich frei um die Antriebswelle zu bewegen, in der Ebene, die rechtwinklig zur Antriebswelle liegt, aber der dritte Kegeltrieb 108 kann aus irgendeinem Grund nicht rotieren, dreht die Rotation der Wellen 106a und 106b den ersten Propeller 101 in derselben Richtung, in der die Antriebswelle 103 rotiert. Wenn das System gemäss der 1 ins Wasser oder in ein anderes Medium gesetzt wird und die Antriebswelle 103 rotiert, liegt die Leistung des Systems irgendwo zwischen den zwei genannten Extremwerten: zufolge des Stroms des Mediums und der durch die Bewegung hervorgerufenen Widerstandskräfte, drehen sich die Propeller 101 und 102 in entgegengesetzten Richtungen mit solchen Winkelgeschwindigkeiten, deren gegenseitiges Verhältnis von den Propellerformen und den auf die besagten Propeller sich richtenden momentanen Widerstandskräften definiert wird.
  • 1 zeigt zwei zweite Kegeltriebe 105a und 105b. Die Erfindung beschränkt jedoch nicht die Zahl dieser Zahnräder; folglich kann man ein oder so viele Zahnräder haben, wie man um die ersten und dritten Kegeltriebe herum anordnen kann. Eine natürliche Alternative zur Befestigung der Wellen 106a und 106b der zweiten Kegeltriebe mit Hilfe von Lagern in den Einhöhlungen 107a und 107b, die in dem ersten Propeller 101 angeordnet sind, ist, dass Lager zwischen jedem zweiten Kegeltrieb und der entsprechenden Welle angeordnet werden und die Wellen fest an den ersten Propeller befestigt werden.
  • 2 ist ein schematischer Querschnitt einer bevorzugten Ausführung 200 der Erfindung, welche Ausführung in einer Weise ein Spiegelbild der Ausführung der 1 ist. Bei 2 wird die Antriebswelle 203, in Bezug auf die abgebildete Position, am linken Ende der Antriebswelle gedreht, und der Stützkonus 210 und die Verriegelungsmutter 211, die die Propeller sicher an ihrem Platz halten, sind am rechten Ende der Antriebswelle angeordnet. Der erste Kegeltrieb 204 ist so angeordnet, dass sich seine konische verzahnte Fläche nach dem inneren Ende der Antriebswelle 203 hin verjüngt. Funktionsmässig entspricht die Ausführung der 2 der der 1, und im Licht der oben aufgeführten Beschreibung kann die Funktionsweise der 2 leicht verstanden werden.
  • 3 ist ein schematischer Querschnitt der Ausführung 400 der Erfindung, wo die Zahnradzusammenstellung, die aus den Kegeltrieben 404, 405a und 405b und 408 besteht, nicht innerhalb der Propeller, sondern in einem Getriebegehäuse 420 angeordnet ist, das auch andere mit der Kraftübertragung verbundene Teile und sogar den ganzen Motor umfassen kann, der die Antriebswelle 403 rotiert. Die Wellen 406a und 406b der zweiten Kegeltriebe 405a und 405b sind mit Lagern in die Einhöhlungen 407a und 407b befestigt; diese Einhöhlungen sind in der Propellerwelle 421 angeordnet, so dass die Wellen 406a und 406b die Rotationsbewegung zu dem ersten Propeller 401 mittels der rohrförmigen Propellerwelle 421 übertragen. In übrigen Beziehungen funktioniert das System in dieser Ausführung ähnlich wie bei 1.
  • 4 zeigt eine Modifikation 600 der Erfindung. Sie umfasst eine Gesamtzahl von vier Propellern 601, 602, 603 und 604. Von dem am Ende der Antriebswelle 605 angeordneten Kegeltrieb 606 wird die Kraft zu dem ersten und zweiten Propeller 601 und 602 ähnlich wie in der Ausführung der 1 übertragen. An der Antriebswelle ist auch ein vierter Kegeltrieb 607 befestigt, der die Kraft zu dem dritten und vierten Propeller 603 und 604 überträgt. Im Prinzip beschränkt die Erfindung nicht die Zahl der Propeller, die nacheinander in der vorgeführten Weise installiert werden können, aber die von den Kegeltrieben hervorgerufenen Bewegungswiderstände werden schliesslich zu einem begrenzenden Faktor. Die Ausführung dieser Art eignet sich z. B. bei einer Axialpumpe, wo die Propeller 601604 innerhalb einer zylindrischen Kammer angeordnet sind, so dass sie das in dem Zylinder befindliche Wasser oder ein anderes Medium nach dem anderen Ende des besagten Zylinders hin stossen.
  • 5 weist eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung in einem partiellen Ausschnittdiagramm auf. In der Ausführung der 5 sind das erste Zahnrad 701, das an der Antriebswelle 702 befestigt ist, und die zweiten Zahnräder 703a und 703b, die funktionell mit dem ersten Zahnrad 701 eingreifen, der Form nach nicht konisch, sondern zylindrisch, und ihre zylindrischen Aussenflächen sind verzahnt. Das dritte Zahnrad 704 ist ein zylindrisches Zahnrad mit Innenverzahnung, und hat somit eine innenseitig verzahnte zylindrische Fläche, die funktionell mit den zweiten Zahnrädern 703a und 703b eingreifen; generell hat das dritte Zahnrad 704 die Form einer "Schale" und umfasst die zweiten und ersten Zahnräder und hat ein Loch im Boden, so dass die Antriebswelle 702 durch den Boden hindurch laufen kann. Die verzahnte Fläche des dritten Zahnrads 704 ist die Innenfläche der "Schalenwände". In Hinsicht auf einfachere Herstellung kann es besser sein, ein einfaches ringförmiges Zahnrad mit Innenverzahnung als drittes Zahnrad anzuordnen. Die Wellen 705a und 705b der zweiten Zahnräder 703a und 703b sind parallel zu der Antriebswelle, wobei ihre anderen Enden mit Lagern in den Einhöhlungen 706a und 706b im ersten Propeller 707 befestigt sind. Die Wellen 705a und 705b der zweiten Zahnräder können wiederum am besten fest an dem ersten Propeller befestigt sein, wenn Lager zwischen jedem zweiten Zahnrad und der entsprechenden Welle angeordnet sind. Das dritte Zahnrad 704 ist am besten fest an den zweiten Propeller 708 angebunden.
  • Die Funktion der Ausführung der 5 ist analog zu der Funktion der oben beschriebenen Ausführungen. Das erste Zahnrad 701 dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 702 und hat die Tendenz, die zweiten Zahnräder 703a und 703b je um ihre entsprechende Welle zu drehen. Falls sich das dritte Zahnrad 704 aus irgendeinem Grund nicht drehen könnte, könnten die zweiten Zahnräder 703a und 703b zwischen dem rotierenden ersten Zahnrad 701 auf ihrer Innenseite und dem stationären dritten Zahnrad 704 auf ihrer Aussenseite rollen, mit dem Ergebnis, dass die Wellen 705a und 705b um die Antriebswelle 701 herum revolvieren würden wie die Patronen im Zylinder eines Revolvers. Weil die Wellen 705a und 705b an dem ersten Propeller 707 befestigt sind, ist die Drehbewegung der Wellen 705a und 705b gleichgerichtet mit der Rotation des ersten Propellers. Sollte, andererseits, die Rotation des ersten Propellers 707 verhindert sein, während sich das dritte Zahnrad 704 frei drehen kann, würde die Drehbewegung der Antriebswelle 701 nur die zweiten Zahnräder 703a und 703b um ihre entsprechenden Wellen 705a und 705b drehen. Dies würde wiederum bewirken, dass sich das dritte Zahnrad 704 (und der zweite Propeller 708 zusammen mit ihm) in der entgegengesetzten Richtung zu der der Antriebswellenrotation drehen würde. In einer realen Situation, wobei die Zusammensetzung gemäss der 5 im Wasser oder in einem anderen flüssigen Medium versenkt ist, und ein Motor oder ein anderer Bewegungsmechanismus die Antriebswelle 701 rotiert, haben der Strom des Mediums und die damit verbundenen Bewegungswiderstandskräfte zur Folge, dass sich die Propeller 707 und 708 mit einer Geschwindigkeit drehen, die gemäss dem oben erläuterten Extremwert zwischen Null und maximaler Rotationsgeschwindigkeit liegt.
  • Für eine Person, die sich auf diesem Gebiet auskennt, ist es selbstverständlich, dass man irgendwelche Lager und/oder irgendein Schmiermittel zwischen all den gegeneinander gleitenden Teilen braucht, und dass man die Versickerung des Wassers oder eines anderen Mediums zu den Zahnrädern und Lagern durch eine geeignete Dichtung verhindern muss. Jedoch repräsentieren Lager, Schmieren und Dichten allgemein bekannte Technologien, und sie sind nicht von Bedeutung für die kennzeichnenden neuartigen Erscheinungen der gegenwärtigen Erfindung, weshalb sie hier, zum Vorteil der graphischen und textualen Klarheit, bei den 15 und den dazu gehörigen Beschreibungen ausgelassen sind. Gleichfalls haben wir in den obigen Spezifikationen keine besonderen Anforderugen an die gegenseitigen Verhältnisse der Radien von Zahn- oder Friktionsrädern gestellt. Solche Zahnrad- oder Friktonsradgrössen, die vorteilhaft sind sowohl funktionell als auch was die Herstellungstechnik betrifft, können auf dem Versuchswege herausgefunden werden. Die Erfindung verlangt keinen bestimmten Propellerdurchmesser oder eine bestimmte Form oder Zahl von Schraubenblättern, sondern auch diese strukturellen Parameter können durch Probieren richtig eingestellt werden, indem man die Leistung des verwendeten Motors zur gegebenen Zeit, die Grösse und die erwünschte Geschwindigkeit des in Frage stehenden Fahrzeugs sowie weitere relevante Faktoren berücksichtigt.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausführung erfindungsgemäss ist eine solche, bei der mindestens einer der Propeller verstellbar ist. Es gibt viele bekannte Lösungen, einen verstellbaren Propeller herzustellen; meistens findet man diese in Verbindung mit Flugzeugmotoren, wobei der einstellbare Parameter der Blattwinkel ist. Die Verstellung des Propellers kann auf der Basis von Mechanik, Pneumatik, Hydraulik, Elektronik oder deren Kombination erfolgen. Eine bevorzugte und einfache Konstruktion umfasst einen toroidalen, nichtrotierenden Teil, der um die Antriebswelle beweglich in deren Längsrichtung angeordnet ist. Ein Rollenlager vermittelt die lineare Bewegung des toroidalen Teils zu dem entsprechenden Teil der Propellernabe, wo eine Anordnung von Hebeln die lineare Bewegung in eine synchronisierte Rotationsbewegung der Propellerblätter um ihre entsprechenden Längsachsen verwandelt. Einen solchen einstellbaren Propeller kann man leicht in die erfindungsmässige Konstruktion einbauen; dann hat der Verwender eine grosse Freiheit, dynamisch die Parameter des Propellersystems zu wählen.
  • 6 zeigt, wie die Erfindung bei einer Azimutantriebseinrichtung 500 angewandt wird. Die Vorrichtung ist am Boden eines Schiffes befestigt und dreht sich um eine Pivotwelle 501. Das Gehäuse 502 der Azimutantriebseinrichtung kann einen Elektromotor umfassen, der die Antriebswelle rotiert, von der die Bewegung erfindungsgemäss zu dem Differentialmultipropellersystem übertragen wird, und das besagte System umfasst in dieser Ausführung die Propeller 503 und 504. Weil das System erfindungsgemäss ein integriertes Reduktionsgetriebe enthält, rotieren die beiden Propeller 503 und 504 annäherungsweise mit einer Geschwindigkeit, deren absoluter Wert die Hälfte der Drehgeschwindigkeit des Rotors des Elektromotors beträgt. Generell kann der Elektromotor so konstruiert sein, dass je höher seine Rotationsgeschwindigkeit im Normalbetrieb ist, desto kleiner sein Durchmesser. Folglich kann, gemäss der Erfindung, das Gehäuse 502 der Azimutantriebseinrichtung kleiner in seiner Querschnittsfläche gemacht werden als bei den früheren bekannten Anordnungen, bei denen die Rotationsbewegung von dem Elektromotor zum Propeller ohne Reduktionsgetriebe übertragen wird. Eine geringe Querschnittsfläche bedeutet einen niedrigen Strömungswiderstand, und das bedeutet auch, dass das Gehäuse der Antriebseinrichtung ein geringeres Hindernis für das zu den Propellern strömende Wasser ist, wodurch das Leistungsvermögen der Propeller erhöht wird.
  • Die Erfindung kann vorteilhaft auch bei Wasserstrahlantriebseinrichtungen angewandt werden, wobei das Wasser durch ein im Schiffsboden befindliches Saugloch oder – löcher in einen Strömungskanal gesogen wird, der eine Propelleranordnung umfasst, die das Wasser mit grosser Kraft durch eine Blasöffnung oder -öffnungen im Heck des Schiffes hinausstösst. Der Vorteil, den die Erfindung bringt, besteht darin, dass der Anteil des Motors und/oder des Getriebes in dem Querflächenraum des Strömungskanals geringer ist als bei früheren Anordnungen, die das Multipropellersystem anwenden, als auch die Tatsache, dass die erfindungsmässige Struktur äusserst solid ist. Eine andere Anwendung der Erfindung, wo das integrierte Getriebe- und Propellersystem sehr vorteilhaft in ein Rohr montiert werden könnte, wäre eine Turbine eines Wasserkraftwerks, das entweder unter den Verhältnissen eines Flusskraftwerks arbeitet, wobei das Wasser in nur einer Richtung fliesst, oder unter den Verhältnissen eines Ebbe- und Flutkraftwerks, wo das Wasser hin- und herströmt. Bei Turbinenanwendungen bringt natürlich das Strömen des umgebenden Mediums die Propeller in Bewegung, und nicht umgekehrt wie bei Antriebsanwendungen, und das erfindungseigene integrierte Getriebe fungiert als Steigerungsgetriebe, das der Turbinenwelle eine höhere Winkelgeschwindigkeit gibt als bei bisher bekannten Multipropellerlösungen. Das Argument von geringerem Querflächenraum des Strömungskanals, den das Getriebe einnimmt, gilt auch hier.
  • Die Erfindung beschränkt nicht die Methoden, mit deren Hilfe die Antriebswelle, die das Multipropellersystem rotiert, bei Antriebsanordnungen zur Rotation gebracht wird. Deshalb kann die Erfindung bei Antriebseinrichtungen, die von Verbrennungsmotoren und Elektromotoren betrieben werden, sowie bei hydraulischen Antriebseinrichtungen angewandt werden. Die Einfachheit der Erfindung sichert, dass sich die Antriebswelle durch die Propeller hindurch erstreckt, was die Struktur sehr fest macht. Im Prinzip kann die Erfindung auch bei Zusammensetzungen angewandt werden, wo die z. B. von Wasserstrom oder Luftstrom bewirkte Rotation der Propeller die Antriebswelle rotiert, und nicht umgekehrt. Dann kann z. B. ein elektrischer Generator an die Antriebswelle angeschlossen werden. Wellen im allgemeinen sollten bei diesem Patentantrag in ihrem weitesten Sinn verstanden werden. Die Welle eines Zahnrads ist z. B. der Teil, der eine mechanische Stütze gibt, und ist im wesentlichen stationär hinsichtlich der Rotationsbewegung des Zahnrads, ungeachtet der Konstruktion und der mechanischen Details der Teile. Die Erfindung verlangt nicht, dass die ersten und zweiten Propeller in unmittelbarer Sukzession gesetzt werden müssten.

Claims (8)

  1. Ein Mehrpropeller System mit Ausgleichsgetriebe (100, 200, 400, 600, 700) bestehend aus einen Antriebswelle (103, 203, 403, 605, 702) zur Übertragung von Rotationskraft zu und/ von dem Differentialmultipropellersystem, und einem ersten Propeller (101, 601, 707) und einem zweiten Propeller (102, 602, 708); die besagten Propeller (der erste und der zweite) sind konzentrisch in einer Nacheinanderfolge anangiert, wobei die kennzeichnende Eigenart ist, dass es aus einem ersten Antriebsrad (104, 204, 404, 701), aus einem zweiten Antriebsrad (105a, 105b, 405a, 405b, 703a, 703b), aus einer zweiten Antriebsradwelle (106a, 106b, 406a, 406b, 705a, 705b) und einem dritten Antriebsrad (108, 408) besteht, wobei das erste Antriebsrad mit der dritten Antriebswelle (103, 203, 403, 605, 702) verbunden und das zweite Antriebsrad bei Betrieb gekuppelt ist, der erste Propeller (101, 601) ist mit der zweiten Antriebsradwelle (106a, 106b, 406a, 705a, 705b) verbunden und der zweite Propeller (102, 602) ist mit dem dritten Antriebsrad (108, 408) verbunden, und die Antriebswelle (103, 203, 403, 605, 702) ist konzentrisch mit den zwei Propellern (101, 601, 707, 102, 602, 708) und läuft durch die beiden hindurch.
  2. Ein Mehrpropeller System mit Ausgleichsgetriebe (100,200, 400, 600) entsprechend dem Anspruch 1, wobei die kennzeichnende Eigenart ist, dass das erste, zweite und dritte Antriebsrad Kegelradgetriebe sind, und dass die Welle des zweiten Antriebsrades im rechten Winkel zu den rotierenden Achsen des ersten und dritten Antriebsrades ist.
  3. Ein Mehrpropeller System mit Ausgleichsgetriebe (700) entsprechend dem Anspruch 1, wobei die kennzeichnende Eigenart ist, dass erste und zweite Antriebsrad zylindrische mit Aussenzähnen versehene Antriebsräder sind und das dritte Antriebsrad ein mit Innenzähnen versehenes zylindrisches Antriebsrad ist und dass die Welle des zweiten Antriebsrades parallel mit den rotierenden Achsen des ersten und dritten Antriebsrades läuft.
  4. Ein Mehrpropeller System mit Ausgleichsgetriebe (100, 200, 700) entsprechend dem Anspruch 1, wobei die kennzeichnende Eigenart ist, dass sich das erste, zweite und dritte Antriebsrad innerhalb eines der Propeller befinden.
  5. Ein Mehrpropeller System mit Ausgleichsgetriebe (400) entsprechend dem Anspruch 1, wobei die kennzeichnende Eigenart ist, dass sich das erste, zweite und dritte Antriebsrad innerhalb eines Kraftübertragungsgehäuses befinden welches sich nicht innerhalb keines der beiden Propeller befindet.
  6. Eine Azimutantriebsvorrichtung (500), deren kennzeichnende Eigenart ist, dass sie aus einem Mehrpropellersystem mit Ausgleichsgetriebe entsprechend dem Anspruch 1 besteht, worin die Antriebswelle so anangiert ist, dass sie Rotationskraft von einem Motor zu dem Mehrpropellersystem mit Ausgleichsgetriebe überträgt.
  7. Eine Wasserstrahlantriebsvorrichtung, deren kennzeichnende Eigenart ist, dass sie entsprechend dem Anspruch 1 aus dem Mehrpropellersystem mit Ausgleichsgetriebe besteht, wobei die Antriebswelle so arrangiert ist, dass sie die Rotationskraft von einem Motor zu dem Mehrpropellersystem mit Ausgleichsgetriebe überträgt.
  8. Eine Turbinenvorrichtung, deren kennzeichnende Eigenart ist, dass sie entsprechend dem Anspruch 1 aus einem Mehrpropellersystem mit Ausgleichsgetriebe besteht, wobei die Antriebswelle so arrangiert ist, dass sie die Rotationskraft von dem Mehrpropellersystem mit Ausgleichsgetriebe zu einem Generator überträgt.
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