EP0438087A1 - Shafting strut for ship's propulsion - Google Patents
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- B63H5/07—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers
- B63H5/08—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of propellers of more than one propeller
- B63H5/10—Arrangements 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
Definitions
- the invention relates to a shaft bracket for a ship drive with a drive shaft mounted in the shaft bracket and at least one propeller.
- the object of the invention is to equip a ship or a boat with counter-rotating propellers with little technical effort and in particular also to convert from a single-propeller drive to a drive with counter-rotating propellers.
- a reversing gearbox is accommodated in the shaft bracket, which is coupled on the input side to the drive shaft and on the output side to a hollow shaft surrounding the drive shaft, both shafts being led out downstream of the shaft bracket, and in that the front propeller is at the end of the hollow shaft and on the end of the drive shaft the rear propeller of a pair of counter-rotating propellers.
- a reversing gear can easily be accommodated in a shaft bracket without affecting its aerodynamic shape. Since the reversing gear is no longer arranged directly behind the drive machine in the ship's hull, but closer to the propeller, the hollow shaft and its bearings can also be made simpler.
- connection elements of the shaft bracket are adapted to the particular shape of the ship.
- the reversing gear can be a mechanical gear.
- An embodiment is characterized by a bevel gear, the input bevel gear is arranged on the drive shaft and the output bevel gear is arranged on the hollow shaft, wherein a reversing bevel gear meshing with the input bevel gear and the output bevel gear is rotatably mounted in the shaft bracket.
- a spacer bush can be arranged on the drive shaft between the input bevel gear and the output bevel gear, which results in a very compact, stable construction.
- the reversing gear can also be a liquid gear and in particular have a pump driven by the drive shaft and a motor driving the hollow shaft.
- the pump and the motor can be in separate chambers of the shaft bracket connected by flow channels be arranged.
- One embodiment is characterized by a gear pump, the driving wheel of which is arranged on the drive shaft, and a gear motor, the driven wheel of which is arranged on the hollow shaft.
- the shaft bracket 1 shown in the drawing has devices at its upper end, in the illustrated embodiments screw connections 2, for connection to a ship's hull, not shown.
- a reversing gear is housed in the shaft bracket 1, which is a bevel gear in the embodiment according to FIG.
- the bevel gear transmission includes an input bevel gear 4 seated on the drive shaft 3, which is connected to an annular spring tensioning set 5 braced with the drive shaft 3.
- the ring spring tensioning set 5 runs in a bearing 6 supported in the shaft block 1 and is sealed on the outside with a seal 7. In front of the seal 7 is a zinc sacrificial anode 8.
- a combing bevel gear 9 meshes with the input bevel gear 4, the shaft journal 10 of which is rotatably mounted in bearings 11, 12 in a blind bore 13 of the shaft bracket 1.
- the reversing bevel gear 9 also meshes with an output bevel gear 14, which is supported by a bearing 15 on the continuous drive shaft 3 and is connected to a hollow shaft 16 surrounding the drive shaft 3 or, as in the exemplary embodiment according to FIG. 1, is integrally formed with the latter.
- the hollow shaft 16 is supported by bearings 17, 18 in the shaft bracket 1 and sealed at the end of the shaft bracket 1 with a seal 19.
- a spacer bush 20 is arranged on the drive shaft 3, on which the two bevel gears are axially supported.
- the hollow shaft 16 has at its free end a seat, not shown, for the front propeller 21 of a pair of counter-rotating propellers, the rear propeller 22 of which is arranged on an associated seat of the drive shaft 3 and is secured in the usual way with a screw fastening 23.
- the drive shaft 3 and the hollow shaft 16 run in opposite directions at the same speed.
- the diameter and the pitch distributions of the two propellers 21, 22 are designed in accordance with the propeller theory.
- the reversing gear is a fluid transmission with a gear pump driven by the drive shaft 3, the driven wheel 24 of which sits on the drive shaft 3 and is connected to the ring spring tensioning set 5.
- the other wheel 25 the gear pump is mounted on both sides via bearings 26 in the shaft bracket 1.
- the gear pump 24, 25 is housed in a separate chamber of the shaft bracket 1, which chamber is connected via flow channels 27, 28 to a further chamber in which a gear motor is housed, the driving wheel 29 of which sits on the hollow shaft 16 surrounding the drive shaft 3 or is connected in one piece with this.
- the other wheel 30 of the gear pump is supported on both sides via bearings 31 in the associated chamber of the shaft bracket 1.
- the drive shaft 3 is supported in a bearing 33 in a partition 32 between the two chambers, which is only penetrated by the flow channels 27, 28.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wellenbock für einen Schiffsantrieb mit im Wellenbock gelagerter Antriebswelle und wenigstens einem Propeller.The invention relates to a shaft bracket for a ship drive with a drive shaft mounted in the shaft bracket and at least one propeller.
Sowohl bei seegehenden Schiffen als auch bei Sportbooten oder dergleichen ist es bekannt, die den Propeller tragende Antriebswelle in einem Wellenbock zwischenzulagern. Es ist ferner bekannt, daß die Drallverluste eines Propellers verringert werden können, wenn dieser Propeller durch ein Paar gegenläufiger Propeller ersetzt wird. Gegenläufige Propeller erfordern koaxiale Wellen und, wenn nur eine Antriebsmaschine vorhanden ist, ein Wendegetriebe. Das Wendegetriebe wird in der Regel unmittelbar hinter der Antriebsmaschine angeordnet (DE 19 05 921). Es ist aber auch schon vorgeschlagen worden, das Wendegetriebe in der Nabe eines der gegenläufigen Propeller unterzubringen (DE 37 26 242). Im letzteren Fall ergeben sich sehr große Nabendurchmesser, die sich ungünstig auf die Propellerströmung auswirken.For sea-going ships as well as for sports boats or the like, it is known to temporarily store the drive shaft carrying the propeller in a shaft bracket. It is also known that the spin losses of a propeller can be reduced if that propeller is replaced by a pair of counter-rotating propellers. Counter-rotating propellers require coaxial shafts and, if there is only one engine, a reversing gear. The reversing gear is usually arranged directly behind the drive machine (DE 19 05 921). However, it has also been proposed to accommodate the reversing gear in the hub of one of the counter-rotating propellers (DE 37 26 242). In the latter case there are very large hub diameters which have an unfavorable effect on the propeller flow.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schiff oder ein Boot bei geringem technischen Aufwand mit gegenläufigen Propellern auszurüsten und insbesondere auch von einem Einpropellerantrieb auf einen Antrieb mit gegenläufigen Propellern umzurüsten.The object of the invention is to equip a ship or a boat with counter-rotating propellers with little technical effort and in particular also to convert from a single-propeller drive to a drive with counter-rotating propellers.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Wellenbock ein Wendegetriebe untergebracht ist, das eingangsseitig an die Antriebswelle und ausgangsseitig an eine die Antriebswelle umgebende Hohlwelle angekuppelt ist, wobei beide Wellen stromabseitig aus dem Wellenbock herausgeführt sind, und daß auf das Ende der Hohlwelle der vordere Propeller sowie auf das Ende der Antriebswelle der hintere Propeller eines Paares gegenläufiger Propeller aufgesetzt sind. - Ein Wendegetriebe kann ohne weiteres in einem Wellenbock untergebracht werden, ohne dessen strömungsgünstige Form zu beeinträchtigen. Da das Wendegetriebe nicht mehr unmittelbar hinter der Antriebsmaschine im Schiffsrumpf, sondern näher zum Propeller hin angeordnet ist, können auch die Hohlwelle und ihre Lagerungen einfacher ausgebildet sein. Beim Umrüsten eines Einpropellerantriebes wird lediglich der vorhandene Wellenbock entfernt und der erfindungsgemäße Wellenbock auf die Antriebswelle aufgeschoben. Der Propellersitz der Antriebswelle kann wiederverwendet werden. Das Wendegetriebe kann eingangsseitig mit einfachen Mitteln, insbesondere über einen Ringfederspannsatz, an die Antriebswelle angekuppelt werdne. Es versteht sich, daß die Anschlußelemente des Wellenbocks an die jeweilige Schiffsform angepaßt werden.This object is achieved in that a reversing gearbox is accommodated in the shaft bracket, which is coupled on the input side to the drive shaft and on the output side to a hollow shaft surrounding the drive shaft, both shafts being led out downstream of the shaft bracket, and in that the front propeller is at the end of the hollow shaft and on the end of the drive shaft the rear propeller of a pair of counter-rotating propellers. - A reversing gear can easily be accommodated in a shaft bracket without affecting its aerodynamic shape. Since the reversing gear is no longer arranged directly behind the drive machine in the ship's hull, but closer to the propeller, the hollow shaft and its bearings can also be made simpler. When converting a single propeller drive, only the existing shaft bracket is removed and the shaft bracket according to the invention is pushed onto the drive shaft. The drive shaft propeller seat can be reused. The reversing gear can be coupled to the drive shaft on the input side with simple means, in particular via a ring spring tensioning set. It goes without saying that the connection elements of the shaft bracket are adapted to the particular shape of the ship.
Zu Ausführung und Konstruktion des Wendegetriebes bestehen verschiedene Möglichkeiten. So kann das Wendegetriebe ein mechanisches Getriebe sein. Eine Ausführung ist gekennzeichnet durch ein Kegelradgetriebe, dessen Eingangskegelrad auf der Antriebswelle und dessen Ausgangskegelrad auf der Hohlwelle angeordnet ist, wobei ein gleichzeitig mit dem Eingangskegelrad und dem Ausgangskegelrad kämmendes Wendekegelrad im Wellenbock drehbar gelagert ist. Abgesehen von den üblichen Lagerungen der verschiedenen Kegelräder kann zwischen dem Eingangskegelrad und dem Ausgangskegelrad eine Distanzbuchse auf der Antriebswelle angeordnet sein, wodurch eine sehr kompakte, stabile Konstruktion entsteht.There are various options for the design and construction of the reversing gear. The reversing gear can be a mechanical gear. An embodiment is characterized by a bevel gear, the input bevel gear is arranged on the drive shaft and the output bevel gear is arranged on the hollow shaft, wherein a reversing bevel gear meshing with the input bevel gear and the output bevel gear is rotatably mounted in the shaft bracket. Apart from the usual bearings of the various bevel gears, a spacer bush can be arranged on the drive shaft between the input bevel gear and the output bevel gear, which results in a very compact, stable construction.
Das Wendegetriebe kann aber auch ein Flüssigkeitsgetriebe sein und insbesondere eine von der Antriebswelle angetriebene Pumpe sowie einen die Hohlwelle antreibenden Motor aufweisen. Die Pumpe und der Motor können in gesonderten, durch Strömungskanäle verbundenen Kammern des Wellenbocks angeordnet sein. Eine Ausführung ist gekennzeichnet durch eine Zahnradpumpe, deren antreibendes Rad auf der Antriebswelle angeordnet ist, und einen Zahnradmotor, dessen angetriebenes Rad auf der Hohlwelle angeordnet ist.However, the reversing gear can also be a liquid gear and in particular have a pump driven by the drive shaft and a motor driving the hollow shaft. The pump and the motor can be in separate chambers of the shaft bracket connected by flow channels be arranged. One embodiment is characterized by a gear pump, the driving wheel of which is arranged on the drive shaft, and a gear motor, the driven wheel of which is arranged on the hollow shaft.
Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längsschnitt durch einen Wellenbock mit mechanischem Getriebe,
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch einen Wellenbock mit einem Flüssigkeitsgetriebe
- Fig. 3
- einen Schnitt in Richtung III - III durch den Gegenstand nach
Figur 2, - Fig. 4
- einen Schnitt in Richtung IV - IV durch den Gegenstand nach
Figur 2.
- Fig. 1
- a longitudinal section through a shaft bracket with mechanical gear,
- Fig. 2
- a longitudinal section through a shaft bracket with a fluid transmission
- Fig. 3
- 2 shows a section in the direction III-III through the object according to FIG. 2,
- Fig. 4
- a section in the direction IV - IV through the object of Figure 2.
Der in der Zeichnung dargestellte Wellenbock 1 besitzt an seinem oberen Ende Einrichtungen, bei den dargestellten Ausführungen Schraubverbindungen 2, zum Anschluß an einen nicht dargestellten Schiffsrumpf. Im Wellenbock 1 ist eine von einer nicht dargestellten Antriebsmaschine antreibbare Antriebswelle 3 gelagert, die sich durch den Wellenbock 1 hindurcherstreckt. Außerdem ist im Wellenbock 1 ein Wendegetriebe untergebracht, welches bei der Ausführung nach Figur 1 ein Kegelradgetriebe ist. Zum Kegelradgetriebe gehört ein auf der Antriebswelle 3 sitzendes Eingangskegelrad 4, welches mit einem mit der Antriebswelle 3 verspannten Ringfederspannsatz 5 verbunden ist. Der Ringfederspannsatz 5 läuft in einem im Wellenbock 1 abgestützten Lager 6 und ist außenseitig mit einer Dichtung 7 abgedichtet. Vor der Dichtung 7 befindet sich eine Zinkopferanode 8.The
Mit dem Eingangskegelrad 4 kämmt ein Wendekegelrad 9, dessen Wellenzapfen 10 über Lager 11 , 12 in einer Sackbohrung 13 des Wellenbocks 1 drehbar gelagert ist. Das Wendekegelrad 9 kämmt außerdem mit einem Ausgangskegelrad 14, welches über ein Lager 15 auf der durchgehenden Antriebswelle 3 abgestützt ist und mit einer die Antriebswelle 3 umgebenden Hohlwelle 16 verbunden oder, wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1, mit dieser einstückig ausgebildet ist. Die Hohlwelle 16 ist über Lager 17, 18 im Wellenbock 1 gelagert und am Ende des Wellenbocks 1 mit einer Dichtung 19 abgedichtet. Zwischen dem Eingangskegelrad 4 und dem Ausgangskegelrad 14 ist auf der Antriebswelle 3 eine Distanzbuchse 20 angeordnet, auf der die beiden Kegelräder axial abgestützt sind.A
Die Hohlwelle 16 besitzt an ihrem freien Ende einen nicht dargestellten Sitz für den vorderen Propeller 21 eines Paares gegenläufiger Propeller, dessen hinterer Propeller 22 auf einem zugeordneten Sitz der Antriebswelle 3 angeordnet und in üblicher Weise mit einer Schraubbefestigung 23 gesichert ist.The
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführung laufen die Antriebswelle 3 und die Hohlwelle 16 gegenläufig mit gleicher Drehzahl. Die Durchmesser und die Steigungsverteilungen der beiden Propeller 21, 22 sind nach Maßgabe der Propellertheorie ausgelegt.In the embodiment shown in Figure 1, the
Bei der in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Das Wendegetriebe ist ein Flüssigkeitsgetriebe mit einer von der Antriebswelle 3 angetriebenen Zahnradpumpe, deren angetriebenes Rad 24 auf der Antriebswelle 3 sitzt und mit dem Ringfederspannsatz 5 verbunden ist. Das andere Rad 25 der Zahnradpumpe ist beidseits über Lager 26 im Wellenbock 1 gelagert. Die Zahnradpumpe 24, 25 ist in einer gesonderten Kammer des Wellenbocks 1 untergebracht, welche Kammer über Strömungskanäle 27, 28 mit einer weiteren Kammer verbunden ist, in der ein Zahnradmotor untergebracht ist, dessen antreibendes Rad 29 auf der die Antriebswelle 3 umgebenden Hohlwelle 16 sitzt oder mit dieser einstückig verbunden ist. Das andere Rad 30 der Zahnradpumpe ist beidseits über Lager 31 in der zugeordneten Kammer des Wellenbocks 1 gelagert. Bei dieser Ausführung ist die Antriebswelle 3 in einer lediglich von den Strömungskanälen 27, 28 durchbrochenen Trennwand 32 zwischen den beiden Kammern in einem Lager 33 abgestützt.In the embodiment shown in Figures 2 to 4, the same reference numerals designate the same parts. The reversing gear is a fluid transmission with a gear pump driven by the
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