FI109680B - Aluksen propulsiojärjestely ja menetelmä poikeuksellisten voimien hallitsemiseksi siinä - Google Patents

Description

109680 ALUKSEN PROPULSIOJÄRJESTELY JA MENETELMÄ POIKKEUKSELLISTEN VOIMIEN HALLITSEMISEKSI SIINÄ

PROPULSIONSARRANGEMANG FÖR FARTYG SAMT FÖRFARANDE DÄRVID FÖR BEHÄRSKANDE AV EXCEPTIONELLA KRAFTER

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen aluksen propulsiojärjestely ja vastaavasti patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä. Erityisesti keksinnön kohteena on aluksen sellainen propulsiojärjestely, jossa on aluksen rungosta ulkoneva, aluksen rungon suhteen etenkin mekaanisia komponentteja sisältävien varsinaisten voimansiirtovälineiden avulla käännettävissä oleva, moottorin ja potkurin käsittävä erillinen propulsiolaitteen pesä. Samaten keksintö erityisesti kohdistuu- menetelmään poikkeuksellisten voimien hallitsemiseksi aluksen sellaisen propulsiolaitteen yhteydessä, joka ulkonee aluksen rungosta ja on sen suhteen sopivasti mekaanisia komponentteja sisältävien voimansiirtovälineiden avulla käännettävissä.

Merenkulkualalla tunnetaan hyvin sellaisia aluksen propulsiojär jestelyitä, missä potkuri on sovitettu aluksen rungosta erillään olevaan rakenteeseen, joka sellaisenaan on käännettävissä, ja jota kääntämällä potkurivirtaa pystytään suuntaamaan haluttuun suuntaan. Tällä tavalla rakennettu järjestely toimii ,···. siten samalla sekä aluksen työntöjärjestelynä että aluksen pääasiallisena ohjauslaitteena. Sinänsä potkurin käyttö-. . moottori voi sijaita missä tahansa sopivassa paikassa. Jos käyttömoottori sijaitsee aluksen rungon sisällä, on järjestely '···' useimmiten sellainen, että käyttövoima potkurille välitetään ·...* akseliston ja kulmavaihdejärjestelyn avulla. Potkurijärjeste- lyn erityisen edullinen suoritusmuoto taas käsittää erityisen, : useimmiten veden virtauksen kannalta sopivasti muotoillun ·*’*: pesärakenteen eli n.k. "podin", johon on sijoitettu potkurin käyttömoottori, joka useimmiten on sähkökäyttöinen. Eräänä tällaisena järjestelynä mainittakoon hakijan rekisteröidyllä ’··/’ tavaramerkillä "Azipod" (TM) markkinoima propulsiojärjestely.

109680 2 Tällainen rakenne tuo toiminnallisesti mukanaan joukon huomattavia etuja, ja siksi tällaisia propulsiojärjestelyitä nykyisin sovitetaan mitä moninaisimpiin alustyyppeihin.

Koska merenkulussa oleva alus saattaa joutua sellaisiinkin tilanteisiin, missä sinänsä vältettäviä onnettomuuksia tai muita häiriötilanteita kuitenkin saattaa sattua, ja vielä sellaisissa olosuhteissa, ettei ulkopuolista apua ole ainakaan välittömästä saatavilla, on aluksien sunnittelussa perinteisesti kiinnitetty erittäin suurta huomiota toimintavarmuuteen myös poikkeuksellisissa tilanteissa. Varustuksessa tämä huomioidaan mm. siten, että pyritään keskeisimpien laitteiden reduntanttisuuteen siten, että korvaava varajärjestely on käytettävissä, jos varsinainen järjestely pettää. Koska aluksen varsinaisen rungon ulkopuolella oleva rakennelma usein on esim. pohjakosketusvaran kannalta suhteellisesti havoittuva, on tällaisten rakennelmien toimintavarmuuteen kaikkia olosuhteita huomioiden kiinnitettävä erityistä huomiota.

Mainitun tyyppisen propulsiojärjestelyn pesärakenne muodostaa erään tällaisen aluksen rungosta ulkonevan rakennelman. Tavallisesti tällainen pesärakenne on sovitettu kiinteästi varsi-rakenteeseen, joka taas on sovitettu kääntyvästä aluksen runkoon siten, että pesä potkureineen sijaitsee aluksen ala-,Y: puolella hydrodynaamisesti ja toiminnallisesti tarkoituksen- ,···. mukaisessa paikassa. Samaten asennuspaikka on yleensä muodos- <tit; tettu sellaiseksi, että propulsiolaite sinänsä sijaitsee aluk- . . sen uloimpien ulottuvuuksien puitteissa tavallaan suojassa.

Pesärakenteen kääntämiseksi on varren yläpäähän tyypillisesti sovitettu useimmiten hammastettu kääntökehä tai -rengas, johon ’···* vaikuttaa aluksen ohjausjärj estelyn ohjaama pesärakenteen kääntömoottori, joka sinänsä voi olla mitä tahansa tarkoituk-seen soveltuvaa tyyppiä. Useimmiten voimayhteys kääntömootto- rin ja kääntökehän välillä on järjestetty pinionihammaspyörä- järjestelyn avulla siten, että kääntömoottori suoraan vaikuttaa kääntökehään ja siten saa aikaan varren ja siihen liitetyn ·*· pesärakenteen kääntymisen.

» * 3 109680

Koska tämänkaltainen tavallaan yhdysrakenteinen propulsio- ja ohjausyksikkö on aluksen turvallisen käytön kannalta keskeisessä asemassa, on sen toimivuuden varmistaminen kaikissa olosuhteissa ensiarvoisen tärkeä. Toisaalta potkurin toiminnallisuus usein vaatii sen, että potkuri tai vastaavasti potkurit sijoitetaan aluksen sellaiseen tai sellaisiin kohtiin, missä potkuri ja siten pesärakennekin usein on varsin haavoittuvasti esillä aluksen rungon ääripisteiden luona tai jopa niiden ulkopuolella. Näin ollen propulsiolaitteen kaikkien rakenteiden mitoituksen tulisi olla sellainen, että propulsiojärjeste-ly vakavasti rikkoutumatta kestää esim. jään tai jäälohkarei-den aiheuttamat rasitukset ja jopa pohjakosketuksiakin. Tällaiset rasitukset kohdistuvat ensisijassa propulsiolaitteen pesään ja erityisesti sen kääntökoneistoon. Useimmiten tällainen ulkopuolinen voimavaikutus muodostaa momentin, joka pyrkii kääntämään propulsiojärjestelyn pesärakennetta ohjauslaitteen ohjaaman kääntöjärjestelyn suhteen, jolloin ylirasitus jokseenkin suoraan kohdistuu kääntöjärjestelyn eri elementteihin.

Vaikka itse potkuria usein pidetään järjestelyn haavoittuvimpa-na osana, niin esim. rikkoutuneen potkurin vaihtaminen sinänsä ei ole kovinkaan vaikea tehtävä. Sen sijaan esim. kääntö-koneiston tai sen osien korjaaminen tai vaihtaminen usein • · saattaa olla huomattavan monimutkainen asia, johtuen etenkin • · · siitä, että koneiston tai sen eri elementtien sijoitus usein : on varsin hankala. Tästä syystä on ongelma toistaiseksi ♦ * · !..* yleensä ratkaistu siten, että kääntökehästä ja kääntömootto-rista muodostuva kokonaisuus on mitoitettu ottaen huomioon • * ’·*·* myös ne rasitukset, jotka arvioidaan aiheutuvan mitoitus perusteena olevista poikkeuksellisista kuormituksista. Näin ·...· ollen kääntöjärjestelyn osat usein on vahvasti ylimitoitettu niiden varsinaista toimintaa ajatellen. Tästäkin huolimatta esiintyy rikkoutumisia, jotka johtuvat siitä, että tälläkin • » · tavalla mitoitettu laitteisto ei ole kestänyt vielä suurempia ylirasituksia, joita vastaan suojautuminen taas olisi ollut » · » » 4 109680 rakenteellisesti ja/tai taloudellisesti epätarkoituksenmukaista. Etenkin podirakenteeseen kohdistuvat nopeat iskut ovat osoittautuneet ongelmallisiksi, koska niissä hetkellisesti hallittava energiaisku saattaa nousta huomattavan suureksi .

Tämän keksinnön tarkoituksena on edellä mainitun ongelman ratkaiseminen siten, että saadaan aikaan entistä turvallisempi kääntöjärjestely, jonka varsinainen mitoitus kuitenkin voi perustua päivittäisen käytön aiheuttamiin rasituksiin.

Keksinnön tavoitteena on myös osoittaa sellaista järjestelyä, missä hyvinkin suuren poikkeuksellisen kuormituksen aiheuttama ylirasitus ei aiheuta laitteistolle pysyviä vahinkoja, vaan missä aluksen toimintakyky on ilman erillisiä toimenpiteitä varmistettu myös esim. kevyen pohjakosketuksen jälkeen, ja erityisesti siten, ettei laukaistun turvajärjestelyn palauttaminen ja siten turvallisen toiminnan jatkaminen yleensä edellytä minkäänlaisia erillisiä toimenpiteitä.

Edelleen voidaan todeta, että vaikka itsepidättyvä kääntö- mekanismi kuten ruuvipyöräjärjestely tai senkaltainen sinänsä olisi monessa tapauksessa edullinen ratkaisu, niin juuri itse- pidättyvyys on ollut käytön esteenä, koska varmistus poikkeuk- sellisen kuormituksen aiheuttamaa rikkoutumista vastaan on ,·**. ollut siinä erityisen vaikea järjestää. Näin ollen keksinnön eräänä tavoitteena on myös sellaisen järjestelyn osoittaminen, . joka mahdollistaa aikaisemmin käytännössä mahdottomina tai I,.* ainakin epätarkoituksenmukaisina pidettyjen kääntöjärjestelyi- ;;; den käyttämistä.

• ·

Keksinnön vielä eräänä tavoitteena on myös sellaisen järjeste-lyn osoittaminen, missä huoltotarve on mahdollisimman pieni ’ : varmuuden silti säilyessä alkuperäisessä laajuudessa.

Keksinnön nämä ja muut tavoitteet saavutetaan keksinnön mukaisesti oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyillä järjestelyil 5 109680 lä ja menetelmillä. Näin ollen keksinnön mukainen järjestely tunnetaan siitä, että propulsiolaitteen pesän ja aluksen rungon väliselle voimansiirtotielle on sovitettu vaimennin-järjestelyn käsittävät luistovälineet, jotka mahdollistavat propulsiolaitteen ylimääräisen suhteellisen kääntymisen varsinaisten voimansiirtovälineiden pakko-ohjauksesta riippumatta. Vastaavasti keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan siitä, että propulsiolaite saatetaan poikkeuksellisen voiman vaikutuksesta vaimenninjärjestelyn käsittävien luistovälineiden avulla sinänsä kääntymään mainittujen varsinaisten voimansiirto-välineiden tai niiden jonkin komponentin suhteen.

Seuraavassa keksintö esitetään lähemmin sen erääseen edulliseen suoritusmuotoon ja oheisiin piirustuksiin viitaten, missä

Kuvio 1 yleisesti sivusta katsottuna esittää laivan osaa, johon on asennettu sinänsä tunnettu kääntyvä propulsiolaite,

Kuvio 2 vastaavasti leikkauskuvana esittää erään tunnetun propulsiolaitteen yleisjärjestelyä,

Kuvio 3 kaaviomaisesti päältä katsottuna esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista yleisjärjestelyä, jossa vaimennus ensisijaisesti perustuu kitkapintojen toimin-taan, « * . Kuvio 4 osasuurennoksena esittää kuvion 3 mukaista järjestelyä • « · !..* leikkauksena viivan A-A kohdalla, • · * * * t «I • · *···' Kuvio 5 vastaavasti osasuurennoksena esittää kuvion 3 mukaista yleisjärjestelyä leikkauksena viivan B-B kohdalla, • t k jolloin kääntöjärjestely sinänsä kuitenkin on sovi- » ♦ · ’ : tettu vaihtoehtoisen toteutuksen mukaisesti, ja i · · * · · I I · I » ·

Kuvio 6 kaaviomaisesti esittää propulsiolaitteeseen kohdistu-*.' van voimavaikutuksen poikkeuksellista kehitystä ajan

( I

> i > : t » * I · • *

I I

6 109680 funktiona keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen laitteen toimiessa.

Kuvion 1 mukaisesti aluksen 1 propulsiojärjestely sinänsä tunnetulla tavalla käsittää ainakin toisessa päässään potkurin 2 omaavan pesärakenteen 3, joka alan ammattilaisten keskuudessa useimmiten kutsutaan "podiksi". Tällaisia podeja voi aluksessa olla useampia, ja niitä voi olla sekä aluksen perässä että keulassa. Tällainen podi 4 sinänsä käsittää varsinaisen pesärakenteen 3 sekä sen ja aluksen 1 runkoa 5 yhdistävän varsiosuuden 6, joka kuvioissa esitetyssä suoritusmuodossa vielä edullisesti käsittää eräänlaisena ruoripintana toimivat siivekkeet 7, kuten tarkemmin ilmenee kuviosta 2. Itse pesä-osuus 3 varsineen 6 on käännettävissä alukseen 1 nähden poikittaisen, edullisesti olennaisesti pystysuoran kääntöakselin C-C ympäri, jolloin laitekokonaisuus samalla toimii sekä aluksen 1 työntö- eli propulsiolaitteena että aluksen 1 ohjausvälineenä eli ruorina.

Kuviosta 2 ilmenee, että itse propulsioyksikkö edullisesti käsittää pesässä 3 olevan sähkömoottorin ja mahdolliset muut potkurin 2 pyörittämiseksi tarvittavat välineet. Propulsio- yksikön kääntämiseksi aluksen 1 rungon 5 suhteen on kuvion 2 mukaisessa tunnetussa järjestelyssä varsiosuuden 6 yläpäähän sovitettu hammaskehä 8, jota pyörittää moottorin 9 pyörittämä .·1·, pinionipyörä 10 aluksen komentosillasta 11 annettavien ohjaus- • » · komentojen mukaisesti. Lisäksi järjestelyyn kuuluu varsi-. osuuden laakerointi ja tiivistys, joita sinänsä tunnettuina on esitetty kuviossa 2 vain viitteenomaisesti.

i · ’···' Tunnetuissa kääntölaitteissa on vahingon tai ääriolosuhteiden muutoin aiheuttamia poikkeuksellisia kuormituksia ajatellen s 1 · hammaskehä 8, kääntömoottorin 9 rakenne ja pinionipyörä 10 yleensä mitoitettu siten, että rakenteet sinänsä kestävät myös esim. jäälohkareiden tai jopa kevyen pohjakosketuksen aiheutta- > · » mia poikkeuksellisia kuormia. Kääntyvässä propulsiolaitteessa ’1/ tällaiset kuormat ensisijaisesti aiheuttavat sen, että pro- » « · • » »

• I

7 109680 pulsiolaite pyrkii kääntymään pois kääntömoottorin 9 osoittamasta asemasta. Koska tällainen poikkeuksellinen, iskusta aiheutuvan shokkimomentin mukainen kuormitus saattaa olla moninkertainen aluksen varsinaisen ohjauksen vaatimaan kääntö-voimaan nähden, on tämä käytännnössä johtanut siihen, että mainitut elementit, eli hammaskehä 8, kääntömoottori 9 ja pinionipyörä 10 on jouduttu mitoittamaan tarpeettoman raskaiksi. Siitä huolimatta on esiintynyt tapauksia, missä propulsiolaitteen kääntöjärjestely esim. aluksen virheellisestä käytöstä tai muusta syystä johtuen on vahingoittunut jopa siten, että alus pahimmassa tapauksessa on saattanut kokonaan menettää ohjattavuutensa. Useimmiten tällainen vahinko on kohdistunut pinionipyörään 10 ja/tai hammaskehään 8, jotka molemmat ovat meriolosuhteissa varsin vaikeasti kor-j attavissa.

Kuviossa 3 on nyt päältäpäin esitetty keksinnön erään suoritusmuodon mukainen uusi kääntökehäjärjestely, joka sinänsä on sovitettavissa myös kuvion 2 mukaisen sinänsä tunnetun kääntö-kehän 8 paikalle, edullisesti jopa siten, että keksinnön mukainen järjestely myös jälkiasennuksena on sovitettavissa olemassa oleviin propulsiolaitteisiin. Kuviossa 3 esitetyssä suoritusmuodossa hammastuksella varustettu kääntökehän osuus on kuvattu sisäpuolisella hammastuksella, mutta myös suoraan tV; kuvion 2 mukainen ulkopuolisella hammastuksella varustettu kääntökehä on yhtä mahdollinen, kuten yksityiskohtaisemmin • · t t i • ilmenee kuviosta 5.

• i * » » * * « « t * I Iti I,,* Keksinnön mukainen kääntökehäjärjestely muodostuu ainakin > · * · · ·* kahdesta, toistensa nähden ainakin rajallisesti liikutelta-

I M I I

vissa eli lähinnä pyöritettävissä olevasta osasta, joista toinen osa, eli varsinainen kääntökehä 8' on yhteydessä kääntö-

I I I

koneistoon 9 esim. pinionipyörän 10 tai kuvion 5 osoittamassa tapauksessa ruuvipyörän 20 välityksellä. Kääntökehäjärjestelyn * i · .!. toinen osa, eli esitetyssä suoritusmuodossa kääntörengas 12, ! » · on sovitettu siten, että se on toiminnallisessa eli kääntö- I » ‘voimaa välittävässä yhteydessä propulsiolaitteeseen 4 eli * »

I I · e » i I

I · 109680

O

lähinnä sen varsiosuuteen 6. Näiden elementtien 8' ja 12 välille on keksinnön mukaisesti järjestetty keskinäinen siirtymä-mahdollisuus siten, että poikkeuksellinen ylikuormitus, eli lähinnä laitteen pakkopyöritys kääntökoneiston 9 ohjauksesta huolimatta, ensisijaisesti aiheuttaa kääntörenkaan 12 luistami-sen kääntökehään 8' nähden. Jotta tämä luisto olisi hallittavissa normaalitilanteissa ja jotta aluksen ohjattavuus ylikuormitustilanteen jälkeen palautettavissa, on keksinnön mukaisesti järjestetty luiston vaimennusvälineet, joiden avulla luiston aiheuttama energia on hallittavissa varsinaisten käyttölaitteiden 8', 9, 10, 20 rikkoutumatta.

Kuviossa 4 ja 5 on näin ollen esitetty keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista järjestelyä, missä vaimennus on aikaansaatu keskenään yhteistoimivia kitkapintoja 13, 13a, 13b käsittävillä välineillä. Kuvion 3 leikkausta A-A esittävän kuvion 4 mukaisesti hammaskehän 8' kitkarengasosuus 14 on sovitettu puristukseen kahdesta päällekkäisestä osasta 12a ja 12b muodostuvan kääntörenkaan 12 väliin. Näin ollen on aikaansaatu osien 8'/14 ja 12a/12b välisen suhteellisen liikkeen mahdollisuus, mikä kuviossa 3 on esitetty vastakkaissuuntaisilla nuolilla. Keskenään yhteistoimivien kitkapintojen 13, 13a, 13b ominaisuuksien ja keksinnön erään suoritusmuodon • · ’...· mukaisen edullisen sovituksen myötä tämä suhteellinen liike on ·”· erittäin tarkasti hallittavissa, kuten alempana yksityis- • · : kohtaisemmin esitetään.

• · » · ·

Kuviosta 4 ilmenee, että hammaskehä 8' edullisesti on sovi- • * · tettu kääntörengasasetelmaan 12, 12a, 12b siten, että hammas-.···. kehä 8' on on kääntörengasasetelman 12, 12a, 12b keskittämä.

Sen sijaan hammaskehä 8' on tangentiaalisessa suunnassa vain *;* kitkapintojen 13, 13a, 13b välisten kitkavoimien kautta yhtey-V *· dessä kääntörengasasetelmaan, joka taas sinänsä edullisesti on : : toiminnallisessa yhteydessä propulsiolaitteen 4 varsiosuuteen . *. 6 esim. kääntörengasosuuksia 12a ja 12b keskinäisesti kohdista- *. vien ohjaustappien 15 kautta, suoraan kuvion 5 esittämää jär- • · jestelyä hyväksi käyttäen tai jollakin muulla sinänsä tunne-

9 10968U

tulla tavalla muotolukituksen aikaansaamiseksi siten, että sekä renkaan 12a että renkaan 12b vääntömomentti välittyy propulsiolaitteeseen 4 ja mahdollistaa sen kääntymisen halutulla tavalla. Itse kääntöasetelma on sopivasti laakeroinnilla 16 ja muilla toiminnan vaatimilla sinänsä tunnetuilla järjestelyillä (ei näytetty) sovitettu asennuslohkoon 17, joka taas sinänsä tunnetulla tavalla on kiinnitetty aluksen 1 runkoon 5.

Kuvion 3 leikkausta B-B osittain esittävän kuvion 5 mukaisesti kääntörengasosuudet 12a, 12b on keksinnön erään erityisen edullisen suoritusmuodon mukaisesti keskenään yhdistetty ruuvi-asetelman 18 avulla siten, että kääntörengasosuuksien 12a, 12b normaalipaine on ainakin kitkaosuuden 13, 13a, 13b kohdalla olevien reunaosuuksien luona säädettävissä. Tätä varten on ruuviasetelmaan 18 edullisesti sovitettu lautasjousi 19 tai senkaltainen joustoelin, joka mahdollistaa ruuviasetelman 18 kiristysmomentin avulla suoritettavan kitkapintojen 13 normaalivoiman eli näin ollen myös hammaskehän 8' ja kääntö-renkaan 12 välisen kitkan säädön hyvinkin tarkasti.

Kuviossa 6 on kaaviomaisesti esitetty esimerkki propulsiolaitteeseen 4 kohdistuvan iskuvoiman "F" kehityksestä ajan "t" ’funktiona esim. kun alus 1 kohtaa ennalta arvaamattoman esteen i · kuten jäälohkareen, kiven tai vaikkapa virheellisesti järjeste-tyn laiturirakenteen siten, että propulsiolaite törmää estee-•/•j seen. Kuviossa 6 on viitteellä Fq esitetty sellainen kääntö- voima, jota voidaan pitää ohjauksen tavanomaisen toiminnan kannalta normaalina, ja jota varten tavanomainen kääntölait-teisto 8, 9, 10 ja 20 joka tapauksessa on mitoitettava. Isku-voiman kasvaessa niin suureksi, että yllä esitetyllä tavalla i t säädetty lepokitkaa vastaava voima F]_ ylittyy, hammaskehän 8' ·;·’ kitkarengasosuus 14 ja kääntörengasasetelman 12, 12a, 12b :§: : yhteistoimivat kitkapinnat 13, 13a, 13b joutuvat keskinäiseen luistoon. Ilman tällaista luistoa iskuvoima esitetyssä tapauk-. *. sessa nousisi käyrän "x" mukaisesti arvoon "F2", jolloin raken- ’.* ne 8 ja/tai 10 ja/tai 12 rikkoutuisi, ellei se olisi mitoi- '· *· tettu kestämään myös tällaisia tavanomaiseen toimintaan nähden

10 10968C

ylisuuria voimia.

Luiston myötä iskun voimavaikutus lyhyen "käynnistyvaiheen" eli lepokitkan voittamisen jälkeen asettuu tasolle "F3", jossa se liukukitkan myötä pysyy siihen saakka, kunnes iskutapahtuma on mennyt ohitse. Tämä tapahtuma on kuviossa 6 esitetty katkoviivalla "y". Näin ollen rakenteiden 8 ja 12 mitoituksessa keskinnön mukaisesti riittää, että ne sopivan varmuuskertoirnen puitteissa kestävät lepokitkan mukaisen voiman "Fi". Kuvioiden 4 ja 5 mukaisella järjestelyllä yhteistoimivien kitkapintojen 13, 13a, 13b välinen lepokitkavoima "F]_", eli samalla myös laitteen ylisuuren kuormituksen irroitusmomentti, on erittäin helposti ja varmasti asetettavissa kiristysruuviasetelmien 18 momenttia säätämällä vaaditun suojausmomentin suuruiseksi. Käytännös-sä tämä momentti riippuu monesta rakenteellisesta tekijästä, joista erityisesti mainittakoon kitkapintojen 13, 13a, 13b koko, pintarakenne ja materiaali.

Laivarakennusteollisuudessa eräs luontainen rakennemateriaali on teräs, joka helposti on työstettävissä sopivaan muotoon. Jotta teräksiset kitkapinnat vuodesta toiseen aluksessa sijaitsevina toimisivat luotettavasti on tarkoituksenmukaista, että ne on siten järjestetty, että korroosio on estetty. Tähän ·’...· tarkoitukseen soveltuu erilaiset öljykylvyt tai muu öljyyn "·"*· perustuva käsittely, jota kuvioissa ei ole sen tarkemmin esi-tetty. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan kitkapintoja 13, 13a, 13b tai ainakin jokin niistä taas on päällystetty .**. teflonilla, grafiitilla tai senkaltaisella erityisiä kitka-ominaisuuksia omaavalla materiaalilla, tai vaihtoehtoisesti ... järjestelyn rakenne-elementit käsittävät tällaisista materiaaleista valmistettuja osia.

: : : Kitkaan perustuvassa järjestelyssä energian hallinta johtaa kitkapintojen lämpenemiseen. Tyypillisessä lievässä törmäys-. *. tapauksessa energianmuodostus voi esim. noin kolmen sekunnin ;* ; ajan olla suuruusluokkaa esim. noin 3 MW, mikä energia taas '· eräässä keksinnön mukaisessa rakenteessa aiheuttaa noin 80° X1 109680 lämmönnousun. Tällainen lämpötilan nousu ei sinänsä muodosta ongelmaa, koska lämpö jakautuu olennaisesti tasaisesti hammas-kehän 8' kitkarengasosuuteen 14 ja vastaavasti kääntörenkaa-seen 12. Näiden elementtien yhteyteen on tarvittaessa myös mahdollista järjestää erillinen jäähdytysjärjestely (ei näytetty) .

Edellä olevasta ilmenee, että keksinnön mukainen järjestely kaikissa tapauksissa suojaa esim. pinioinipyörän 10 tai kuvion 5 mukaisesti myös ruuvipyörän 20 hampaita, joita näin ollen ei tarvitse mitoittaa poikkeuksellisten iskujen aiheuttamaa shokkimomenttia vastaan vaan tavanomaisen toiminnan edellyttämän kääntömomentin mukaisesti. Rakenteiden suojaamisen vaatima irroitus- eli suojausmomentti on esitetyn, rakenteellisesti varsin yksinkertaisen suoritusmuodon avulla tarkasti määriteltävissä. Sinänsä voidaan momenttiin myös vaikuttaa puhtaasti rakenteellisin keinoin. Näin ollen on keksinnön eräässä edelleenkehitetyssä suoritusmuodossa kitkapintoja muodostavia elementtejä 14 ja vastaavasti 12a, 12b on sijoitettu useita päällekkäin useita, eli kitkajärjestely 13 on muodostettu monikerroksiseksi lamellirakenteeksi, ja eräässä toisessa suoritusmuodossa järjestely käsittää erityisiä kiilaelementte- I * ·.·.· jä, joiden avulla elementtien 12a, 12b, 14 välinen puristus- voima esim. hetkellisesti lisätään aktiivitoimisin keinoin.

» *

Esitetty järjestely tuo lisäksi mukanaan sen edun, että esim.

.***. ohjauksen toiminnan palautuminen ei edellytä mitään erityisiä • · · .···. järjestelyitä tai käyttäjän toimenpiteitä, lukuun ottamatta • · ehkä ruuviasetelmien 18 kiristysmomenttien tarkistusta esim.

... aluksen normaalin huollon yhteydessä. Teoriassa hammaskehän 8' ja kääntörengasasetelman 12 välinen luisto on enintään 180° • · ···’ (eli propulsiolaite 4 kääntyy kokonaan toisin päin) , minkä jälkeen kitkapintojen 13, 13a, 13b välinen lepokitka itsestään tuo mukanaan sen, että hammaskehän 8' ja kääntörengasasetelman 12 välinen tarraus taas vastaa lepokitkan irroitusvoimaa "Ρχ".

: Näin laite on heti ylikuormituksen jälkeen uudelleen toiminta- u kunnossa ja alus 1 taas ohjattavissa normaalisti. Normaalin 12 109680 ohjaustoiminnon kannalta on tällöin tarkoituksenmukaista, että ohjauksen useimmiten edellyttämät sinänsä tunnetut asennon-osoitusanturit (ei näytetty) on sovitettu propulsiojärjestelyn 4 varsinaiseen rakenteeseen eli esim. varsiosuuteen 6 liittyviksi, jolloin kääntörenkaan 12 ja hammaskehän 8' välisellä asennolla tai asennon siirtymälläkään ei ole minkäänlaista vaikutusta aluksen 1 ohjausjärjestelyihin.

Edellä esitetty keksinnön mukainen rakenne on täysin itse-pidättyvä, mikä on huomattava etu ottaen huomoon, että laite sinänsä usein sijoittuu varsin ahtaasti ja hankalasti saavutettaviin tiloihin. Siitä seikasta, että hammaskehä 8' ja kääntörengasasetelma 12 poikkeuksellisen toiminnan jälkeen saattavat olla alkuperäisestä poikkeavassa suhteellisessa keskinäisasemassa ei järjestelmän rakenteen ansiosta aiheudu mitään haittaa, mutta keksinnön mukainen järjestely sisältää myös sellaisen mahdollisuuden (ei näytetty), että siihen on sovitettu erilliset, tarvittaessa toimintaan saatettavissa olevat välineet, joilla elementtien 8 ja 12 keskinäinen asento tarvittaessa palautetaan.

Eräs keksinnön mukaisen yleisjärjestelyn lisäetu on vielä ·.·. siinä, että se mahdollistaa myös muiden itsepidättyvien rakenne-elementtien käyttöä. Näin ollen on toistaiseksi nimen-:··: omaan rikkoutumisvaaran takia harvemmin käytetty mutta muutoin huomattavia etuja mukanaan tuona kierukkahammaspyöräjärjestely kääntökoneen 9 yhteydessä täysin mahdollinen, mikä tarjoaa laitesuunnittelijoille aivan uusia mahdollisuuksia. Kuviossa 5 tämä on kaaviomaisesti viitteellä 20.

;;; Edellä on kuvattu keksinnön joitakin edullisia suoritus- ···’ muotoja, mutta alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö : on toteutettavissa monella muullakin tavalla oheisten patentti- vaatimusten puitteissa.

• ·

Claims (10)

13 109680

1. Aluksen propulsiojärjestely, jossa on aluksen (1) rungosta (5) ulkoneva, aluksen (1) rungon (5) suhteen kääntökoneiston (9) ja varsinaisten voimansiirtovälineiden (8, 10, 20) avulla käännettävissä oleva, moottorin (21) ja potkurin (2) käsittävä erillinen propulsiolaitteen (4) pesä (3), tunnettu siitä, että aluksen (1) rungon (5) ja propulsiolaitteen (4) pesän (3) väliselle voimansiirtotielle (9-10/20-8) on sovitettu vaimenninjärjestelyn (13) käsittävät luistovälineet (8'f 12), jotka mahdollistavat propulsiolaitteen (3) ylimääräisen suhteellisen kääntymisen varsinaisten voimansiirtovälineiden (8, 10, 20) pakko-ohjauksesta riippumatta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että voimansiirtoyhteys (8, 10, 20) propulsiolaitteen (4) kääntökoneistosta (9) propulsiolaitteen (4) runkoon (3) kulkee vaimenninvälineiden (13) vaikutuspiirin kautta, jolloin luistovälineet (8', 12) sopivasti vaimennusvälineiden (13) säädön avulla edullisesti on sovitettu siten, että mainittu suhteellinen kääntyminen on mahdollinen vain ennalta määritetyn ylirasituskynnyksen (F-l) ylittyessä.

·,·.· 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, t u n - n e t t u siitä, että vaimenninjärjestely käsittää kitka-';*·· välineitä (13), jotka edullisesti on sovitettu siten, että suhteellisesta kääntymisestä aiheutuva kitkalämpö on sidotta-vissa rakenteisiin (12, 12a, 12b, 14) ja/tai johdettavissa ,··, rakenteista pois.

... 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että luistovälineet (8', 12) käsittävät ainakin kaksi yhteistoimivaa, sopivasti työstettyä kitkapintaa (13a, 13b) , jotka on sovitettu vastakkain voimansiirtovälineiden (8, 10, 20. tai niiden jonkin komponentin yhteyteen, edullisesti propulsiolaitteen (3) kääntörenkaaseen (12) liittyen. 14 109680

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen järjestely, tun nettu siitä, että luistovälineet (8', 12) käsittävät yhden tai useamman sopivasti työstetyllä kitkapinnalla (13b) varustetun ja suoraan keskinäisesti ja/tai erillisten elementtien (15, 18) välityksellä sopivasti muotosulkeisesti sovitetun kitkarenkaan (12a, 12b), joka edullisesti on sovitettu kääntö-akselin (C-C) suunnassa ainakin yhden toisen, toiseen yhteis-toimivaan elementtiin (14) sovitetun kitkapinnan (13a) kanssa päällekkäin, jolloin yhteistoimivien kitkapintojen (13, 13a, 13b) pitämiseksi toisiaan vasten on sovitettu edullisesti lautasjousilla (19) varustetut kiristysvälineet (18) lepokitka-voiman (F(t);y) säätämiseksi vastaamaan mainittua ennalta määritettyä kynnysarvoa (F]_) , edullisesti siten, että ainakin yksi kitkarengas (12a, 12b) on sovitettu hammaskehään (8') ja/tai siihen liittyvään osuuteen (14) nähden muotosulkeisesti keskinäisen kohdistuksen aikaansaamiseksi.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 3...5 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että yksi tai useampi kitkapinta (13, 13a, 13b) on muodostettu edullisesti työstetystä teräksestä, teflonista tai muusta sopivat kitkaominaisuudet omaavasta materiaalista, jolloin kitkapinnassa (13, 13a, 13b) edulli sesti on öljyä, grafiittiä tai vastaavaa ainetta toisaalta korroosion estämiseksi ja toisaalta sopivan kitkan varmistami- ...· seksi.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1...6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vaimennusjärjestelyn (13) käsittä-vät luistovälineet (8', 12) muodostavat erillisen yksikön, joka sellaisenaan on edullisesti jälkiasennuksenakin asennetta- ··._ vissa propulsiolaitteen (4) yhteyteen.

" 8. Menetelmä poikkeuksellisten voimien hallitsemiseksi aluk- '/ : sen (1) sellaisen propulsiolaitteen (4) yhteydessä, joka ulko- ; nee aluksen (1) rungosta (5) ja joka on sen suhteen käännettä- . vissä kääntökoneiston (9) ja varsinaisten voimansiirtovälinei- *. den (8, 10, 20) avulla, tunnettu siitä, että propulsio- 10968U laite (4) saatetaan poikkeuksellisen voiman (F(t);x) vaikutuksesta vaimenninjärjestelyn (13) käsittävien luistovälineiden (8', 12, 14) avulla sinänsä kääntymään mainittujen varsinaisten voimansiirtovälineiden (8, 10, 20) tai niiden jonkin komponentin suhteen.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaimenninjärjestelynä käytetään luistovälineisiin (81, 12, 14) sovitettua liitosta, sopivasti kitkaliitosta (13), joka sallii propulsiolaitteen (4) ja aluksen (1) rungon (5) välisen ylimääräisen suhteellisen liikkeen siinä tapauksessa, että propulsiolaitteeseen (4) kohdistuva poikkeuksellinen voima (F(t);x) ylittää ennalta määritetyn ylirasitus-kynnyksen (F}_) , edullisesti siten, että luistovälineiden (8', 12) vastustusvoima (F3) luiston alkamisen jälkeen asettuu mainitun ylirasituskynnyksen (F]_) ja propulsiolaitteen (4) normaalin kääntämistoiminnan edellyttämän voiman (Fg) väliselle alueelle.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaimenninjärjestelyssä (13) syntyvä lämpötilannousu hallitaan luistovälinekomponenttien (8', 12a, , . 12b, 14) lämpöä välittävän rakenteen avulla. 1 » · 109680