KR20140004706A

KR20140004706A - 유성 기어링을 포함하는 수중 기구를 가진 러더 프로펠러

Info

Publication number: KR20140004706A
Application number: KR1020137020102A
Authority: KR
Inventors: 맨프레드 히어
Original assignee: 숏텔 게엠베하
Priority date: 2011-01-20
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2014-01-13
Also published as: WO2012098022A1; CN103328324A; EP2665642A1; DE102011009070A1; US9415851B2; JP5913370B2; JP2014504705A; US20130303038A1; CA2825004A1

Abstract

본 발명은, 유성 기어링을 포함하는 수중 기구를 가진 러더 프로펠러에 있어서, 상기 유성 기어링은, 선 기어(6), 고정 내부 기어(4), 및 상기 선 기어와 상기 내부 기어 사이에 장착되고 유성 캐리어(2)의 유성 휠(3)에서 연장된 유성 기어(5)를 포함하며, 상기 유성 기어는 동력학적 미끄럼 베어링(50)에 의해 상기 유성 휠에 장착되어 있는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러에 관한 것이다.

Description

유성 기어링을 포함하는 수중 기구를 가진 러더 프로펠러{RUDDER PROPELLER WITH AN UNDERWATER MECHANISM COMPRISING A PLANETARY GEARING}

본 발명은, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러(rudder propeller)에 있어서, 유성 기어링을 포함하며, 유성 기어링은 선 기어, 정지 링 기어, 및 선 기어와 링 기어 사이에 장착되고 유성 캐리어의 유성 휠에 지지되는 유성 기어로 구성되는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러에 관한 것이다.

서두에서 언급된 형태의 러더 프로펠러는 예를 들면 DEb 28 43 459A1로부터 공지되어 있다. 러더 프로펠러는 선박을 구동 및 제어하기 위해 사용되며, 통상적으로 선박 내에 위치되는 구동 모터의 엔진 토크는, 수직 하향 연장되는 구동 샤프트를 통해 수상 트랜스미션에 의해 수중 트랜스미션으로 전달되고, 수중 트랜스미션은 통상적으로, 앵글 드라이브(angle drive), 및 후속 유성 기어링을 포함하며, 후속 유성 기어링으로부터, 엔진 토크가 최종적으로, 프로펠러를 지지하는 수평 연장 프로펠러 샤프트로 전달된다. 선박을 제어하기 위해, 수중 트랜스미션은, 수직 축 주위로 회전될 수 있는 하우징 내에 위치된다.

구동 모터의 속도를 프로펠러 샤프트에 적절한 속도로 감소시키는 유성 기어링 내에서, 종래기술에서 표준인 유성 기어의 롤러 베어링 마운팅이 중요한데, 그것은 러더 프로펠러의 작동 동안에, 이들 베어링인 상당한 하중 특히 교대 하중을 받기 때문이다. 따라서, 사용되는 롤러 베어링 마운팅의 롤러 부재는 적절한 방식으로 주행될 수 없어 마모되기 쉽다. 따라서, 유성 휠에 유성의 롤러 베어링 마운팅 대신 다중 층 롤러 베어링을 사용하는 제안이 이미 있었지만, 이러한 마운팅은 비용이 매우 비싸다.

따라서, 본 발명의 목적은 공지된 실시예의 단점을 피하고, 낮은 비용 및 간단한 조립에 의해 증가된 수명 및 고장 허용 한계를 확실하게 하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따라, 청구항 1의 특징을 가진 러더 프로펠러의 디자인이 제안되었다.

본 발명의 바람직한 실시예 및 수정은 종속항의 주제이다.

본 발명은, 유성 기어의 전체 폭 및 최대 직경이 사용될 수 있어 강도가 커지고 수명이 길어지며 마모가 감소되도록, 유성 기어를 동력학적 평 베어링에 의해 유성 휠에 지지하는 것을 제안한다.

통상적으로 윤활유에 의해 작용되는 동력학적 베어링의 성질은 그러한 유성 기어링의 지극히 유연하고 마모가 없는 연속적 작동을 가능하게 하며, 제조하기 용이하다.

동력학적 평 베어링에서의 마찰 계수는 속도 즉 미끄럼 면들 사이의 상대 속도의 함수이기 때문에, 마찰은 정지 상태에서의 정절 마찰로부터 저속에서의 혼합 마찰을 통해 충분히 높은 속도에서의 윤활막의 필요한 유체 마찰로 전이된다. 러더 프로펠러와 같은 해상 추진 시스템은 통상적으로 특정 명목 속도에서 또는 제한된 속도 범위에서만 작동되기 때문에, 본 발명에 따라 제안된 동력학적 평 베어링은 이러한 속도 범위로 보정될 수 있다.

러더 프로펠러를 시동할 때, 러더 프로펠러의 속도를 낮춰 정지시킬 때, 또한 변경되는 속도에서 작동할 때 예를 들면 조종시의 저속에 대해 통상적인 혼합 마찰을 극복할 수 있기 위해, 본 발명은, 유성 휠이, 인피드(infeed) 개구로부터 동력학적 평 베어링으로 연장되는 윤활유용 공급 도관을 가진다. 따라서, 정적 또는 혼합 마찰이 존재하는 이들 속도 범위에서, 필요한 유체 마찰로의 전이를 용이하게 하기 위해, 윤활유를 적절한 압력으로 동력학적 평 베어링으로 공급할 수 있다.

본 발명의 한 가지 제안에 따라, 공급 도관을 통한 이러한 압력의 발생은, 러더 프로펠러의 이미 제공된 윤활유 시스템에 의해 구현될 수 있거나, 별도의 윤활유 펌프가 이러한 목적을 위해 제공된다. 제어는, 러더 프로펠러의 대응 제어 유닛에 의해 속도 의존 방식으로 수행될 수 있다. 미끄럼 표면 사이의 주요 상대 속도로 인해 유체 마찰이 지배하는 속도 범위에 도달하자마자, 공급 도관을 통한 윤활유의 공급은 절환될 수 있는데, 그것은 이러한 시점에 더 이상 필요하지 않기 때문이다.

본 발명의 한 가지 제안에 따라, 공급 개구들은 서로 연통하도록, 유성 캐리어 내에 구비되는 윤활유용 공통 피더 도관에 연결된다. 이것은, 유성 캐리어로부터 연장되는 개별적 유성 기어를 위해 모든 유성 휠로 분기하는 유성 캐리어 내의 중앙 윤활유 서플라이를 형성한다. 유성 기어링은, 유성 휠과 함께 2개 이상 바람직하게 3개 이상의 그러한 유성 기어를 포함한다.

유성 기어링의 시동 및 정지를 용이하게 하기 위해 발생될 수 있는 윤활유의 압력은, 러더 프로펠러의 이미 제공된 윤활 시스템에 의해 용이하게 실시될 수 있는 몇 바의 저압 범위에 놓인다.

유성 기어를 향한 동력학적 평 베어링의 외면에서, 동력학적 평 베어링에 바람직하게, 윤활유막이 동력학적 평 베어링 바로 주위에 형성될 수 있도록, 공급 도관이 피딩하는 원주 그루브가 구현된다.

가장 조밀하고 조립하기 쉬운 구조적 유닛을 얻기 위해, 유성 휠은, 유성 기어 캐리어의 단부면에서 대응 수용 보어 내로 삽입 바람직하게 가열 끼워 맞춤된다.

본 발명의 다른 제안에 따라, 유성 기어는, 유성 기어의 전체 이 폭을 사용하여 힘을 전달할 수 있도록, 동력학적 평 베어링에 의해 외팔보 방식으로 유성 휠에 지지된다.

본 발명의 다른 제안에서, 유성 기어는 축 방향으로 시프팅하는 것을 방지하기 위해, 유성 캐리어로부터 멀어지는 방향으로 향한 면에서 스러스트 와셔에 의해 유성 휠에 고정된다.

본 발명의 다른 상세사항 및 실시예를, 예시적 실시예를 도시하는 도면과 관련하여 아래에서 더 상세히 설명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 유성 기어링의 상세도이다.
도 2는 종래기술에 따른 러더 프로펠러의 수중 트랜스미션의 도면이다.

도 2는 종래기술에 따른 러더 프로펠러의 수중 트랜스미션의 단순화된 개략도이다.

도시되지 않았으며 물 위에 위치되는 구동 모터로부터, 베어링(100, 9)에 의해 지지되는 구동 샤프트(10)는 도시된 수중 트랜스미션 내에서 수직 방향으로 연장되고 피니온으로 종료되며, 피니온은 베벨 기어(8)와 결합되어 베벨 기어와 함께 앵글 드라이브를 구성한다. 베벨 기어(8)는, 일단에서 프로펠러(도시되지 않음)를 지지하는 수평 연장 프로펠러 샤프트(1)에 지지된다. 클러치(7)는 베벨 기어(8)를 유성 기어링의 선 기어(6)에 연결하며, 유성 기어링의 나머지 컴포넌트는, 일단면으로부터 돌출되는 복수의 유성 휠(3)을 가진 유성 캐리어(2), 유성 기어(5)를 지지하기 위해 유성 휠에 장착되는 롤러 베어링(5a), 및 고정 링 기어(4)이다. 고정 링 기어(4)는, 도시되지 않은 방식으로, 예를 들면 수중 트랜스미션의 하우징에 장착된다. 다른 한편, 유성 캐리어(2)는, 구동 샤프트(10)의 속도가, 베벨 기어(8)에 의해 방향이 재설정된 후에, 유성 기어링에 의해 감소되고 프로펠러 샤프트(1)가 이러한 감소된 속도로 구동되도록, 프로펠러 샤프트(1)에 가열 끼워 맞춤된다.

도 2에 도시된 예시적 실시예에 사용되는 유성 기어(5)의 롤러 베어링(5a) 상의 구름 지지부는, 발생되는 교대 하중으로 인해 마모되기 매우 쉽다.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 실시예에서, 동력학적 평 베어링(50)은 각각의 유성 휠에 장착되어, 유성 기어(5)를 유성 휠(3)에 지지한다.

유성 휠(3)은 유성 캐리어(2)의 대응 수용 보어(21) 내로 가열 끼워 맞춤되고, 윤활유용 공급 도관(30)은 초기에 인피드(infeed) 개구(300)로부터 축 방향으로 연장되며, 다음에는 직각으로 분기되고, 동력학적 평 베어링(50)의 외면에 형성되는 그루브(500)로 연장된다.

공급 도관(30)의 인피드 개구(300)는, 상세히 도시되지 않은 윤활유 펌프 예를 들면 수중 트랜스미션 내에 구비되는 통상적 윤활유 펌프가 윤활유의 흐름을 피더 도관(20)을 통해 아래에서 더 상세히 설명될 개별적 공급 도관(30)으로 공급할 수 있도록, 유성 캐리어(2) 내에 구비되는 피더 도관(20)과 연통한다.

유성 캐리어(2)로부터 멀어지는 방향으로 향한 측에서, 동력학적 평 베어링(50) 및 동력학적 평 베어링에 지지되는 유성 기어(5)는 유성 휠(3)에서 축 방향으로 시프팅되는 것을 방지하기 위해 스러스트 와셔(51)에 의해 고정된다.

도면은 또한 수중 트랜스미션의 하우징(12) 및 수반되는 하우징 덮개(120)의 일부를 도시하고 있으며, 하우징 및 하우징 덮개는 함께 유성 기어링의 링 기어(40)를 고정한다.

러더 프로펠러를 위한 이렇게 디자인된 수중 트랜스미션의 작동 동안에, 정지 상태에 있을 때, 평 베어링(50)과 평 베어링에 지지되는 유성 기어(5) 사이에 정적 마찰이 있다. 러더 프로펠러가 작동되려면, 즉 수중 트랜스미션의 구동 샤프트(10) 및 후속 부품들이 회전되려면, 먼저, 저속으로 동력학적 평 베어링(50) 내에서 발생하는 혼합 마찰을 신속하게 극복하기 위해, 러더 프로펠러 제어 유닛의 대응 제어 명령은 윤활유의 흐름을 몇 바 예를 들면 3 바 이하인 압력으로 피더 도관(20)을 통해 인접 공급 도관(30)으로 동력학적 평 베어링(50)의 원주 그루브(500) 내로 민다. 속도가 증가함에 따라 감소되는 혼합 마찰이 동력학적 평 베어링에서 통상적인 유체 마찰로 전이되자마자, 피더 도관(20) 및 공급 도관(30)을 통한 윤활유의 흐름 및 윤활유에 의한 압력의 발생은 절환되어, 펌핑 작용은, 동력학적 평 베어링(50) 및 유성 기어(5)의 표면 상의 베어링을 위해 필요한 윤활유막을 얻으며, 이러한 이유로, 유성 기어는 고정 기어와 선 기어(6) 사이의 전체 이 폭을 사용하여 사실상 마모 없는 방식으로 회전된다.

유성 기어링의 시동 동안의 상술한 윤활유 지지에 더하여, 그러한 윤활유 지지는 또한, 시스템을 정지시킬 때 즉 유체 마찰이 주로 작용하는 범위로부터 속도를 감시킬 때, 대응 제어 유닛에 의해 작동될 수 있다.

Claims

유성 기어링을 포함하는 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러에 있어서,
상기 유성 기어링은, 선 기어(6), 정지 링 기어(4), 및 상기 선 기어(6)와 상기 정지 링 기어(4) 사이에 장착되고 유성 캐리어(2)의 유성 휠(3)에 지지된 유성 기어(5)를 포함하며,
상기 유성 기어(5)는 동력학적 평 베어링(50)에 의해 상기 유성 휠(3)에 지지되어 있는,
수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제1항에 있어서,
상기 유성 휠(3)은, 인피드(infeed) 개구(300)로부터 상기 동력학적 평 베어링(50)으로 연장된 윤활유용 공급 도관(30)을 가지고 있는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제2항에 있어서,
상기 인피드 개구(300)는, 상기 유성 캐리어(2) 내에 구비된 윤활유용 공통 피더 도관(20)과 연통하는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동력학적 평 베어링(50)은 상기 러더 프로펠러가 시동될 때 윤활유에 의해 작용될 수 있는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제4항에 있어서,
상기 윤활유의 압력은 3 바 이하인, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유성 기어(5)를 향한 상기 동력학적 평 베어링(50)의 외면에, 상기 공급 도관(30)이 피딩하는 원주 그루브(500)가 형성되어 있는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유성 캐리어(2)의 일단면으로부터 돌출된 상기 유성 휠(3)은 대응 수용 보어(21) 내에 삽입되어 있는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유성 기어(5)는 상기 동력학적 평 베어링(50)에 의해 외팔보 방식으로 상기 유성 휠(3)에 지지되어 있는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유성 기어(5)는, 상기 유성 기어가 축 방향으로 시프팅되는 것을 방지하기 위해, 상기 유성 캐리어(2)로부터 멀어지는 방향으로 향한 측에서 스러스트 와셔(51)에 의해 상기 유성 휠(3)에 고정되어 있는, 수중 트랜스미션을 가진 러더 프로펠러.