NL8502312A - Schip met tenminste een aandrijfschroef. - Google Patents

Description

. f “#*^ί ^ 1 1 -¾ N.0. 33313

Korte aanduiding: Schip met ten minste één aandr i j f schroef.

De uitvinding heeft betrekking op een schip met ten minste één aandrijf schroef die via een as door een motor of een daarmee verbonden tandwielkast kan worden aangedreven.

Gebruikelijk is dat zich nabij de motor of tandwiel-5 kast een afzonderlijk stuwblok bevindt en dat de stuwkracht van de roterende aandrijf schroef via de as daarvan op dat stuwblok wordt overgebracht. Nadelen van deze constructie zijn dat de aandrijfas van de schroef in axiale richting sterk wordt belast en dat door de roterende schroef opgewekte axiale trillingen via de aandrijfas naar 10 het inwendige van het schip worden geleid.

Beoogd wordt deze bezwaren te ondervangen en volgens de uitvinding wordt hiertoe voorgesteld dat de schroef is bevestigd op een schroefnaaf welke is gelagerd op een vaste draagbus, waarbinnen de as zich uitstrekt, dat het einde van de as met de naaf is verbonden 15 door een meeneemstuk en dat de draaibus is verbonden met of aangrijpt op een deel van de achtersteven.

De stuwkracht wordt via de draagbus op de achtersteven van het schip overgebracht, zodat het stuwblok nabij de motor of de tandwielkast vervalt en axiale trillingen niet via de aandrijfas 20 naar het binnenste van het schip worden overgebracht. De draaias zal tijdens roteren van de schroef niet belast worden door de stuwkracht ei kan ook in verband met het feit dat hij niet door de overhangende schroef op buiging wordt belast, lichter worden uitgevoerd.

Theoretisch kan worden vastgesteld dat toepassing van 25 twee of meer aandrijfschroeven die in tegengestelde richting en/of met verschillende toerentallen draaien een verbetering van het rendement ten opzichte van aandrijving met een enkele schroef kan opleveren. Tot nu toe heeft men echter geen bevredigende uitvoering aan dit principe kunnen geven. Een constructie waarbij de ene schroef op een buitenas en 30 de andere schroef cp een concentrisch daarbinnen gelagerde binnenas is aangebracht, vertoont de nadelen dat een tandwielkast die nodig is cm het door de motor geleverde koppel cm te zetten in twee ongelijk draaiende bewegingen gecompliceerd is, terwijl de lagering en afdichting van in elkaar stekende roterende assen met grote problemen 35 gepaard gaat. Het probleem met de lagering is een gevolg van het feit dat zich geen smeerfilm kan opbouwen.

£302312 2

Met een voorkeursuitvoering volgens de uitvinding wordt beoogd deze problemen van verscheidene schroeven die tegengesteld en/of met verschillende toerentallen roteren te ondervangen. Hiertoe zijn op genoemde draagbus ten minste twee schroefnaven gelagerd, welke 5 naven door een overbrenging in aandrijfverbinding met elkaar zijn gebracht.

Smering en lagering kunnen nu op conventionele wijze zonder moeilijkheden plaats vinden.

Voor een aanmerkelijke verhoging van het rendement 10 verdient het de voorkeur dat de overbrenging zodanig is uitgevoerd dat de naven in tegengestelde richting zullen roteren.

Echter ook wanneer de overbrenging zodanig is uitgevoerd dat de naven in dezelfde richting met ongelijk toerental roteren kunnen goede resultaten worden bereikt.

15 De overbrenging kan bestaan uit een planetaire tandwielkast of een hydraulische koppeling.

In geval van een planetaire tandwielkast kan deze bijvoorbeeld zodanig zijn uitgevoerd dat op elk van de naven, bij de naar elkaar gekeerde zijden daarvan, twee tandkransen zijn aangebracht: 20 een binnenste krans waarvan de tanden naar buiten zijn gekeerd en een buitenste krans waarvan de tanden naar binnen zijn gekeerd, waarbij tussen de naven een serie assen met aan beide einden een rondsel is geplaatst en van elke as het ene rondsel in de binnenste tandkrans van de ene naaf en het andere rondsel in de buitenste tandkrans van de 25 andere naaf grijpt en, gezien in omtrèksrichting van elk van de tandkransen steeds een in de binnenste vertanding grijpend rondsel afwisselt met een in de buitenste vertanding grijpend rondsel, waarbij opeenvolgende rondsels in axiale richting verspringen.

De lagers van de naaf of naven zullen niet alleen 30 radiaal belastingen doch ook grote axiale belastingen moeten kunnen opnemen. Bij voorkeur wordt dan ook gebruik gemaakt van zogenaamde Michell-blokken, bestaande uit een kring van drukblokjes die iets kunnen kantelen en zich automatisch kunnen instellen wanneer de axiale druk verandert (Michell-blokken zijn beschreven in "Machine-onderdelen" 35 door Ir G. Hofstede, Ir H.J. Meeuwis en Ir P.G. Riddershaus, 1983, blz. 114 en 201).

Toepassing van twee of meer naven heeft het voordeel dat de onderlinge bladstand van de schroeven zodanig kan worden gekozen dat trillingen door propellerimpulsen tot een minimum beperkt worden en 8502 3 12 3 '· o.

zwevingen zijn uitgesloten.

De uitvinding zal nu aan de hand van de figuren, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven, nader worden toegelicht.

5 Figuur 1 toont een langsdoorsnede door een uitvoering van het lagergedeelte van één enkele scheepsschroef.

Figuur 2 tooit een langsdoorsnede door een uitvoering van het lagergedeelte van twee achter elkaar geplaatste scheepsschroeven.

10 Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede volgens de lijn III-III in figuur 2.

In beide uitvoeringen hebben equivalente onderdelen dezelfde verwijzingscijfers gekregen.

In de uitvoering volgens figuur 1 is de scheeps-15 schroef 1 bevestigd op een naaf 2 die door lagers 3 en 13, 14 welke axiale respectievelijk radiale belasting kunnen opnemen, roteerbaar is gelagerd op een draagbus 4 die is verbonden met een deel 5 van de achtersteven van het schip, bijvoorbeeld een daaraan bevestigd blok.

Binnen de vaste bus 4 strekt zich het einde van de 20 aandrijfas 6 uit die door een motor of een daarmee verbonden tandwielkast kan worden aangedreven. Tussen de naaf 2 en het deel 5 zijn voorts aangebracht een afdichting 7 en een sluitring 8.

De naaf 2 is gefixeerd door een op de draagbus 4 geschroefde moer 9, waarbij tussen de moer en de naaf 2 een aandrukring 25 10 is geplaatst.

Op het van axiale groeven voorziene einde van de as 6 is een meeneemstuk 11 bevestigd, waarbij bouten 12 ertoe dienen cm tussen dat meeneemstuk 10 en de naaf 2 een verbinding tot stand te brengen.

30 De axiale belasting opnemende lagers 3 vormen elk een zogenaamd Michell-blok dat wil zeggen dat zij een serie volgens een cirkel gerangschikte drukblokjes omvatten die zich automatisch kunnen instellen doordat zij kunnen kiepen of kantelen wanneer de axiale druk verandert. Omdat de blokjes over het drukvlak iets kunnen wentelen 35 ontstaat er volkomen smering wat tussen evenwijdige glijvlakken niet mogelijk zou zijn. Het radiale lager is een glijlager en omvat een op de draagbus 4 bevestigde lagerasbus 13 en een daaromheen roteerbare, aan de naaf 2 bevestigde lagerbus 14. Het vaste deel van de lagers 3 en de lagerasbus 13 zijn opgesloten tussen achterstevendeel 5 en ring 8 8502312 Ψ. κ 4 enerzijds en moer 9 en ring 10 anderzijds.

Het zal duidelijk zijn dat wanneer de as 6 tot draaien wordt gebracht, de naaf 2 met schroef 1 zal meedraaien, en dat opgewekte stuwkracht op het deel 5 van de achtersteven wordt 5 overgebracht. Nabij de motor of tandwielkast is geen afzonderlijk stuwblok meer nodig. De as 6 wordt niet op axiale druk belast en axiale trillingen worden niet of nauwelijk door de assen 6 naar het inwendige van het schip overgebracht. Omdat de as 6 voorts niet door een overhangende schroef wordt belast, wordt geen buigbelasting uitgeoefend 10 en kan de as relatief licht worden uitgevoerd.

De onderdelen 1 tot en met 12 zijn ook bij de uitvoering volgens de figuren 2 en 3 aanwezig.

De uitvoering volgens de figuren 2 en 3 verschilt van die volgens figuur 1 doordat een tweede schroef 15 met naaf 16 qp de 15 draagbus 4 is gelagerd en tussen beide naven 2 en 16 een overbrenging 17 is geplaatst die de rotatiebeweging van de naaf 2 omgekeerd overbrengt naar de naaf 16.

De axiale belasting opnemende lagers waarmee de naaf 16 op de draagbus 4 gelagerd zijn zijn met 3' aangeduid en bestaan 20 evenals de lagers 3 bij voorkeur uit Michell-blokken. De bussen van het radiale lager van de naaf 16 zijn met 13' en 14' aangeduid.

De overbrenging 17 is een planetaire tandwielkast voorzien van een serie volgens een cilinder gerangschikte assen 18 van dezelfde lengte, die in een blok 19 zijn gelagerd dat op de draagbus 4 25 is vastgezet.

Aan het ene einde van elke as is een relatief klein rondsel 20 en aan het andere einde een iets groter rondsel 21 aangebracht. Gezien in omtreksrichting van een serie rondsels wisselen rondsels 20 en 21 elkaar af. Elk van de kleinere rondsels 20 grijpt in 30 één van de binnenste tandkransen 22, 23 die met de tanden naar buiten gekeerd in een verdieping van de naven 2 respectievelijk 16 zijn aangebracht. Elk van de grotere rondsels 21 grijpt in een van de buitenste tandkransen 24, 25 die met de tanden naar binnen gekeerd in een van genoemde verdiepingen in de naven 2 respectievelijk 16 zijn 35 aangebracht.

Het zal duidelijk zijn dat wanneer de naaf 2 met schroef 1 door de as 6 en het meeneemstuk 11 in een bepaalde richting wordt geroteerd, de naaf 16 met schroef 15 in tegengestelde richting wordt geroteerd, waarbij het vermogen vanaf de naaf 2 goed verdeeld op €502312 ,— .111.4 ikjjilil 5 de moer 10 wordt overgebracht. De overbrenging 17 heeft vanwege het relatief grote aantal rondsels een compact constructie.

Door de toepassing van contra-roterende schroeven is een hoger rendanent mogelijk, terwijl de diameter van de schroeven 1, 5 15 kleiner kan zijn dan de diameter van één enkele schroef die hetzelfde voortstuwingsvermogen levert.

De trillingsopwekking door propellerimpulsen kan bij een vast gekozen onderlinge bladstand van de schroef vast gekozen worden. In geval van twee afzonderlijk aangedreven schroeven kunnen 10 door gebrek aan synchroniteit zwevingen optreden; bij de a priori synchrone aandrijving van de schroeven 1 en 15 volgens de uitvinding is dat uitgesloten.

Ten opzichte van eventuele constructies met twee schroeven waarvan de assen concentrisch zijn, heeft de constructie 15 volgens de uitvinding het voordeel dat de lagering, in het bijzonder de smering van de naven, geen probleem oplevert. Ook is de planetaire tandwieloverbrenging zoals getoond evenvoudiger van constructie dan een tandwieloverbrenging .voor twee concentrische assen.

Overigens is een planetaire tandwieloverbrenging 20 tussen de naven 2 en 16 geen noodzaak. Een andere goede mogelijkheid voor de overbrenging 17 is een hydraulische koppeling die de draairichting ankeert. Zo een op zichzelf bekende koppeling anvat bijvoorbeeld een aan de naaf 2 bevestigde schoepenkrans die bij roterende naaf een vloeistofstrocm opwekt die een tweede schoepenkrans 25 in beweging brengt die aan de naaf 16 is bevestigd.

Een aantal belangrijke voordelen kan ook worden bereikt als de schroeven 1 en 15 in dezelfde richting roteren. Ook een verschil in toerental en/of een verschil in schroefspoed van beide schroeven 1, 15 kan tot rendementsverbeteringen leiden. Contra-rotatie 30 van beide schroeven verdient echter wel de voorkeur.

Uiteraard kunnen ode meer dan twee schroefnaven achter elkaar op een vaste draagbus zijn gelagerd waar binnen zich de aandrijfas uitstrekt die via een meeneerostuk de achterste naaf aandrijft, waarbij tussen opeenvolgende naven steeds een planetaire 35 tandwieloverbrenging of een hydraulische koppeling is geplaatst.

Binnen het kader van de uitvinding zijn overigens meer wijzigingen mogelijk.

33 02 312

Claims (8)

1. Schip met ten minste één aandrijf schroef die via een as door een motor of een daarmee verbonden tandwielkast kan worden aangedreven, met het kenmerk, dat de schroef is bevestigd op een schroefnaaf (2) welke is gelagerd op een vaste draagbus (4) waar 5 binnen de as (6) zich uitstrekt, dat het einde van de as met de naaf is verbonden door een meeneemstuk (11), en dat de draagbus (4) is verbonden met of aangrijpt op een deel (5) van de achtersteven.

2. Schip volgens conclusie 1, m e t het k e n -m e r k, dat op genoemde draagbus (4) ten minste twee schroef naven (2, 10 16) zijn gelagerd, welke naven door een overbrenging (17) in aandrijf-verbinding met elkaar zijn gebracht.

3. Schip volgens conclusie 2,methetken-m e r k, dat de overbrenging (17) zodanig is uitgevoerd dat de naven (2, 16) in tegengestelde richting zullen roteren.

4. Schip volgens conclusie 2, met het ken merk, dat de overbrenging zodeanig is uitgevoerd dat de naven (2, 16. in dezelfde richting met ongelijk toerental zullen roteren.

5. Schip volgens conclusie 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de op de naven (2, 16) bevestigde schroeven een 20 ongelijke spoed bezitten.

6. Schip volgens één van de conclusies 2 - 5, m e t het kenmerk, dat de overbrenging (17) bestaat uit een planetaire tandwielkast.

7. Schip volgens één van de conclusies 2 - 5, m e t 25 het kenmerk, dat de overbrenging (17) bestaat uit een hydraulische koppeling.

8. Schip volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat qp elk van de naven (2, 16) bij de naar elkaar gekeerde zijden daarvan, twee tandkransen (22, 24; 23, 25) zijn aangebracht; een 30 binnenste krans (22, 23) waarvan de tanden naar buiten zijn gekeerd en een buitenste krans (24, 25) waarvan de tanden naar binnen zijn gekeerd en dat tussen de naven (2, 16) een serie assen (18) met aan beide einden een rondsel (20, 21) is geplaatst waarbij van elke as het ene rondsel (20) in de binnenste tandkrans van de ene naaf en het andere 35 rondsel in de buitenste tandkrans van de andere naaf grijpt en, gezien in antreksrichting van elk van de tandkransen steeds een in de binnenste vertanding grijpend rondsel (20) afwisselt met een in de 8502312 buitenste vertanding grijpend rondsel (21), waarbij opeenvolgende rondsels (20, 21) in axiale richting verspringen. f592 3 1 2