NO145829B - Marint propellaggregat. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et marint propellaggregat av den art som er bestemt til å monteres på undersiden av et fartøy og via en vertikal aksel å tilkobles et drivmaskineri anordnet i fartøyet. Propellaggregater av denne art er blitt stadig mer almindelig anvendt for spesialfartøyer som krever særlig stor manøvrerbarhet og kontroll med drivkreftene,som bukserbåter, ferger, pongtongkraner, boreplattformer, borefartøyer, utlegningsfartøyer for rørledninger og for kabler etc.

Et slikt propellaggregat, vanligvis betegnet "thruster", innbefatter ved kjente utførelser en drevkasse som er utformet som en strømlinjeformet gondol, og hvori der er lagret en hovedsakelig horisontal propellaksel som propellen er montert på. Drevkassen inneholder en konisk tannhjulsveksel hvis drevne hjul eller krans er montert på propellakselen, mens drevet sitter på nedre ende av en hovedsakelig vertikal drivaksel. Drevkassen bæres av et hult bærestag som med sin nedre ende slutter seg til drevkassen, mens det med sin øvre ende er montert i undersiden av fartøyet. Ofte er bærestaget dreibart i forhold til fartøyets skrog om en akse som faller sammen med den hovedsakelig vertikale akse for propell-aggregatets drivaksel. Den øvre ende av drivakselen er anordnet for å tilkobles et maskineri til drift av propellen. I tilfeller hvor bærestaget er dreibart, er dets øvre ende innrettet til å tilkobles et maskineri for dreining av propellaggregatet.

Når man ønsker å konstruere propellaggregater av denne art for større effekt, melder der seg et spesielt problem ved at den koniske tannhjulsveksel mellom den vertikal drivaksel og den horisontale propellaksel har store dimensjoner. En økning av diameteren av det koniske tannhjul på propellakselen krever en tilsvarende økning av drevkassens diameter. Drevkassen, som vanligvis er utført som rotasjonssymmetrisk gondol koaksial med propellen, påvirker strømningen ved propellen og dermed dennes virkningsgrad. For at der skal oppnås best mulig virkningsgrad av propellen, kreves det at strømningen ved propellen blir minst mulig forstyrret, noe som innebærer at drevkassens diameter ikke må være altfor stor. Ved økende effekt på propellaggregatet og dermed økende diameter av den koniske tannhjulsveksels hjul blir det stadig vanskeligere å holde drevkassens diameter innen akseptable grenser.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å skaffe en forbedret utformning av et propellaggregat av den oven-for angitte art, egnet til å muliggjøre stor propelleffekt og høy virkningsgrad av propellen.

Ifølge oppfinnelsen kan dette oppnås ved at propellaggregatet blir utført i samsvar med patentkravene.

Ved at den effekt som skal overføres fra drivmaskineriet til propellakselen, ved et propellaggregat ifølge oppfinnelsen blir fordelt i dette på to drivaksler tilkoblet to koniske tannhjulsveksler som sitter aksialt etter hverandre på propellakselen, kan man gjøre de hjul i disse tannhjulsveksler som er montert på propellakselen, tilsvarende mindre, noe som muliggjør en mindre diameter av drevkassen. Ved at de to drivaksler til de to koniske tannhjulsdrev ved hjelp av sylindriske tannhjulsveksler er koblet til et hovedsakelig vertikal transmisjonssystem som er tilsluttet drivmaskineriet i fartøyet, og som er anordnet koaksialt med bærestagets dreieakse og består av to innbyrdes koaksiale aksler, er det mulig å dreie propellaggregatet for endring av retningen av propellens trykkraft

Propellenheter av utenbords type som er bestemt til å monteres på en båts akterspeil, og som enten også innbefatter drivmotoren i en sammenbygget enhet eller er bestemt til å kobles til en motor i båten via en horisontal drivaksel med kardangledd, er tidligere kjent i utførelser hvor en oppdeling av det totale drivmoment skjer på to koniske veksler montert på propellakselen. Ved disse kjente anordninger er imidlertid transmisjonsakselsystemene for oppdeling av drivmomentet på de to koniske tannhjulsveksler forholdsvis kom-pliserte og plasskrevende og egner seg ikke for propellenheter av den type den foreliggende oppfinnelse befatter seg med.

Spesielt fordelaktig ved oppfinnelsen er at det sentrale vertikale transmisjonssystem består av en indre aksel og en ytre, rørformet aksel som koaksialt omslutter den indre, samtidig som disse to aksler ved sine nedre ender via separate sylindriske tannhjulsveksler er koblet til hver sin av de to drivaksler som er tilsluttet de koniske tannhjulsveksler, mens de ved sine øvre ender er sammenkoblet, fortrinnsvis via elastiske koblingselementer, for i fellesskap å tilsluttes en utgående drivaksel hos propell-drivemaskineriet i fartøyet. Ved denne utformning oppnår man på en konstruktivt enkel, plassbesparende og effektiv måte en slik elastisitet i transmisjonene for drivkraftens overføring fra propell-drivemaskineriet til propellakselen at der sikres en jevn fordeling av effekten på tannhjulsvekslene.

I det følgende vil oppfinnelsen bli belyst nærmere under henvisning til tegningen, som viser et utførelseseksempel på et propellaggregat ifølge oppfinnelsen i skjematisk sideriss og delvis gj ennomskåret.

Det viste propellaggregat innbefatter en propell 1, som med sitt nav er montert på en horisontal propellaksel 2 lagret i en drevkasse 3, som er utformet som en strømlinjeformet gondol. Propellen 1 har omstillbare blader for endring av stigningen, men kan også være utført med faste blader. De nødvendige anordninger til endring av stigningen hos en propell med omstillbare blader er for enkelhets skyld ikke vist på tegningen, da de kan være utført på flere i og for seg kjente måter og ikke iungår i den foreliggende oppfinnelse. Drevkassen 3 er fast forbundet med den nedre ende av et vertikalt oppadrettet bærestag 4 som oventil er dreibart opplagret i et lagerhus 5 fast montert i en åpning i undersiden 6 av et fartøy. Bærestaget 4 har strømlinjeformet tverrsnitt av hensyn til propellstrømningen. Den øvre del av det således dreibare bærestag 4 er på en måte som er kjent i og for seg og derfor ikke vist nærmere, koblet til et i fartøyet anordnet styremaskineri for dreining av bærestaget 4 og dermed av hele propellaggregatet, slik at propellens trykkraft kan innstilles i ønsket retning. Propellakselen2 er innrettet til å drives av et drivmaskineri inne

i fartøyet via et transmisjonssystem som vil bli beskrevet nærmere i det følgende, og som innbefatter tannhjulsveksler og hovedsakelig vertikale aksler. Transmisjonssystemet strekker seg fra drevkassen 3 opp gjennom bærestaget 4 og slutter seg til en utgående aksel

21 hos drivmaskineriet.

I samsvar med oppfinnelsen er der på propellakselen 2 for drift av denne fast montert koniske tannkranser 7 og 8 i aksial innbyrdes avstand. Disse tannkranser 7 og 8 samvirker med koniske drev, henholdsvis 9 og 10, festet til den nedre ende av hver sin av to hovedsakelig vertikale og innbyrdes parallelle vekseldrivaksler 11 og 12, lagret i mellomvegger 13, 14 og 15 i det hule bærestag 4. Hensikten med dette er å gjøre det mulig å dele opp den driveffekt som skal tilføres propellakselen 2,på de to koniske trannhjuls-veksler 7/9 og 8/10, som således i prinsippet bare behøver å dimen-sjoneres for halv effekt. Dette gjør det mulig å utføre tannhju3s-veksleries hjul 7 og 8 på propellakselen 2 med liten diameter i forhold til total effekt og dermed også å gjøre å drevkassen 3 forholdsvis liten.

For at propellaggregatet skal kunne tilkobles en utgående aksel på drivmaskineriet, er drivakslene 11 og 12 for de koniske tannhjulsveksler 7/9 og 8/10 sammenkoblet slik at der sikres en

jevn fordeling av belastningen på de to koniske tannhjulsveksler 7/9 og 8/10, og en overbelastning av den ene eller den annen tannhjulsveksel forhindres. I den gunstige utførelsesform som er vist på tegningen, er dette oppnådd på enkel, plassbesparende og effektiv måte ved en spesiell utformning av transmisjonssystemet i bærestaget 4. I øvre del ~v det dreibare bærestag 4 strekker der seg en drivaksel som strekker seg koaksialt med bærestagets dreieakse og består av en indre aksel 16 og en ytre, rørformet aksel 17 som koaksialt omslutter den indre aksel 16. Den indre aksel 16 er ved sin nedre ende lagret i tverrveggen 14 i bærestaget 4, mens den nedre ende av den ytre, rørformede aksel 17 er lagret i tverrveggen 15. Den indre aksel 16 og den ytre,rørformede aksel 17 er sentrert i forhold til hverandre ved den nedre ende av den ytre aksel 17 ved hjelp av en hylse 18 som er dreibart lagret både på

den indre aksel 16 og på den ytre aksel 17. Den indre aksel 16 er ved sin nedre ende koblet til drivakselen 11 for den koniske tannhjulsveksel 7/9 ved hjelp av en sylindrisk tannhjulsveksel 19.

På tilsvarende måte er den ytre,rørformede aksel ved sin nedre ende koblet til drivakselen for den annen koniske tannhjulsveksel 8/10 via en sylindrisk tannhjulsveksel 20.

Ved sine øvre ender er den indre aksel 16 og den ytre, rør-formede aksel 17 begge sammenkoblet med en drivaksel 21 som bare delvis er vist, fra et ikke vist drivmaskineri i fartøyet. I det viste utførelseseksempel er den indre aksel 16 og den ytre,rør-formede aksel 17 hver for seg ved hjelp av elastiske aksel-koblinger henholdsvis 22 og 23 av i og for seg kjent art forbundet med en koblingsflens 24 på den innkommende drivaksel 21.

Det vil innses at den indre aksel 16 og den ytre, rørformede aksel 17 på grunn av sine lengder tillater en viss torsjon som sammen med elastisiteten i koblingene 22 og 23 vil føre til en jevn effektfordeling på de to koniske tannhjulsveksler 7/9 og 8/10 og deres tilhørende sylindriske veksler 19 og 20.

Claims (3)

1. Marint propellaggregat bestemt til å monteres på et fartøys underside (6) og innbefattende en propell (1) som er montert på en horisontal propellaksel (2) lagret i en drevkasse (3) som er montert på den nedre ende av et vertikalt, hult bærestag (4), hvis øvre ende kan tilsluttes fartøyets underside (6), samtidig som drevkassen (4) inneholder en vinkelvekselanordning som forbinder propellakselen (2) med et drivakselsystem som strekker seg hovedsakelig vertikalt oppover fra drevkassen gjennom det hule bærestag for å kunne tilsluttes et drivmaskineri i farkosten, og samtidig som vinkelvekselanordningen og drivakselsystemet innbefatter minst to koniske tannhjulsveksler (7/9, 8/10) som er anordnet aksialt etter hverandre på propellakselen (2) og er drivbart forbundet med de nedre ender av minst to innbyrdes parallelle og hovedsakelig vertikale vekseldrivaksler (11, 12),karakterisert ved at de øvre ender av vekseldrivakslene (11, 12) via separate tannhjulsveksler (19, 20) er koblet til den nedre ende av hver sin av et tilsvarende antall innbyrdes koaksiale vertikale drivaksler (16, 17) som ved sine øvre ender kan tilsluttes drivmaskineriet.

2. Propellaggregat som angitt i krav 1, karakterisert ved at de innbyrdes koaksiale aksler innbefatter en første aksel (16) som ved sin nedre ende er koblet til den ene koniske tannhjulsveksels (7/9) drivaksel (11) via en sylindrisk tannhjulsveksel, og en annen, rørformet aksel (17) som omslutter den første aksel (16) koaksialt og ved sin nedre ende er koblet til den annen koniske tannhjulsveksels (8/10) drivaksel (12) via en annen sylindrisk tannhjulsveksel (20), samtidig som nevnte første og annen aksel (16, 17) er sammenkoblet ved sine øvre ender for å kunne drives i fellesskap fra drivmaskineriet i fartøyet.

3. Propellaggregat som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at de øvre ender av drivakselene (16, 17) er sammenkoblet med drivmaskineriets utgående aksel (21) ved hjelp av elastiske koblinger (22, 23).