DE19524325A1 - Propulsion plant for water craft - two propeller shafts are installed opposite drive side of vertical shaft, and extend and are mounted on both sides of axis of vertical shaft - Google Patents
Propulsion plant for water craft - two propeller shafts are installed opposite drive side of vertical shaft, and extend and are mounted on both sides of axis of vertical shaftInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge, mit einem Getriebegehäuse zur Aufnahme eines Getriebes, das um die Achse einer zur Übertragung der Antriebsleistung dienenden Königswelle am Wasserfahrzeug schwenkbar gelagert ist, mit einer ersten einen Propeller tragenden Propellerwelle, und einer zweiten, koaxialen Propellerwelle, die einen zweiten, gegenläufig mit gleicher oder unterschiedlicher Drehzahl angetriebenen Propeller (Entdrallpropeller) trägt.The invention relates to a drive device for Watercraft, with a gear housing for receiving of a gearbox that is about the axis of a transmission the drive shaft serving the main shaft on Watercraft is pivotally mounted with a first propeller shaft carrying a propeller, and a second, coaxial propeller shaft, the one second, opposite with the same or different speed driven propeller (Swirl propeller).
Als Antriebsmittel für Schiffe sind zwei- oder mehrfach hintereinander geschaltete Propeller - jeweils entgegengesetzter Drehrichtung - bekannt, deren Abströmung auf diese Art praktisch Restdrallfrei gestaltet wird und damit die aus dem Restdrall eines einfachen Propellers resultierenden Verluste größtenteils eliminiert werden. Hierbei sind sowohl Anordnungen mit axialer Krafteinleitung als auch Anlagen mit einer radialen Krafteinleitung, also senkrecht zur Propellerachse bekannt. Hierbei befinden sich beide Propeller auf einer Seite der Drehachse der senkrechten Antriebswelle.There are two or more propulsion devices for ships cascaded propellers - each opposite direction of rotation - known whose Outflow practically residual swirl in this way is designed and thus the one from the residual twist simple propellers resulting losses largely eliminated. Here are both Arrangements with axial force transmission as well Systems with a radial application of force, so known perpendicular to the propeller axis. Here are both propellers are on one side of the axis of rotation of the vertical drive shaft.
Weiterhin sind Anlagen mit gegenläufigen Propellern beiderseits einer senkrecht zur Propellerachse integrierten Königswelle bekannt, deren Propellerantriebswellen jeweils in zwei Lagern jeweils auf einer Seite des jeweiligen Propellers gelagert sind. There are also systems with counter-rotating propellers one on both sides perpendicular to the propeller axis integrated royal wave known Propeller drive shafts each in two bearings stored on one side of the respective propeller are.
Diese Lösungen ergeben wegen der für eine einwandfreie Führung der Propeller notwendigen und zu einer einwandfreien Lagerung der einzelnen Propellerwellen notwendigen Lagerabstände relativ große axiale Erstreckungen der Vortriebseinheit von der vertikalen Königswelle und damit von der Schwenkachse der Antriebseinheit.These solutions result in a flawless Guide the propellers necessary and to a perfect storage of the individual propeller shafts necessary bearing distances relatively large axial Extends of the propulsion unit from the vertical Vertical shaft and thus from the swivel axis of the Drive unit.
Vornehmlich in engen Gewässern (Flüssen, Kanälen) werden wegen der dort benötigten Anforderungen an optimale Manövrierbarkeit die vorstehend beschriebenen Antriebseinheiten als Haupt- oder Nebenvortriebsmittel eingesetzt, deren Propeller mit waagerechter Rotationsachse um eine vertikale Achse in der Regel um 360° schwenkbar im Schiffskörper gelagert sind, so daß die Vortriebsrichtung frei wählbar ist.Mainly in narrow waters (rivers, canals) are due to the requirements required there optimal maneuverability described above Drive units as main or auxiliary propulsion used, whose propeller with horizontal Rotation axis around a vertical axis usually around Are pivoted 360 ° in the hull, so that the direction of advance is freely selectable.
Durch die Art der getrieblichen Ausbildung solcher Antriebseinheiten sind bisher lediglich relativ geringe Vortriebsleistungen realisierbar.Due to the type of gear training So far, drive units are only relatively small Jacking achievable.
Es besteht aber Bedarf für Ruderpropeller größerer Vortriebsleistungen mit höherem Wirkungsgrad und gedrändter Bauweise. Diese Forderung steht aber in den bekannten Ausführungen der erforderliche Abstand der Wellenlager entgegen, der für eine gute Führung der Propellerwellen notwendig ist.However, there is a need for larger rudder propellers Propulsion performance with higher efficiency and compact construction. But this requirement is in the known versions of the required distance Shaft bearing opposite, for good guidance of the Propeller shafts is necessary.
Es ist daher schwierig eine sichere Abstützung des Vortriebschubes der Antriebseinheit auf den Schwenkmechanismus mit geringstmöglicher Störung der An- und Abströmung beider Propeller zu erzielen.It is therefore difficult to securely support the Propulsion thrust of the drive unit on the Swivel mechanism with the least possible disruption of the To achieve inflow and outflow of both propellers.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebsvorrichtung für Wasserfahrzeuge zu schaffen, deren konstruktive und getriebliche Ausbildung auch größere Vortriebsleistungen mit quasi restdrallfreier Abströmung ermöglicht.The object of the invention is therefore a To provide propulsion device for watercraft, their constructive and geared training too Larger propulsive power with quasi residual twist Outflow allows.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object is according to the invention according to the Features of claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Anordnung von zwei ineinanderlaufenden Propellerwellen gegenüber der Abtriebsseite der Königswelle angeordnet und die jeweils beidseitig der Königswelle gelagert sind, ermöglicht trotz gedrängter axialer Erstreckung für beide Propellerwellen den für eine gute Führung notwendige axialen Abstand der Lagerungen.The arrangement of two according to the invention intermeshing propeller shafts opposite the Output side of the vertical shaft arranged and the are mounted on both sides of the vertical shaft, enables for despite the compact axial extension both propeller shafts for good guidance necessary axial distance between the bearings.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß durch die Einbeziehung einer Düse als tragendes Element diese zusätzlich zur Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades des gegenläufigen Propellerpaares auch als Zwischenglied für eine Abstützung des Lagergehäuses genutzt wird, so daß sich diese Anordnung auch für die Realisierung größerer Leistungseinheiten eignet.Another advantage is the fact that the Inclusion of a nozzle as a supporting element this in addition to increasing the overall efficiency of the opposing pair of propellers also as an intermediate link is used for supporting the bearing housing, so that this arrangement is also for the realization larger power units.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die den einen Propeller tragende Propellerwelle teilweise die den weiteren Propeller tragende Propellerwelle hülsenförmig. Hierbei ist die eine Propellerwelle in dem einen Gehäuseteil unmittelbar und im anderen Gehäuseteil unter Zwischenschaltung eines Lagerflansches über die Propellerwelle mittelbar gelagert, wodurch auf besonders einfache Weise die notwendige axiale Erstreckung realisierbar ist.According to a preferred embodiment of the invention includes the propeller shaft carrying a propeller partly the one carrying the other propeller Propeller shaft sleeve-shaped. Here is one Propeller shaft in one housing part directly and in the other housing part with the interposition of a Bearing flange indirectly via the propeller shaft stored, making the necessary axial extension can be realized.
Vorteilhafterweise wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der von den Propellern erzeugte Axialschub vom Getriebegehäuse über drei oder mehr Streben auf die als tragendes Element ausgebildete Düse übertragen, die unmittelbar an der Schwenkvorrichtung angeordnet ist und in bekannter Weise den Propellervorschub auf den Schiffskörper überträgt. Dabei dient eine der Streben zur Aufnahme der Königswelle. Die Schmierölversorgung des Getriebes und der Lager kann über dieselbe Strebe oder eine der anderen Streben erfolgen.Advantageously, after another Design of the invention of the propellers generated axial thrust from the gearbox over three or more striving for the trained as a load-bearing element Transfer nozzle that is directly on the Swivel device is arranged and in known Point the propeller advance to the hull transmits. One of the struts is used for reception the royal wave. The lubricating oil supply to the transmission and the bearing can be on the same strut or one of the other striving.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von vier mehr oder minder schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention is based on four or more less schematically illustrated embodiments described.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung nach der Erfindung mit zwei gegenläufigen Schubpropellern gleicher Drehzahl, Fig. 1 shows a section through a first embodiment of a driving device according to the invention with two counter-rotating pusher propellers same speed,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung mit zwei gegenläufigen Zugpropellern gleicher Drehzahl, Fig. 2 shows a section through a second embodiment of the driving device according to the invention with two counter-rotating tractor propellers same speed,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Antriebsvorrichtung nach der Erfindung, ausgestattet mit einer Düse und zwei gegenläufigen Schubpropellern gleicher Drehzahl und Fig. 3 shows a section through a third embodiment of a drive device according to the invention, equipped with a nozzle and two opposing thrust propellers of the same speed and
Fig. 4 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform nach der Erfindung, ausgestattet mit einer Düse und je einem Schub- und einem Zugpropeller gleicher Drehzahl. Fig. 4 shows a section through a fourth embodiment according to the invention, equipped with a nozzle and a thrust and a pull propeller of the same speed.
Der grundsätzliche Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 mit zwei kontrarotierenden Propellern sei nunmehr anhand der Fig. 1 beschrieben.The basic structure of the drive device 1 with two counter-rotating propellers will now be described with reference to FIG. 1.
Die Antriebsvorrichtung 1 ist mittels eines Flansches 19 am nicht dargestellten Wasserfahrzeug um die Hochachse schwenkbar gelagert. Der Flansch 19 ist form- und/oder kraftschlüssig mit der Strebe 18 verbunden, die mit dem Getriebegehäuse 17 wiederum form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.The drive device 1 is pivotally mounted about the vertical axis on the watercraft, not shown, by means of a flange 19 . The flange 19 is positively and / or non-positively connected to the strut 18 , which in turn is positively and / or non-positively connected to the gear housing 17 .
In dem Getriebegehäuse 17 sind über Lager 16 und 20 zwei Propellerwellen 11 und 7 gelagert, wobei die Propellerwelle 7 als Hohlwelle ausgebildet ist und die Propellerwelle 11 sich in einem Lager 21 gegenüber der Propellerwelle 7 radial abstützt. Am anderen Ende weist die Propellerwelle 7 ein Lager 14 auf, das sich in einem Zwischenflansch 10 abstützt, der sich seinerseits gegen einen Bund 15 der Propellerwelle 11 abstützt. Hierbei ist das die Welle 11 tragende Lager 16 dem Gehäuseteil 171 und das die Propellerwelle 7 tragende Lager 20 einem zweiten Gehäuseteil 172 zugeordnet. Die Propellerwellen 11 und 7 sind beidseits der Achse der Königswelle und gegenüber der Antriebsseite der Königswelle 3 angeordnet, wobei die die Propellerwellen abstützenden Lagerungen jeweils beiderseitig der Königswelle angeordnet sind. Hierbei ist der Propellerwelle 7 ein Zahnkranz 5 zugeordnet, der mit der Propellerwelle kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Die Propellerwelle 11 ist an ihrem dem Gehäuseteil 171 zugeordneten Ende mit dem Bund 15 kraft- und/oder formschlüssig mit dem Lagerflansch 10 verbunden, der seinerseits mit dem Tellerrad 6 kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Hierbei kann das Tellerrad 6 und der Zwischenflansch 10 einstückig ausgebildet sein. Two propeller shafts 11 and 7 are mounted in the gear housing 17 via bearings 16 and 20 , the propeller shaft 7 being designed as a hollow shaft and the propeller shaft 11 being supported radially in a bearing 21 with respect to the propeller shaft 7 . At the other end, the propeller shaft 7 has a bearing 14 , which is supported in an intermediate flange 10 , which in turn is supported against a collar 15 of the propeller shaft 11 . The bearing 16 supporting the shaft 11 is assigned to the housing part 171 and the bearing 20 supporting the propeller shaft 7 is assigned to a second housing part 172 . The propeller shafts 11 and 7 are arranged on both sides of the axis of the vertical shaft and opposite the drive side of the vertical shaft 3 , the bearings supporting the propeller shafts being arranged on both sides of the vertical shaft. Here, the propeller shaft 7 is assigned a ring gear 5 , which is non-positively and / or positively connected to the propeller shaft. The propeller shaft 11 is connected at its end assigned to the housing part 171 with the collar 15 in a non-positive and / or positive manner to the bearing flange 10 , which in turn is connected to the ring gear 6 in a non-positive and / or positive manner. Here, the ring gear 6 and the intermediate flange 10 can be formed in one piece.
Das Gehäuseteil 172 weist einen Durchbruch auf, durch den die Propellerwelle 7 tritt, die an ihrem äußeren Ende eine mit einem Propeller 8 verbundene Nabe 9 aufweist, die mit der Propellerwelle 7 kraft- und/oder formschlüssig verbunden ist. Die Propellerwelle 11 tritt im Bereich des Lagers 21 durch die hohle Propellerwelle 7 nach außen und trägt an ihrem äußeren Ende eine mit einem Propeller 12 verbundene Nabe 13.The housing part 172 has an opening through which the propeller shaft 7 , which has at its outer end a hub 9 connected to a propeller 8 , which is connected to the propeller shaft 7 in a non-positive and / or positive manner. The propeller shaft 11 emerges in the area of the bearing 21 through the hollow propeller shaft 7 and carries at its outer end a hub 13 connected to a propeller 12 .
Mit den Tellerrädern 5 und 6 kämmt ein der Königswelle 3 zugeordnetes Ritzel 4, so daß sich beim Antrieb der Königswelle 3 ein einen Schub erzeugender Antrieb ergibt, dessen Strömungsrichtung mit der Bezugsziffer 2 bezeichnet ist. Hierbei weisen die Propellerwellen 7 und 11 und somit auch die Propeller 8 und 12 entgegengesetzte Drehrichtung auf. Die von den Propellern 8 und 12 erzeugten Schubkräfte werden über die Lager 14 und 16 an das Gehäuseteil 171 und von dort über die Strebe 18 an den Flansch 19 und damit an das nicht dargestellte Wasserfahrzeug übertragen.With the ring gears 5 and 6, the main shaft 3 meshes associated pinion 4, so that a thrust-generating drive results in driving the main shaft 3, whose direction of flow is indicated by reference point 2 below. Here, the propeller shafts 7 and 11 and thus also the propellers 8 and 12 have opposite directions of rotation. The thrust forces generated by the propellers 8 and 12 are transmitted via the bearings 14 and 16 to the housing part 171 and from there via the strut 18 to the flange 19 and thus to the watercraft, not shown.
Über das Lager 20 ist das erforderliche Lagerspiel der in Betrieb stets nur entgegen der Strömungsrichtung 2 belasteten Lager 14 und 16 einstellbar. Das Lager 21 dient der Abstützung der Welle 11 in der hohlen Propellerwelle 7. Der ölbeaufschlagte Getrieberaum ist im Bereich der Lager 20 und 21 durch geeignete Abdichtungen (x,xx) gegen Ölverlust und Wassereintritt gesichert.The required bearing play of the bearings 14 and 16 , which are only loaded against the direction of flow 2 during operation, can be adjusted via the bearing 20 . The bearing 21 serves to support the shaft 11 in the hollow propeller shaft 7 . The oil-loaded gear chamber is secured in the area of bearings 20 and 21 by suitable seals (x, xx) against oil loss and water ingress.
Zur Reduzierung des Strömungswiderstandes ist die Strebe 18 - wie die strichpunktierte Linie der Fig. 1 zeigt - stromlinienförmig ausgebildet.To reduce the flow resistance, the strut 18 - as the dash-dotted line in FIG. 1 shows - is streamlined.
Aus Fig. 2 ist die Anordnung der Lagerungen ersichtlich, durch die eine im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechenden Antriebsvorrichtung als Zugpropeller ausgebildet ist. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 1 erfolgt die Krafteinleitung der Zugkräfte beider Propellerwellen über das Gehäuseteil 172, in dem ein Lager 20a die Propellerwelle 7 radial und axial abstützt. Die Propellerwelle 11 ist im Bereich des Gehäuseteiles 171 mittels eines Lagers 16a in diesem radial gelagert und über den Bund 15 und Lagerflansch 10 über das Lager 14a auf der Welle 7 axial abgestützt.From Fig. 2, the arrangement of the bearings can be seen, through which a corresponding essentially to the embodiment according to Fig. 1 drive device is designed as a traction propeller. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, the tensile forces of both propeller shafts are introduced via the housing part 172 , in which a bearing 20 a supports the propeller shaft 7 radially and axially. The propeller shaft 11 is supported radially in the area of the housing part 171 by means of a bearing 16 a and axially supported on the shaft 7 via the collar 15 and bearing flange 10 via the bearing 14 a.
Ansonsten weist die Ausführungsform nach Fig. 2 außer der baulichen Berücksichtigung der in der Fig. 1 entgegengesetzten Axialkrafteinrichtung gleichartigen Aufbau und für gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern auf.Otherwise, the embodiment according to FIG. 2 has the same structure and the same reference numerals for the same components in addition to the structural consideration of the axial force device opposite in FIG. 1.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann der Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1 eine Düse 22 zugeordnet werden, die mittels Streben 23 und 24 mit dem Getriebegehäuse 17 kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind. Hierbei bildet die Schubdüse 22 ein die Antriebsvorrichtung 1 tragendes Teil, wobei die Düse mit dem Flansch 19 fest verbunden ist. Im übrigen sind für gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern verwendet.As can be seen from FIG. 3, the drive device according to FIG. 1 can be assigned a nozzle 22 which is connected to the transmission housing 17 in a non-positive and / or positive manner by means of struts 23 and 24 . Here, the thrust nozzle 22 forms a part carrying the drive device 1 , the nozzle being firmly connected to the flange 19 . Otherwise, the same reference numbers are used for the same components.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform mit einem Zugpropeller 8a auf der einen Seite der Königswelle und einem Druckpropeller 12a auf der anderen Seite der Königswelle. Fig. 4 shows an embodiment with a Zugpropeller 8 a on one side of the vertical shaft and a pressure propeller 12 a on the other side of the vertical shaft.
Das Getriebegehäuse 17 ist formschlüssig mit der Düse 22 über Streben 23 und 24 verbunden. Der Antrieb der Propellerwelle 7a und 11 erfolgt wie bei den anderen Ausführungen über die Königswelle 3. Die Propellerwelle 7a und 11 sind über Lager 16a und 20a in den Getriebegehäuseteilen 171 und 172 gelagert, wobei die Propellerwelle 7a teilweise derart als Hohlwelle ausgebildet ist, daß sich in diesem Hohlraum etwa im Bereich der Ebene des Lagers 20a die Propellerwelle 11 über das Lager 21 radial abstützt.The gear housing 17 is positively connected to the nozzle 22 via struts 23 and 24 . As in the other versions, the propeller shaft 7 a and 11 is driven via the vertical shaft 3 . The propeller shaft 7 a and 11 are mounted on bearings 16 a and 20 a in the gearbox housing parts 171 and 172 , the propeller shaft 7 a being partially designed as a hollow shaft such that the propeller shaft is in this cavity approximately in the area of the plane of the bearing 20 a 11 is supported radially via the bearing 21 .
Geeignete Abdichtungen x, xx sichern das ölbeaufschlagte Getriebegehäuse an den aus dem Getrieberaum herausragenden Enden der Propellerwellen 7a und 11 gegen Ölverlust und Wassereintritt ab. Die Propeller 8a und 12a sind über ihre Naben 9a und 13a mit den Wellenenden der Propellerwellen 7a und 11 kraft- und/oder formschlüssig verbunden.Suitable seals x, xx secure the oil-loaded gear housing at the ends of the propeller shafts 7 a and 11 protruding from the gear chamber against oil loss and water ingress. The propellers 8 a and 12 a are non-positively and / or positively connected via their hubs 9 a and 13 a to the shaft ends of the propeller shafts 7 a and 11 .
Der Axialschub des Propellers 12a wird über dessen Nabe 13a auf die Propellerwelle 11, über deren Bund 15, den Zwischenflansch 10 und das Lager 14a auf die Welle 7a übertragen. Der Axialschub des Propellers 12a wird über dessen Nabe 13a auf die Propellerwelle 7a und zusammen mit dem Axialschub des Propellers 8a über das Lager 20a auf das Gehäuseteil 172 des Getriebegehäuses 17 und weiter über die Streben 23 und 24 und den als tragenden Teil 22a ausgebildeten Teil der Düse 22 über den Flansch 19 auf die nicht dargestellte Schwenkvorrichtung übertragen.The axial thrust of the propeller 12 a is transmitted via its hub 13 a to the propeller shaft 11 , via its collar 15 , the intermediate flange 10 and the bearing 14 a to the shaft 7 a. The axial thrust of the propeller 12 a is on the hub 13 a on the propeller shaft 7 a and together with the axial thrust of the propeller 8 a on the bearing 20 a on the housing part 172 of the gear housing 17 and further on the struts 23 and 24 and as the load-bearing Part 22 a trained part of the nozzle 22 via the flange 19 to the swivel device, not shown.
Der Lagerflansch 10 kann bei allen in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen auch einstückig mit dem Tellerrad 6 ausgeführt werden.In all of the embodiments shown in FIGS . 1 to 4, the bearing flange 10 can also be made in one piece with the ring gear 6 .
Ebenso kann auch der in Fig. 2 dargestellte Zugpropeller mit einer Düse ausgestattet werden, wie der in Fig. 3 dargestellte Schubpropeller.Likewise, the traction propeller shown in FIG. 2 can also be equipped with a nozzle, like the thrust propeller shown in FIG. 3.
Claims (12)
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1995
- 1995-07-04 DE DE1995124325 patent/DE19524325A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
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| WO2012007709A1 (en) * | 2010-07-12 | 2012-01-19 | Idris Lewis | Integrated lateral thrust for marine craft |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |