DE2748359A1 - Antriebseinrichtung fuer schiffe - Google Patents

Description

Löhr & Bromkamp GmbH 27. Oktober 19

Postfach 166 St/Nb

6050 Offenbach/Main 1 L 34

Antriebseinrichtung für Schiffe

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für Schiffe mit einem elastisch gelagerten Antriebsaggregat, das aus einem Motor oder einem Motor und einem nachgeschalteten Getriebe und einer zur Drehmomentübertragung auf den Propeller dienenden, mit einer Propellerwelle verbundenen Antriebswelle besteht.

Bei derartigen Antriebseinrichtungen ist bereits vorgeschlagen worden, zur Verminderung von Erschütterungen und Schallübertragungen das gesamte Antriebsaggregat mit dem Vortriebsmittel elastisch zu lagern (DT-PS 727 059). Bei dieser Antriebseinrichtung ist von Nachteil, daß das gesamte Antriebsaggregat mit der dazugehörigen Antriebswelle zwar elastisch gelagert werden kann, jedoch ist eine starre genau ausgerichtete Verbindung zwischen Motor und Propeller notwendig, da sonst der Gleichlauf dieses Systems erheblich gestört wird. Dieser Gesamtkomplex muß räumlich genau ausgerichtet im Bootskörper befestigt werden und erfordert darüber hinaus einen erheblichen Platzbedarf.

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Es ist des weiteren eine Antriebseinrichtung bekannt (z.B. DT-PS 440 269), bei der es einer genau ausgerichteten starren Verbindung zwischen dem Antriebsaggregat und dem Propeller bedarf. Auch erfordert diese Anordnung ferner eine exakte und genau ausgerichtete Anordnung im Schiffskörper. Die bei solchen Antriebseinrichtungen auftretenden Schwingungen müssen gedämpft werden, damit sie sich nicht auf den Schiffskörper übertragen und dadurch Erschütterungen und übermäßig starke Geräusche hervorrufen. Bei einer weiteren bekannten Antriebseinrichtung (z.B. DT-PS 2 330 832) ist zur Verminderung dieser Schwingungen und Erschütterungen ein in Stützlager aufgenommenes Untersetzungsgetriebe vorgesehen, jedoch auch hierbei ist eine exakte Anordnung der Antriebswelle vorzunehmen um einen entsprechend ruhigen Lauf zu erhalten. Auch wenn Kreuzgelenkwellen verwendet würden, müßten diese so angeordnet werden, daß ihre An- und Abtriebswelle einander gegenüber fluchten oder parallel zueinander liegen, um nicht zusätzlich noch durch diese Gelenkwelle einen ungleichförmigen Lauf hervorzurufen. Dem gesamten Stand der Technik ist jedoch der Nachteil zueigen, daß aufgrund der besonderen Anordnungserfordernisse ein erheblicher Raumbedarf erforderlich ist. Der Konstrukteur ist in der Wahl der Anordnung im Schiffskörper beschränkt. Der Nutzungsraum wird verringert, wenn er nicht noch zusätzlich den Nachteil von Schwingungen (Erschütterung, Dröhnen) einhandeln will.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung zu schaffen, die einen ruhigen Lauf gewährleistet, d.h. eine Übertragung der Erschütterungen des Antriebsaggregates und des Propellers weitgehend ausschaltet und darüber hinaus den Raumbedarf mindert, d.h. den Konstrukteuren eine bessere Ausnutzung des vorhandenen Raumes gewährleistet, ohne daß sich dies auf die Laufruhe negativ auswirkt. Des weiteren soll der Aufwand für das Ausrichten der Aggregatteile möglichst entfallen.

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Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die zum Antriebsaggregat gehörenden Bauteile, insbesondere Motor und/oder Getriebe, einzeln im Schiffskörper elastisch gelagert sind und daß die Antriebswelle und bei einem aus Motor und einem davon unabhängig elastisch gelagerten Getriebe bestehenden Antriebsaggregat zusätzlich die beide verbindende Welle als Gleichlaufgelenkwelle, bestehend aus zwei an deren Enden angeordneten und einer insbesondere durch eine in der Länge unveränderliche starre Welle verbundenden Gleichlaufdrehgelenken ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, daß jeglicher Aufwand für das Ausrichten der Antriebsaggregate, das sind Motor und Getriebe und der Propellerwelle eingespart wird, denn durch die Verwendung von Gleichlaufdrehgelenken ist ein gleichförmiger Lauf auch bei ungleichen Beugungswinkeln gewährleistet. Die einzelnen Bauteile des Antriebsaggregates können je nach räumlichen Gegebenheiten so angeordnet werden, daß die Antriebswelle nicht mit der Längsachse des Bootskörpers fluchtet, sondern in einem beliebigen Winkel hierzu angeordnet ist. Darüber hinaus können auch die Aggregate einzeln so elastisch gelagert werden, daß die Erschütterungen sich nicht auf den Schiffskörper übertragen. Desweiteren ist für den Gleichlauf unerheblich, ob durch Schwingungen der elastisch gelagerten Bauteile die zu übertragenden Winkel sich während des Betriebes ständig ändern. Eine solche Veränderung wird durch die Gleichlaufgelenkwelle aufgefangen. Der große Vorteil besteht darin, daß eine Antriebswelle, bestehend aus einer Zwischenwelle und zwei Gleichlaufgelenken, Bewegungen Ln drei Freiheitsgraden ausgleichen kann. Bei einer solchen Anordnung ist es ohne weiteres möglich, die einzelnen

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Aggregate unterschiedlich zu lagern, so daß zusätzlicher Raum gewonnen werden kann, der dann der Gesamtkonzeption des Bootes zugute kommt. Eine solche Antriebseinrichtung wird vorzugsweise bei kleineren Booten verwendet, so daß der von vorneherein geringe Platzbedarf bei Verwendung solcher Antriebswellen optimal ausgenutzt, bzw. sogar vergrößert werden kann, indem die Ausrichtung bzw. die Aggregate so angeordnet werden können, daß ihre Achsen nicht unbedingt fluchten müssen.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß mindestens ein Gleichlaufdrehgelenk einer Gleichlaufgelenkwelle als Verschiebungen aufnehmendes Gelenk ausgebildet ist.

Es ist ebenfalls gewährleistet, daß durch diese Anordnung bei elastisch aufgehängten Elementen und einer den Gleichlauf gewährleistenden Verbindungswelle, die Motorengeräusche über den Körperschall nicht auf das gesamte Boot übertragen werden. Bedingt durch die elastische Aufhängung der Antriebselemente wird die dauernde oszillierende Bewegung ohne wesentliche Axialkraft d.h. rollend und ohne wesentliche Abnutzung des Längenausgleiches durch die Gleichlaufverschiebegelenke aufgenommen. Damit wird eine optimale Geräuscheminderung im Boot erreicht und ein zusätzlicher Aufwand für die Ausrichtung aller Antriebselemente entfällt ebenfalls. Bei der Verwendung von zwei Gleichlaufverschiebegelenken können die auszuführenden Verschiebungen von den Gelenken anteilmäßig aufgenommen werden.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Propellerwelle axial gegen ein elastisch gelagertes Drucklager abgestützt ist.

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Es ist bei dieser Ausführung von Vorteil, daß alle Bauteile des Antriebsaggregates elastisch gelagert werden können. Es werden damit die Schallgeräusche und Vibrationen auf ein Minimum beschränkt, da kein Element mehr mit dem Bootskörper starr verbunden ist. Ferner wird in diesem Falle ein Einfluß des Propellers auf die anderen Bauteile vermieden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Schiffsrumpf mit einem Antriebsaggregat, einem Untersetzungsgetriebe und einer Propellerwelle, wobei die Kraftübertragung durch zwei Gelenkwellen erfolgt

Fig. 2 eine Anordnung im Prinzip wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch wird die Kraftübertragung durch eine Gelenkwelle von einem Antriebsaggregat direkt auf eine Propellerwelle vorgenommen

Fig. 3 ein Drucklager, welches federnd gelagert ist, wie es im Prinzip in Fig. 2 dargestellt wurde

Fig. H eine Seitenansicht des in Fig. 3 dargestellten Drucklagers

Fig. 5 eine Gelenkwelle als Einzelteil geschnitten dargestellt, wie sie in Fig. 1 und 2 verwendet wird

Fig. 6 eine Gelenkwelle im Prinzip wie in Fig. 5, jedoch mit dem Unterschied, daß zwei Verschiebegelenke verwendet werden.

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In Fig. 1 ist ein schematisch dargestellter Schiffsrumpf 1 gezeigt, dessen Antriebseinrichtung aus einem Antriebsaggregatmotor 2, einem Antriebsaggregat-Untersetzungsgetriebe 3 und einem mit einer Propellerwelle U verbundenen Propeller besteht. Der Motor 2 und das Untersetzungsgetriebe 3 sind
über Lager 6 elastisch im Schiffsrumpf 1 aufgenommen. Sie
können Bewegungen relativ zum Schiffsrumpf 1 ausführen, so daß diese Bewegungen zwischen Untersetzungsgetriebe 3 und
dem Motor 2 durch eine Gelenkwelle 7 ausgeglichen werden
müssen. Diese Gelenkwelle 7 besteht aus einer starren Verbindungswelle 8 an deren Enden je ein Gleichlaufdrehgelenk 9 befestigt ist. Diese Gleichlaufdrehgelenke 9 sind entweder als Verschiebegelenke ausgebildet oder es besteht die
Möglichkeit der Kombination eines Festgelenkes mit einem
Schiebegelenk, so daß axiale Bewegungen der beiden Aggregate zueinander und zusätzlich noch Winkelbewegungen ausgeführt werden können. Hierdurch ist eine Freiheit der Bewegung
zwischen dem Untersetzungsgetriebe 3 und dem Antriebsaggregat 2 in drei Freiheitsgraden gewährleistet. Ausgehend vom Untersetzungsgetriebe 3 ist wiederum eine Gelenkwelle 7 zur Verbindung mit einem Drucklager 10 vorgesehen. Das Drucklager 10 ist mit dem Schiffsrumpf 1 starr verbunden. Bei der Gelenkwelle 7 handelt es sich wiederum um eine starre Verbindungswelle 8, an deren Ende jeweils ein Gleichlaufdrehgelenk 9 befestigt ist. Durch diese Maßnahme ist auch zwischen dem Untersetzungsgetriebe 3 und dem Drucklager 10 eine Relativbewegung möglich. Das Drucklager 10 dient zum Auffangen der Axialkräfte, die durch den Propeller 5 während des Fahrbetriebes hervorgerufen werden. Durch die Verwendung
von Gelenkwellen 7 bestückt mit Gleichlaufdrehgelenken 9,
ist es nicht notwendig, daß die Achsen 11 des Motors 2 und die Achse 12 des Untersetzungsgetriebes 3 fluchten bzw.
parallel zueinander angeordnet sind. Desgleichen ist eine

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solche genaue Ausrichtung bei der Achse 12, der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 3 und der Achse 13 der Propellerwelle 4 nicht notwendig, denn auch hier werden ungleichförmige Laufbewegungen während des Betriebes von der Gelenkwelle 7 aufgefangen, die auch in diesem Falle axiale Bewegungen durch mindestens ein Verschiebegelenk auffangen kann. Sonstige Verlagerungen des Untersetzungsgetriebes 3 werden durch die Abwinkelung der Gelenke aufgefangen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schiffsrumpf 1 ist ebenfalls ein Antriebsaggregat 2 über elastische Lager 6 aufgenommen. Die Kraftübertragung vom Antriebsaggregat 2 erfolgt über eine Gelenkwelle 7 direkt auf eine Propellerwelle 4. Die Gelenkwelle 7 besteht,ebenfalls wie in Fig. 1 bereits dargestellt, aus einer starren Verbindungswelle 8, deren Enden jeweils ein Gleichlaufdrehgelenk 9 aufweisen. Die Propellerwelle 4 ist über ein zwischengeschaltetes Drucklager 10 mit dem Gleichlaufdrehgelenk 9 verbunden. Das Drucklager 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch elastische Lager 14 mit dem Schiffsrumpf 1 verbunden. Durch diese Maßnahme ist keines der für einen solchen Antrieb benötigten Aggregate mit dem Schiffsrumpf 1 starr verbunden. Es wird dadurch eine Übertragung von Schallgeräuschen oder Vibrationen während des Fahrbetriebes auf den Schiffsrumpf 1 weitgehend vermieden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es nicht notwendig, daß die Achse 11 des Motors 2 mit der Achse 13 der Propellerwelle 4 fluchtet oder im parallelen Abstand zur Achse 11 angeordnet ist. Die ausgleichenden Bewegungen zwischen den jeweils elastisch gelagerten Elementen wird auch in diesem Falle durch die Gelenkwelle 7 aufgefangen.

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In den Fig. 3 und 4 ist ein Drucklager 10, wie es in der Antriebseinrichtung der Fig. 2 verwendet wird, gezeigt. Es ist zu erkennen, daß die Propellerwelle 4 durch ein Lager 15 aufgenommen und geführt wird. Dieses Lager 15 ist mit seinem Außenumfang in einem Gehäuse 16 aufgenommen und über dieses Gehäuse 16 mit dem Schiffsrumpf 1 oder einer entsprechenden Halterung 17 elastisch des Lagers befestigt. Zur Befestigung des Gleichlaufdrehgelenkes 9 ist ein Flansch 19 vorgesehen. Bei Verwendung eines solchen Drucklagers 10 können Vibrationen oder sonstige axial verlaufende Kräfte, hervorgerufen durch den Betrieb des Propellers 5 durch die elastischen Lager 18 des Drucklagers 10 aufgefangen werden und der Bewegungsablauf verläuft vibrationsgemildert ohne Beeinträchtigung der Laufruhe des Bootes selbst. Um ein unzulässig hohes Drehmoment ohne Schaden des Systems abfangen zu können, ist zwischen der Propellerwelle 4 und dem Flansch 19 ein Scherbolzen 29 vorgesehen.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Gelenkwelle 7 handelt es sich im einzelnen um eine starre Verbindungswelle 8, an deren Enden jeweils ein Gleichlaufdrehgelenk befestigt ist. Das Gelenk 20 ist als Festgelenk ausgebildet, hierbei können der innere Gelenkkörper 21 und der äußere Gelenkkörper relativ zueinander keine axiale Bewegung ausführen, jedoch Abwinkelungen. In der Außenfläche des inneren Gelenkkörpers 21 sind Rillen 23 umfangsverteilt angeordnet und eine entsprechende Anzahl Rillen 24 sind im inneren Hohlraum des äußeren Gelenkkörpers 2 2 zur Aufnahme von Kugeln 2 5 vorgesehen. Diese Kugeln 25 dienen der Drehmomentübertragung und sind in einem Käfig 26 gehalten und geführt. Die Abdichtung des Gelenkinnenraumes gegenüber der Atmosphäre wird durch einen Faltenbalg 27 sichergestellt.

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Beim Gelenk 2 8 handelt es sich um ein Verschiebegelenk, bei dem der innere Gelenkkörper 21 relativ zum äußeren Gelenkkörper 22 axial verschiebbar angeordnet ist. Dieses Verschiebegelenk kann somit Winkelbewegungen, wie auch axiale Längenverschiebungen ausgleichen. Es sind ebenfalls zur Drehmomentübertragung Kugeln 25, welche in einem Käfig 26 gehalten sind, vorgesehen. Die Kugeln 2 5 befinden sich in Rillen jeweils des äußeren und inneren Gelenkkörpers. Im Unterschied zum Gelenk 20 ist der Hohlraum des Gelenkes 2 8 zylindrisch gestaltet. In diesem zylindrischen Hohlraum kann der Käfig 26 über die Laufkugeln 2 5 einschließlich des inneren Gelenkkörpers 21 axial verschoben werden.

Fig. 6 zeigt eine Gelenkwelle 7 im Prinzip wie in Fig. bereits dargestellt, jedoch mit dem Unterschied, daß beide Gelenke als Verschiebegelenke ausgebildet sind. Diese Verschiebegelenke sind in Fig. 5 bereits näher beschrieben. Bei einer solchen Ausführung ist es möglich, daß der zu überbrückende Schiebeweg von beiden Gelenken je zur Hälfte aufgenommen werden kann. Insgesamt ergibt sich damit eine Verdoppelung des gesamten Schiebeweges. Gelenkwellen, wie sie in den Fig. 5 und 6 gezeigt worden sind, können auch bei nichtfluchtenden oder nicht parallel angeordneten An- bzw. Abtriebsachsen einen gleichförmigen Lauf erzeugen. Diese Gleichförmigkeit im Bewegungsablauf wird dadurch erreicht, daß die Kugeln bei Abwinkelung jeweils auf den halben Winkel geführt werden, den die Achse des inneren Gelenkkörpers zur Achse des äußeren Gelenkkörpers einnimmt.

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Claims (3)

Löhr & Bromkamp GmbH 27. Oktober 19 7 Postfach 166 St/Nb Offenbach/Main 1 L 34 Patentansprüche

1. ^Antriebseinrichtung für Schiffe mit einem elastisch

^ / gelagerten Antriebsaggregat, das aus einem Motor oder

einem Motor und einem nachgeschalteten Getriebe und einer zur Drehmomentübertragung auf den Propeller dienenden, mit einer Propellerwelle verbundenen Antriebswellle besteht,
dadurch gekennzeichnet,

daß die zum Antriebsaggregat gehörenden Bauteile, insbeeondere Motor (2) und/oder Getriebe (3), einzeln im Schiffskörper (1) elastisah gelagert sind und daß die Antriebswelle (7) und bei einem aus Motor (2) und einem davon unabhängig elastisch gelagerten Getriebe (3) bestehenden Antriebsaggregat zusätzlich die beide verbindende Welle als Gleichlaufgelenkwelle (7), bestellend aus zwei an deren Enden angeordneten und einer insbesondere durch eine in der Länge unveränderliche starre Welle (8) verbundenen Gleichlaufdrehgelenken (9) ausgebildet ist.

2. Antriebseinrichtung für Schiffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß Findestens ein Gleichlaufdrehgelenk (9) einer Gleichlaufgelenkwelle (7) als Verschiebungen aufnehmendes Gelenk (28) ausgebildet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

L 34 - St/Nb - 2 - 11. Oktober 1977

3. Antriebseinrichtung für Schiffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Propellerwelle (¹O axial gegen ein elastisch gelagertes Drucklager (10) abgestützt ist.

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