DE3308366A1

DE3308366A1 - Schiffsantriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE3308366A1
Application number: DE19833308366
Authority: DE
Inventors: David T. 53031 Menomonee Falls Wis. Cavil
Original assignee: Outboard Marine Corp
Current assignee: Outboard Marine Corp
Priority date: 1982-04-05
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1983-10-13
Also published as: FR2524414A1; IT8347944A0; FR2524414B1; SE8301027D0; CA1199232A; GB2117727B; GB8304591D0; SE454263B; GB2117727A; US4486181A; SE8301027L; JPS58174094A

Description

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Schiffsantriebsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schiffsantriebsvorrichtung in Gestalt z.B. eines Aussenbordmotors oder einer Sternantriebseinheit. Insbesondere betrifft die Erfindung die Anbringung von Anoden an Schiffsantriebsvorrichtungen, die einen kathodisehen Schutz vorsehen.

Korrosive Effekte, die aufgrund elektrolytischer Wirkung entstehen, wenn zwei ungleiche Metalle in einem Elektrolyten,wie Meereswasser, eingetaucht werden, sind bekannt. Diese korrosiven Wirkungen werden z.B. an Schiffen und Teilen von Schiffsantriebssystemen festgestellt, die in Salzwasser eingesetzt werden.

Beispiele für Patentschriften, die sich auf die elektrolytische Wirkung beziehen und auf verschiedene Einrichtungen zur Reduzierung der korrosiven Auswirkungen der Elektrolyse in Salzwasser,sind: die US-Patentschriften 3 330 751, 3 169 504, 4 196 064 und 3 240 180.

Des weiteren wird auf die US-Patentschrift 4 236 872 hingewiesen, die den Aufbau der unteren Einheit einer bekannten Schiffsantriebsvorrichtung betrifft.

Die erfindungsgemässe Schiffsantriebsvorrichtung umfasst eine untere Einheit mit einem Getriebegehäuse, eine Propellerwelle, die drehbar in dem Getriebegehäuse gehalten ist und einen Abschnitt aufweist, der sich von dem Getriebegehäuse nach hinten erstreckt, einen an dem hinteren Abschnitt der Propellerwelle befestigten Propeller zur gemeinsamen Drehung mit der Propellerwelle, wobei der Propeller einen vorderen Bereich nahe dem hinteren Ende des Getriebegehäuses hat.

Eine Einrichtung ist vorgesehen, die einen kathodischen Schutz für das hintere Ende des Getriebegehäuses vorsieht und eine ringförmige Opferanode umfasst, die die Propellerwelle umgibt und zwischen dem Propeller und dem Getriebegehäuse angeordnet ist, wobei die Anode so gehalten ist, dass sie in Bezug auf die untere Einheit verdreht werden kann.

Die Erfindung sieht ferner eine Schiffsantriebsvorrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch eine untere Einheit mit einem Getriebegehäuse, das einen hohlen Innenraum und ein hinteres Ende hat. In dem Getriebegehäuse ist drehbar eine Propellerwelle mit·einem Abschnitt gehalten, der sich von dem Getriebegehäuse nach hinten erstreckt.

Ein Lagergehäuse für die Propellerwelle ist in dem Getriebegehäuse angeordnet und stützt die Propellerwelle drehbar ab. Ein Propeller ist auf dem hinteren Abschnitt der Propellerwelle zur gemeinsamen Drehung mit dieser befestigt und hat einen vorderen Bereich nahe dem hinteren Ende des Getriebegehäuses. Von der Propellerwelle wird eine Axialdruckbüchse so gehalten, dass sie bezüglich der nach vorne gerichteten Antriebskraft in übertragendem Eingriff mit der Propellerwelle und in aufnehmeder Eingriff nähme mit dem Propeller steht. Eine Einrichtung ist vorgesehen, die einen kathodischen Schutz für das hintere Ende des Getriebegehäuses und für das Lagergehäuse der Propellerwelle vorsieht. Die den kathodischen Schutz vorsehende Einrichtung umfasst eine ringförmige Opferanode, die die Propellerwelle umgibt und zwischen der Axialdruckbüchse und dem Lagergehäuse für die Propellerwelle angeordnet ist.

Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die ringförmige Opferanode an der Axialdruckbüchse befestigt. 35

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Gemäss einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besteht die ringförmige Opferanode aus Zink.

Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Propellerwelle aus Stahl besteht, dass wenigstens entweder das Getriebegehäuse oder das Lagergehäuse für die Propellerwelle aus Aluminium besteht und dass die ringförmige Opferanode aus einem Metall besteht, das eine grössere elektromotorische Reaktionskraft als die elektromotorische Reaktionskraft von Aluminium hat.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: 15

Fig. 1 eine Seitenansicht von einer erfindungsge-

mäss aufgebauten Schiffsantriebsvorrichtung,

Fig. 2 eine fragmentarische teilweise geschnittene ' Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Schiffs

antriebsvorrichtung .

Fig. 1 zeigt eine Schiffsantriebsvorrichtung 10, z.B. in Gestalt eines Aussenbordmotors oder einer Sternantriebseinheit, mit einem Antriebskopf 12 und einer unteren Einheit 14, die vorzugsweise so befestigt ist, dass sie sowohl eine horizontale Steuerbewegung als auch vertikale Kippbewegung vornehmen kann.

Die untere Einheit 14 umfasst ein Antriebswellengehäuse 16, das an seinem unteren Ende an einem Getriebegehäuse 18 endet, das einen hohlen Innenraum aufweist und hinten an einer nach hinten weisenden Getriebegehäusekante oder Fläche 20 endet. Unter dem Getriebegehäuse erstreckt sich ein Schwert 22.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist in dem Getriebegehäuse 18 in geeigneter Weise ein Lagergehäuse oder ein Lagerhalter -24 befestigt, der drehbar eine Propellerwelle 26 abstützt, die einen hinteren Abschnitt aufweist, der sich achtern des Halters 24 und des Getriebegehäuses 18 erstreckt. Der Lagerhalter 24 kann an dem Getriebegehäuse in irgendeiner geeigneten Weise, z.B. gemäss der US-Patentschrift 3 937 073 befestigt sein..Der Lagerhalter 24 umfasst einen zentralen Nabenteil 28, der ein oder mehrere Lager 30, z.B. eine Reihe Rollenlager, und hinter den Lagern eine Schmiermitteldichtung 32 zwischen dem Halter 24 und der Propellerwelle 26 abstützt.

Der Halter 24 hat ferner einen äusseren ringförmigen Teil. 34, der mit einem Bereich der zylindrischen inneren Oberfläche 36 des Getriebegehäuses 18 in Berührung steht und von dem zentralen nabenförmigen Teil durch ein oder mehrere in gleichem Winkelabstand voneinander liegende Rippen 38 gehalten wird. Der Bereich zwischen dem inneren oder zentralen nabenförmigen Teil 28, dem äusseren ringförmigen Teil 34 und zwischen den Rippen 38 bildet eine Vielzahl von öffnungen oder Durchlässen durch die die Abgase und das Motorkühlwasser von dem Antriebswellengehäuse 16 ausgestossen werden.

Der Propellenwellenabschnitt , ^^er sich rückwärtig des Lagerhalters 24 und Getriebegehäuses 18 erstreckt, umfasst einen vorderen Teil 40 mit einem ersten Durchmesser, einen hinteren Teil 42 mit einem zweiten Durchmesser,der kleiner als der erste Durchmesser ist, und einen die Vortriebskraft aufnehmenden Ubergangsteil 44, der zwischen dem vorderen Teil 40 und dem hinteren Teil 4 2 angeordnet ist und bei der gezeigten Konstruktion eine konische Ausbildung hat, jedoch hierfür auch andere Konfigurationen vorgesehen werden können.

An dem hinteren Abschnitt der Propellerwelle 26 und rückwärtig von dem die Vortriebskraft aufnehmenden Teil 44 ist ein Propeller 46 befestigt, der eine innere Nabe 48 hat, die auf der Propellerwelle 26 sitzt. Der Propeller 46 hat ferner eine äussere Nabenanordnung, die eine zwischenliegende Nabe 50 mit einem vorderen Ende 52 und eine äussere Nabe 54 mit einem vorderen Ende 56 umfasst, das, wie dargestellt, abgesetzt sein kann und sich etwas in den hohlen Innenraum des Getriebegehäuses 18 in enger Nachbarschaft zu der inneren zylindrischen Oberfläche 36 erstreckt. Die äussere Nabenanordnung umfasst ferner eine Reihe von Propellerschaufeln 58, die sich von der äusseren Nabe 54 erstrecken, und eine Reihe von in gleichem Winkelabstand voneinander befindlichen Rippen oder Speichen 60, die die zwischenliegende und äussere Nabe miteinander verbinden und eine Vielzahl von Ausstosspassagen für die Abgase und das Motorkühlwasser bilden; diese Ausstosspassagen stehen mit den Durchlässen im Lagerhalter 24 in Verbindung. Die äussere Nabenanordnung ist mit der inneren Nabe 48 durch ein federndes Pufferelement 64 verbunden, welches Stossbelastungen aufnehmen kann und eine begrenzte Relativverdrehung zwischen der inneren Nabe 48 und der äusseren Nabenanordnung ermöglicht.

Jede geeignete Einrichtung z.B. eine Keilwellenverbindung 66 kann verwendet werden, um eine gemeinsame Drehung der Propellerwelle 26 und der inneren Nabe 48 des Propellers 46 zu bewirken. Auch kann irgendeine geeignete Einrichtung, z.B. eine Mutter 68, vorgesehen werden, die den Propeller 46 an der Propellerwelle 26 befestigt und eine übertragung .des Rückdruckes von der zwischenliegenden Nabe des Propellers 46 auf die Propellerwelle 26 vorsieht.

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Die vorwärtsgerichtete Propellerantriebskraft wird von dem Propeller 46 auf die Propellerwelle 26 über eine Axiäldruckbüchse 70 übertragen. Insbesondere umfasst die Axildruckbüchse 70 einen zentralen oder nabenförmigen Abschnitt, der durchbohrt ist, so dass sich dadurch die Propellerwelle 26 erstrecken kann. Die Durchbohrung wird teilweise durch eine axialdruckübertragene Fläche 72 gebildet., die in Berührung mit dem druckaufnehmenden Teil 44 der Propellerwelle 26 steht, um die vorwärtsgerichtete Axialkraft von der Büchse 70 auf die Propellerwelle zu übertragen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen das untere Getriebegehäuse 18 und das die Propellerwelle abstützende Gehäuse 24 aus einem Material, wie Aluminium oder einem anderen Metall. Da diese Teile sich sehr nahe bei der Propellerwelle 26 und der Druckbüchse 70 befinden, die aus Edelstahl bestehen, neigen das Getriebegehäuse 18 und das Lagergehäuse 24 für die Propellerwelle leicht zu Korrosion aufgrund galvanischer Wirkung, wenn die Schiffsantriebsvorrichtung in Salzwasser eingesetzt wird.

Die galvanische Wirkung entsteht, wenn metallische Teile, bestehend aus zwei unterschiedlichen Metallen, wie Stahl und Aluminium, in einem Elektrolyten, wie Meereswasser, eingetaucht werden. Bei der unteren Einheit einer Schiffsantriebsvorrichtung gemäss Fig. 2, bei der die Propellerwelle 26 und die Axialdruckbüchse 70 aus Edelstahl bestehen, bilden diese Teile die Kathode. Benachbarte 0 Bauteile aus einem Metall, wie Zink oder Aluminium, wirken wie eine Anode. Eine enge Nachbarschaft von anodischen und kathodischen Teilen führt zu einer raschen Auflösung des anodischen Teils. Da das untere Getriebegehäuse 18 und das Lagergehäuse 24 aus Aluminium gebildet sind, wirken diejenigen Teile des Getriebegehäuses und des Lagergehäuses ,

die im Salzwasser eingetaucht sind, in Verbindung mit der benachbarten Axialdruckbüchse 70 und der Propellerwelle 26 als Anoden, die einer raschen Korrosion unterliegen.
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Eine Einrichtung ist vorgesehen, um die Neigung zu einer Korrosion des hinteren Vorsprunges 73 des Getriebegehäuses 18 und des Lagergehäuses 24 für die Propellerwelle aufgrund galvanischer Wirkung zu verringern. Diese Einrichtung umfasst eine Opferanode 76 aus einem Material, wie Zink.

Die Opferanode hat eine ring- oder kreisförmige Zinkplatte mit einer zentralen Öffnung 78, durch die sich die Propellerwelle 26 erstreckt. Bei der gezeigten Konstruktion umgibt die Anode 76 die Propellerwelle, wobei die zentrale öffnung 78 einen grösseren Durchmesser als der Durchmesser der Propellerwelle 26 hat. Die Opferanode umfasst eine an der vorderen Stirnfläche 82 der Axialdruckbüchse befestigte Planfläche 80 und eine vordere Stirnfläche 84,. die in Abstand rückwärtig von dem Lagergehäuse 24, jedoch nahe der hinteren Oberfläche 86 des Lagergehäuses angeordnet ist. Obgleich die Anode 76 auf verschiedener Weise an der Axialdruckbüchse befestigt sein kann, erfolgt die Befestigung der Anode 76 an der Axialdruckbüchse gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch nicht gezeigte Schrauben.

Obgleich die Opferanode 76 bei der vorbeschriebenen AUsführungsform aus Zink besteht, können andere Ausführungsformen auch Opferanoden aus anderen geeigneten Metallen oder Legierungen verwenden, die einen Schutz des Getriebegehäuses und Lagergehäuses gegenüber galvanischen Wirkuhgen vorsehen,· welche durch das Vorliegen von ungleichartigen Metallen in einem Elektrolyten hervorgerufen werden.

Wenn beim Betrieb der Opferanode die Propellerwelle 26 und die Axialdruckbüchse 70 in einen Elektrolyten eingetaucht werden und wie Kathoden wirken, entsteht eine Korrosion der Opferanode 76 anstelle des Getriebe-'5 gehäuses 18 oder Lagergehäuses 24.

Eine galvanische Korrosion des Lagergehäuses 24 für die Propellerwelle kann eine besonders nachteilige Wirkung haben. Diese Korrosion kann zu einem Versagen der fluidundurchlässigen Abdichtung zwischen der Dichtung 32 und der Innenbohrung 90 des Lagergehäuses 24 führen. Ein Versagen dieser Dichtung bedingt einen Eintritt von Wasser in das Getriebegehäuse 18 und eine Verunreinigung des darin befindlichen Schmiermittels, was wiederum zu einem 5 eventuellen Versagen der Zahnräder des Getriebegehäuses führen kann. Daher ist es besonders wichtig, dass die Korrosion des Lagergehäuses 24 unter Kontrolle steht.

Ein Vorteil der Erfindung und in dem Vorsehen einer ringförmigen Opferanode 76 an der Axialdruckbüchse 70 besteht darin, dass die Axialdruckbüchse 70 leicht entfernt und ersetzt werden kann, wenn Wartungsarbeiten erforderlich sind, oder wenn eine neue Opferanode 76 angeordnet werden muss.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung nach der Erfindung, der aus dem relativ einfachen Austausch der Opferanode 76 resultiert, besteht darin, dass die Opferanode als Zusatzteil für die Schiffsantriebsvorrichtung 10 geliefert werden kann, wenn diese Antriebsvorrichtung in Salzwasser eingesetzt wird. Schiffsantriebsvorrichtungen, die in Süsswasser eingesetzt werden, sind keinen korrosiven Wirkungen aufgrund elektrolytischer Wirkung in einem Ausmass ausgesetzt, wie dies bei Salzwasser der Fall ist, so dass unter diesen Umständen das Vorsehen einer Opferanode 76 nicht erforderlich ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Opferanode gezielt so angeordnet ist, dass sie das Lagergehäuse 24 und den hinteren Vorsprung 73 des Getriebegehäuses 18 gegenüber Korrosion schützt. Man hat dagegen festgestellt, dass, wenn Opferanoden an anderen Stellen an der unteren Einheit 14 angeordnet werden, der Propeller 46 eine abschirmende Wirkung ausübt und dadurch die Wirk- ■ samkeit dieser Anoden, das Lagergehäuse 24 und die umgebenen Teile der unteren Einheit gegenüber Korrosion zu schützen, verringert wird.

Claims

Patentanwälte Dipl.-Ινό* Ht WeWkmännj-D'ppl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel 8000 MÜNCHEN 86 9. MUTZ 1S83 POSTFACH 860820 MDHLSTRASSE 22 TELEFON (019) «03 52 TELEX 5 22 «21 TELEGRAMM PATENTWEICKMANN MÖNCHEN Sdt/ht. Outboard Marine Corporation, Waukegan, Illinois/ USA • PATENTANSPRÜCHE

1. .Schiffsantriebsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine untere Einheit mit einem Getriebegehäuse (18), das ein hinteres Ende aufweist, eine Propellerwelle (26) ,. die drehbar in dem Getriebegehäuse gehalten ist und einen Abschnitt aufweist, der sich rückwärtig von dem Getriebegehäuse erstreckt, einen Propeller (46), der an dem rückwärtigen Abschnitt der Propellerwelle zur gemeinsamen Drehung mit dieser befestigt ist und einen vorderen Bereich nahe dem hinteren Ende des Getriebegehäuses aufweist, und eine Einrichtung zur Schaffung eines kathodischen Schutzes für das hintere Ende des Getriebegehäuses, wobei die den kathodischen Schutz vorsehende Einrichtung eine ringförmige Opferanode (76) umfasst, die die Propellerwelle

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umgibt und zwischen dem Propeller und dem Getriebegehäuse angeordnet sowie relativ zu der unteren Einheit drehbar ist.

2. Schiffsantriebsvorrichtung, gekennzeichnet durch eine untere Einheit mit einem Getriebegehäuse (18), das einen hohlen Innenraum und an seinem hinteren Ende eine nach innen sich erstreckende kreisförmige Fläche aufweist, eine Propellerwelle (26) mit einem Abschnitt,der sich rückwärtig des Getriebegehäuses erstreckt, ein in dem Getriebegehäuse angeordnetes Gehäuse (24) zur drehbaren Abstützung der Propellerwelle, einen an dem rückwärtigen Abschnitt der Propellerwelle zur gemeinsamen Drehung mit dieser befestigten Propeller (46) , der einen vorderen Bereich nahe dem hinteren Ende des Getriebegehäuses hat, eine Axialdruckbüchse (70), die von der Propellerwelle getragen ist und mit dieser in einer die vorwärtsgerichtete Axialkraft übertragenden Eingriffnahme steht sowie mit dem Propeller in einer die vorwärtsgerichtete Axialkraft aufnehmenden Eingriffnahme steht, und einer Einrichtung zur Schaffung eines kathodischen Schutzes für das hintere Ende des Getriebegehäuses und das Lagergehäuse der Propellerwelle, wobei die den kathodischen Schutz vorsehende Einrichtung eine ringförmige Opferanode (76) umfasst, die die Propellerwelle umgibt und zwischen der Axialdruckbüchse (70) und dem Lagergehäuse für die Propellerwelle angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die ringförmige Opferanode (76) an der Axildruckbüchse (70) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialdruckbüchse (70) eine dem Lagergehäuse (24) für die Propellerwelle zugewandte Fläche

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(Ö2) hat und dass die ringförmige Opferanode (76) eine Fläche (80) aufweist/ die an besagter Fläche der Axialdruckbüchse befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die ringförmige Opferanode (76) aus Zink besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Propellerwelle (26) aus Stahl besteht, dass wenigstens entweder das Getriebegehäuse (18) oder das Lagergehäuse (24) für die Propellerwelle aus Aluminium besteht und dass die ringförmige Opferanode (26) aus einem Metall besteht, das eine grössere elektromotorische Reaktionskraft als die elektromotorische Reaktionskraft von Aluminium aufweist.