DE69214065T2

DE69214065T2 - Kompositstrukturen und Wasserleitstrukturen für Schiffe

Info

Publication number: DE69214065T2
Application number: DE69214065T
Authority: DE
Inventors: Dean Thomas Dutton; Gary Michael Rafferty; W Randall Tucker
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1991-08-01
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: ES2094856T3; US5540173A; US5656376A; US5582528A; AU1634992A; EP0528219A2; KR930004149A; DE69214065D1; EP0710544A2; EP0710544A3; EP0528219B1; EP0528219A3; US5292270A; BR9202952A

Description

Die Erfindung betrifft Antriebswellenlager für Schiffe und insbesondere eine neue und verbesserte Einrichtung zum Verkleiden und Schützen von Schiffsschraubenwellen, Versteifungs-Laufbuchsen und ihrer Lager im Wasser, wobei sie eine einzigartige Einrichtung zum Erzwingen der Schmierung und/oder Kühlung der Lager für eine derartige Welle zur Verfügung stellt.
Die Antriebswelle eines Schiffes erstreckt sich von ihrer Austrittsposition an diesem Schiff oder Wasserfahrzeug über eine beträchtliche Strecke nach achtern oder zum Heck und benötigt eine Vielzahl von Haltepunkten entlang der Wellenerstreckung, um den Halt der Wellen bei deren Drehung gegenüber Durchhängen sowie die Stabilität zu gewährleisten. Bei vielen Schiffen können entlang der Gesamtlänge der Halt benötigenden Welle bis zu drei oder vier Haltepunkte vorhanden sein.
In GB-A-236 763 ist ein Unterwasserwellenlager beschrieben. Das Lager weist einen zylindrischen Mantel mit axialen Leisten auf der Innenfläche des Mantels auf. Die Leisten sind radial nach innen ausgerichtet, um die Welle zu halten. Zwischen den Leisten sind axiale Durchlässe ausgebildet, die umfangsmäßig um die Welle herum angeordnet sind. Durch die Durchlässe strömt Wasser zum Schmieren und Kühlen der Welle und der Leisten. An einem Ende des Lagers ist eine Kappe an der Welle angebracht und drehfest mit dieser verbunden. Die Kappe ist mit Schaufeln versehen, die dazu dienen, Wasser durch die Durchlässe zwischen den Leisten einzuleiten, wenn sich die Welle dreht.
Die herkömmlichen Strebenstützen zum Halten der Lager und der Kupplung der sich drehenden Welle würde ein Gehäuse oder ein Fairwater aus Metall aufweisen, die diese Elemente umgäben. Das Metallgehäuse weist eine sich vertikal erstreckende Stütze oder Strebe auf, deren oberer Teil in geeigneter Weise mit dem Rahmenwerk des Schiffes verbunden ist, um der Stützstruktur Stabilität zu verleihen. Üblicherweise bestehen die Fairwaterstruktur und die Strebenstützen aus Metall, wobei derartige Gehäuse oder Fairwaterstrukturen zwei Halbkugeln sind, die auf die Kupplung der Antriebswelle geklemmt werden, wobei sie geeigneterweise eine hydrodynamisch ausgeglichene Form aufweisen, um Wirbelströmungen in diesem Bereich zu reduzieren. Diese Gehäuse haben, da es sich um Metall handelt, aus praktischen Gründen die Form von Zylindern oder Kugelteilen, um ihre Handhabbarkeit und Herstellung zu vereinfachen. Bei der Herstellung dieser Gehäuse ist ein beträchtliches Ausmaß an Form-, Schweiß- und Nachschweißarbeiten erforderlich, da die Form dieser Gehäuse eigentlich nicht in idealer Weise hydrodynamisch ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühl- und Schmiereinrichtung von Antriebswellen von Schiffen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1, 10, 11 und 14 gelöst.
Die vorliegende Erfindung löst diese Probleme und bietet weitere Vorteile, indem sie eine Abdeckung oder ein Gehäuse bereitstellt, das vor der Lagerstruktur an der Antriebswelle angebracht ist, wobei Pumpschaufeln daran befestigt sind. Dann wird die Fairwaterstruktur über dieser Abdeckung angebracht und so an dem Lagergehäuse befestigt, daß ein Zwischenraum verbleibt, so daß bei drehender Antriebswelle die Schaufeln Wasser durch die Lagerstruktur drücken, um die Welle zu kühlen, wobei das Lager geschmiert wird. Außerdem kann eine derartige Kombination aus Abdeckung, Pumpschaufeln und Fairwaterstruktur an einer Kupplung verwendet werden, die axial aufeinander ausgerichtete Antriebswellen für die Schiffsschraube miteinander verbindet, um den hydrodynamischen Strom des Wassers über und durch diese zu verbessern. Ferner verbessert eine derartige Fairwaterstruktur die Brauchbarkeit, wobei sie den erzwungenen Strom der umgebenden Fluide durch die Lagerstruktur selbst dann gewährleistet, wenn die Antriebswelle im Leerlauf ist und die Schiffsschraubenflügel in Segelstellung sind.
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung und eine Kupplung für eine Antriebswelle eines Schiffes, wobei die Kupplung eine sie umgebende und an der Welle befestigte Kupplungsabdeckung aufweist, wobei ferner die Kupplungsabdeckung von einem Fairwater umgeben ist, welches an der Lageranordnung befestigt ist. Eine Vielzahl von Schaufeln ist entweder an der Kupplungsabdeckung oder an einem separaten Halter befestigt, der zwischen der Kupplungsabdeckung und der Lageranordnung an der Welle angebracht ist, um die Fluidströmung entlang des Zwischenraums zwischen der Kupplungsabdeckung und dem Fairwater zu lenken, um die Rippen in der Lageranordnung zu schmieren.
Die Gehäuse der Lageranordnung, die Kupplungsabdeckung, die Schaufeln und das dazugehörende Zubehör sind aus einem neuen und verbesserten Verbundstoff geformt, um stoß- und abriebfeste, korrosions- und kavitationsbeständige, leichtgewichtige Anti-Fouling- Teile mit Eigendämpfung zu schaffen. Dies gestattet die Reparatur und ein einfaches Entfernen der Teile unter Wasser. Die Verbundstruktur ist eine Laminat- oder Schichtkonstruktion, die kavitationsbeständig, bewuchsverhindernd und schwingungsdämpfend ist. Dieser Verbundstoff kann in verschiedenen Größen und Formen gebildet oder geformt werden, um seine Verwendung im Wasser, beispielsweise als Unterwasserschiffkonstruktionen und dgl., zu erleichtern.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht des unteren Heckteils eines Schiffes mit einer Schiffsschraubenwelle und einer Wellenhalteeinrichtung;
Fig. 2 ist eine Unteransicht des unteren Heckteils des Schiffes von Fig. 1, wobei die beiden Antriebswellen mit ihren Schiffsschrauben gezeigt sind;
Fig. 3 ist eine Ansicht einer Kupplung für eine Schiffsschraubenantriebswelle und einer Kupplungsabdeckung und einer Außenmantelabdeckung gemeinsam mit einer Lagereinheit, wobei ein Teil weggebrochen ist, um den Strömungsweg von Linie 3-3 von Fig. 1 aus zu zeigen;
Fig. 4 ist eine Ansicht der Kupplungsabdeckung und des Außenman teis entlang der Linie 4-4 von Fig. 2;
Fig. 5 ist eine entlang der Linie 5-5 von Fig. 4 geschnittene Draufsicht der Kupplungsabdeckung und des Außenmantels;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht der Kupplungsabdeckung und des Außenmantels wie in Fig. 5, aber mit teilweise geschnittenen Teilen, und zeigt die Schaufeln an der Kupplungsabdeckung von Linie 6-6 von Fig. 5 aus gesehen;
Fig. 7 ist eine entlang der Linie 7-7 von Fig. 4 geschnittene Ansicht der Lageranordnung, wobei ein Teil weggebrochen ist, um die Lagerrippen zu zeigen;
Fig. 8 ist eine Vorderansicht des Außenmantels oder der Schiffsschraubenabdeckung von der Linie 9-9 von Fig. 6 aus;
Fig. 9 ist eine entlang der Linie 9-9 von Fig. 6 geschnittene Vorderansicht des Außenmantels, der Kupplungsabdeckung und der Schiffsschraubenwelle;
Fig. 10 ist eine vergrößerte geschnittene Ansicht der Kupplungsabdeckung und der Schaufel aus Fig. 9;
Fig. 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Kupplungsabdeckung, wobei die Antriebswellen und die Kupplung in Phantomlinien dargestellt sind;
Fig. 12 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Strömung des Wassers zwischen der Kupplungsabdeckung und dem Außenmantel durch die Lageranordnung, die von einer Strebe gehalten ist, darstellt;
Fig. 13 ist eine schematische Ansicht der Lageranordnung und Abdeckungen, wobei die Strömung des Wassers bei sich gegen den Uhrzeigersinn drehender Welle gezeigt ist;
Fig. 14 ist eine schematische Ansicht der Lageranordnung und Abdeckungen, wobei die Strömung des Wassers bei sich im Uhrzeigersinn drehender Welle gezeigt ist;
Fig. 15 ist eine schematische Ansicht der von einer Strebe gehaltenen Lageranordnung, wobei die jeweiligen Abdeckungen zwecks Inspektion und Wartung axial von der Lageranordnung wegbewegt sind;
Fig. 16 ist eine Seitenansicht einer Kupplungsabdeckung und einer Lageranordnung, wobei eine modifizierte Form der Pumpschaufeln an der Kupplungsabdeckung gezeigt ist;
Fig. 17 ist eine Draufsicht auf eine einzelne Schaufel an der Kupplungsabdeckung gemäß Fig. 16;
Fig. 18 ist eine Seitenansicht einer weiteren Modifizierung einer Schaufel an einer Kupplungsabdeckung;
Fig. 19 ist eine Draufsicht der in Fig. 18 gezeigten Schaufel;
Fig. 20a ist eine Seitenansicht der in Fig. 18 gezeigten Schaufel;
Fig. 20b ist eine Seitenansicht der in Fig. 20a gezeigten Schaufel, wobei jedoch ein Teil weggebrochen ist, um die Elastomerbefestigung zu zeigen;
Fig. 21 ist eine Seitenansicht einer modifizierten Form der Pumpschaufeln, die an einem ringförmigen Schaufelhalter befestigt sind, welcher sich zwischen einer Lageranordnung und einer Kupplungsabdeckung befindet;
Fig. 22 ist eine Vorderansicht der Schaufeln und des ringförmigen Schaufelhalters gemäß Fig. 21;
Fig. 23 ist eine entlang der Linie 23-23 von Fig. 22 geschnittene Ansicht des ringförmigen Schaufelhalters;
Fig. 24 ist eine Seitenansicht eines ringförmigen Schaufelhalters gemäß Fig. 23, wobei die Flexibilität der Schaufel in Reaktion auf eine Veränderung der Antriebswellendrehung dargestellt ist;
Fig. 25 ist eine perspektivische Ansicht des ringförmigen Schaufelhalters und der darin befestigten Schaufeln gemäß Fig. 21;
Fig. 26 ist eine Seitenansicht einer modifizierten Pumpschaufel an einem separaten ringförmigen Halter gemäß Fig. 21;
Fig. 27 ist eine Vorderansicht der modifizierten Form der in einem ringförmigen Halter befestigten Pumpschaufeln;
Fig. 28 ist eine Seitenansicht der Pumpschaufeln und eines ringförmigen Halters gemäß Fig. 27, wobei ein Teil des ringförmigen Halters weggebrochen ist;
Fig. 29 ist eine perspektivische Ansicht des ringförmigen Halters und der Pumpschaufeln des Ausführungsbeispiels gemäß den Fign. 26- 28;
Fig. 30 ist eine Seitenansicht einer modifizierten Form von Pumpschaufel und Halter, die zwischen einer Lageranordnung und einer Abdeckung befestigt sind, wobei die Antriebswelle mit einer Schiffschraube verbunden ist und ein Seilschutz daran angrenzt.
In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in den mehreren Ansichten durchgehend gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, zeigen die Fign. 1 und 2 zwei sich längserstreckende Schiffsschraubenwellen oder Antriebswellen 10 und 11, die jeweils von Streben oder Armen gehalten sind, die ihrerseits vom Schiffsrumpf 15 herunterhängen und in geeigneter Weise daran angebracht sind. Die Wellen 10 und 11 weisen separate Axialmittellinien auf und haben eine vergleichbare Konstruktion, und nur die Welle 10 wird beschrieben. Die Welle 10 ist aus axial ausgerichteten Wellenteilen oder Antriebswellen 16,17 und 18 zusammengesetzt, die durch Kupplungen 19 miteinander verbunden sind, wie dies in den Fign. 31 5 und 6 deutlicher gezeigt ist. Alle Kupplungen sind gleich, und nur die Kupplung für aneinandergrenzende Endteile der Wellen 17 und 18 wird beschrieben Die aneinandergrenzenden Enden der Wellenteile 17 und 18 weisen kreisförmige Flansche 21 bzw. 22 auf, die durch Bolzen 23 oder andere geeignete Einrichtungen aneinander befestigt sind. Der eine freiliegende Endteil der Welle 16 ragt durch eine geeignete Stopfbüchse 24 zum Anschluß an die Maschine des Schiffes in den Schiffsrumpf 15 hinein. Die Wellen 10 und 11 weisen jeweils Schiffsschrauben 26 bzw. 27 mit variabler Blattschrägstellung auf, die in geeigneter Weise an ihren betreffenden Enden befestigt sind.
Die Flansche 21 und 22 sind durch zwei Mantelhälften (Fig. 11) 28 und 29 abgedeckt, die durch geeignete Schraubenbolzen miteinander verbunden sind. Die Mantelhälften 28 und 29 sind an ihren Enden jeweils mit Aussparungen versehen, um die Wellen 17 und 18 dicht zu umgeben und reibschlüssig in der Nähe der aneinanderstoßenden Enden dieser Wellen und ihrer Flansche 21 und 22 an ihnen anzugreifen. Zwischen den Wellenteilen 17 und 18 und den jeweiligen Endteilen der Mantelhälften 28,29 kann eine ringförmige Dichtung 31 angeordnet sein, um eine abgedichtete Kammer zur Aufnahme eines geeigneten Füllmaterials oder Schutzmittels zu bilden. Der generelle Umriß dieser verbundenen Mantelhälften 28 und 29 ist im wesentlichen elliptisch oder oval, um eine Halte- oder Kupplungsabdeckung bzw. -gehäuse 30 zu bilden. Zwar ist das Beispiel elliptisch, aber auch andere Formen werden in Betracht gezogen, wie im folgenden beschrieben wird. Die Abdeckung bzw. das Gehäuse 30 der Kupplung ist fest an den jeweiligen Wellenteilen 17 und 18 befestigt, um sich mit diesen zu drehen. Die Kupplungsabdeckung weist eine Vielzahl von umf angsmäßig voneinander beabstandeten Schaufeln 32 auf, die an ihrer Außenfläche auf einer spiral- oder schraubenförmigen Bahn relativ zu der Längsmittellinie oder Axialmittellinie der Welle 10 befestigt sind. Die Schaufeln 32 sind massiv und können bei dem Formen der Mantelhälften 28 und 29 angeformt werden oder separat geformt und in geeigneter Weise an diesen Mantelhälften angebracht werden. Eine Schaufel ist ein dünner ebener oder gebogener Gegenstand, der dazu gebracht wird, sich um eine Achse zu drehen, um das Strömen eines Fluids zu bewirken, oder der einen Fluidstrom umlenkt. Die Schaufeln können schraubenlinienförmig, wie in Fig. 3 gezeigt, oder eine Reihe von ebenen dünnen Teilen sein, wie dies in Fig. 23 offenbart ist.
Dicht angrenzend an die Mantelhälften 28 und 29 ist ein Lagergehäuse oder Versteifungs-Laufbuchsen 40 montiert, der von einer Strebe 13 gehalten wird. Das Gehäuse bzw. die Versteifungs-Laufbuchse 40 weist zwei voneinander beabstandete ringförmige Stirnflächen 42 auf (Fig. 4), wobei Gewindebohrungen 43 sich in das Gehäuse hinein erstrecken. Das Gehäuse 40 weist eine mittige Öffnung oder Bohrung 44 mit einer Mittelachse zur Aufnahme einer zu beschreibenden Lagereinheit auf. Die Lagereinheit weist einen äußeren zylindrischen Mantel 45 auf, der eine Vielzahl von umfangsmäßig voneinander beabstandeten Lagerrippen 46 aufnimmt. Jede Rippe 46 weist ein rechtwinkliges Lagerhalteelement bzw. eine Verstärkungsunterlage 47 auf, die aus einem hochwertigen korrosionsbeständigen Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht besteht. Ein Elastomerlagerelement 48 ist in geeigneter Weise mit jedem Lagerhalteelement 47 verbondet.
Das Lagergehäuse, der Zylindermantel 45 und die Rippen bilden eine Lageranordnung, die von der Strebe 13 gehalten wird, wobei diese einstückig mit dem Lagergehäuse ausgebildet oder in geeigneter Weise daran angebracht sein kann.
Ein Elastomer ist als eine Substanz definiert, die bei Raumtemperaturen mindestens auf das Doppelte ihrer ursprünglichen Länge gestreckt werden kann und nach der Streckung und dem Wegfallen des Spannung in kurzer Zeit mit Macht wieder ungefähr ihre ursprüngliche Länge erlangt (siehe Glossary of Terms, von ASTM Committee Dil on Rubber and Rubberlike Materials ausgearbeitet und von der American Society for Testing Materials veröffentlicht).
Das verwendbare Elastomer- oder Gummimaterial kann ein beliebiges der bekannten Elastomere sein, zu denen zum Beispiel Naturkautschuk, Copolymere von Butadien und Acrylnitril, copolymere von Butadien und Styrol, Copolymere von Butadien und Alkylacrylaten, Butylkautschuk, Olefinkautschuke wie Ethylen-Propylen- und EPDM- Gummi, Fluorkohlenstoffkautschuke, Fluorsilikonkautschuke, Sihkonkautschuke, chlorsulfoniertes Polyethylen, Polyacrylate, Polybutadien, Polychloropren und dergleichen gehören.
Der Außenmantel 45 und die Rippen 46 sind derart in dieser mittigen Bohrung 44 des Gehäuses 40 angeordnet, daß ihre Enden jeweils an zwei halbkreisförmigen Halteringen 49 anliegen, die an den Endabschnitten des Gehäuses 40 befestigt sind. Die Ringe 49 weisen eine Vielzahl von umfangsmäßig voneinander beabstandeten Bohrungen auf, welche Schrauben 51 aufnehmen, welche ihrerseits in die jeweiligen Gewindebohrungen 43 eingeschraubt sind, um die Lagereinheiten in dem Gehäuse 40 sicher zu befestigen, wobei die jeweiligen Rippen 46 die Schiffschraubenwellen 10 umgeben und halten.
Wie in Fig. 7 gezeigt, sind zwischen den einzelnen benachbarten Rippen 46 jeweils Zwischenräume vorgesehen, die eine Vielzahl von umfangsmäßig voneinander beabstandeten Nuten bilden, um ein zum Schmieren der Gummilagerflächen sowie zum Kühlen der Lageranordnung geeignetes Strömen des Wassers zu gewährleisten. Die jeweiligen Rippen 46 sind austauschbar und durch das Entfernen der Halteringe 49 leicht zugänglich.
Eine ovale Gehäuse-, Mantel-, Abdeckungs- oder Fairwaternase 53 aus Metall ist aus zwei Mantelhälften 54 und 55 zusammengesetzt (Fign 1 und 2), die durch Schrauben 56 in geeigneter Weise aneinander befestigt sind. Das eine Ende der Fairwaternase 53 ist auf geeignete Weise mit dem Haltering 50 oder dem Lagergehäuse 40 verbunden, um ein selektives Abnehmen zur Inspektion der Lager und ihrer Wartung zu ermöglichen. Der andere Endteil des Fairwaters 53 verjüngt sich nach unten über die Kupplungsabdeckung 30, um einen ringförmigen Zwischenraum 57 zwischen dem Fairwater und der Außenumfangsfläche des Wellenteus 17 zu bilden. Die allgemeine äußere und innere Form oder Kontur des Fairwaters 53 entspricht der allgemeinen äußeren elliptischen Form der Kupplungsabdeckung 30 gemäß Fig. 3, um zwischen diesen einen ringförmigen Strömungsweg zu bilden, der ausreichend Freiraum zur Aufnahme der schraubenförmigen Pumpschaufeln 32 bietet, welche sich auf der Außenseite der Kupplungsabdeckung 30 befinden. Auf diese Weise können bei sich drehender Antriebswelle 16 die Kupplungsabdeckung 30 und die Schaufeln 32 sich mitdrehen, wobei sie an dem Zwischenraum 57 Wasser einziehen und es durch den Zwischenraum zwischen benachbarten Lagerrippen 46 hinausdrücken, um sowohl die Lagerflächen zu schmieren als auch die Lageranordnung zu kühlen. Hinter dem Lagergehäuse 40 und der Fairwaternase 53 ist ein konisches Gehäuseoder Fairwaterheck 61 angeordnet, dessen Umriß mit dem der Fairwaternase 53 vergleichbar ist, das jedoch insgesamt kürzer ist. Das Fairwater 61 weist eine ovale Basis 62 auf, die sich zu einem kleineren ovalen Teil 63 verjüngt (Fig. 15), so daß sich ein dynamisch profiliertes Gehäuse ergibt, über das das Wasser ungehindert hinwegströmen kann. Auf ähnliche Weise weist das Innere des Fairwaters 61 eine glatte Kontur auf, die die Wasserströmung von dem Fairwater 53 und der Lageranordnung 40 weg nach außen leitet, um einen ungehinderten Strömungsweg aufrechtzuerhalten.
Das Fairwater 53 wird als Fairwaternase bezeichnet, während das Fairwater 61 Fairwaterheck genannt wird.
Fig. 11 offenbart in Phantomlinien die axial ausgerichteten Wellenteile 17 und 18, die mittels einer Kupplung 19 aneinander befestigt sind, die zwei Mantelhälften 28 und 29 aufweist, welche an den Wellenteilen sicher befestigt sind, um eine Drehkupplungsabdeckung 30 mit schraubenlinienförmigen Schaufeln 32 zu bilden, die ihrerseits von einem aus zwei Mantelhälften 54 und 55 zusammengesetzten Fairwater 53 umgeben ist.
Eine Modifizierung der Erfindung ist in Fig. 16 gezeigt, die eine mit 64 bezeichnete Kupplungsabdeckung offenbart, welche eine Vielzahl von Schaufeln oder Flossen 65 aufweist, die in geeigneter Weise mit dem stromaufwärts oder rückwärtig angeordneten Teil der Kupplungsabdeckung 64 verbunden sind. Diese Flossen bestehen aus einer flexiblen Elastomermischung, so daß sie sich entsprechend der Drehrichtung der Wellenteile geringfügig biegen können. Bei dieser Ausbildung der Kupplungsabdeckung 64 ist die Abdeckung über den Hauptteil ihrer axialen Länge im wesentlichen zylindrisch und verjüngt sich bei 66 an ihrem rückwärtigen Teil stark, so daß sie die Wellenteile eng umgibt und reibschlüssig daran angreift und auf geeignete Weise daran befestigt ist, so daß eine gleichzeitige Drehung mit diesen gewährleistet ist. Diese Art der Anordnung der Schaufeln oder Flossen garantiert, daß der Purnpvorgang der Schaufeln oder Flossen ungeachtet der Drehrichtung der Wellenteile Wasser durch die Lageranordnung pumpt. Wie bei dem ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel umgibt ein Fairwater oder eine Abdeckung 68 die Kupplungsabdeckung 64 und ist an der Lageranordnung 40 angebracht, wobei sie zwischen ihrer Innenfläche und der Kupplungsabdeckung 64 einen ringförmigen Zwischenraum beläßt, während sie an ihrer Vorderposition mit einem Freiraum um den Wellenteil 17 abschließt, um ein zweckmäßiges Strömen der Schmierfluide zu garantieren. Diese Modifizierung sowie andere Modifizierungen sind der Einfachheit halber mit Bezug auf die Wellenteile 17 und 18 und deren Kupplung 19 beschrieben, jedoch gleichermaßen auf andere Wellenteile oder überall dort, wo eine Stützstrebe erforderlich ist, anwendbar. In bestimmten Fällen, in denen eine Streben- und Lageranordnung zum Halten eines Wellenteiles verwendet wird, kann eine Kupplungsabdeckung sogar dann, wenn eine Kupplung fehlt, verwendet werden, so daß ihre Funktion darin liegt, die Einrichtung zur Schmierung der Rippen einer Lageranordnung zu bilden.
Eine weitere Modifizierung der Erfindung ist in den Fign. 18, 19 und 20 gezeigt, die eine mit 71 bezeichnete Kupplungsabdeckung offenbaren. Die Konstruktion und Kontur der Abdeckung 71 ist im wesentlichen identisch mit derjenigen der in dem ersten Ausführungsbeispiel der Fign. 3 bis 6 beschriebenen Drehkupplungsabdekkung 30, außer daß die Schaufeln 72 an der Abdeckung 71 aus einer flexiblen Elastomermischung bestehen, wobei sie mit Gewebe verstärkt sein können oder ggf. eine eingebettete Versteifungsrippe aufweisen, um der Schaufel 72 eine gewisse Steifigkeit zu verleihen und dennoch ihre Biegbarkeit zu ermöglichen, wie in Fig. 19 gezeigt. In Wirklichkeit sind die Schaufeln 72 im Vergleich zu den feststehenden Schaufeln des ersten Ausführungsbeispiels (Schaufeln 32) flexibel. In Draufsicht sind die Schaufeln 72 länglich und weisen ein abgerundetes Vorderende 73 und ein sich verjüngendes hinteres Ende 74 auf. Das Vorderende 73 der Schaufel 72 ist dicker als der übrige Teil der Schaufeln, so daß sich ein in Fig. 20 (in Seitenansicht gesehen) mit "A" bezeichneter Zwischenraum ergibt, der das Biegen des rückwärtigen Teils 74 erleichtert, um dessen Pumpen von Wasser beim Drehen der Kupplungsabdeckung 71 in gleichwelcher Richtung zu ermöglichen. Das Vorderendteil 73 ist fest und in geeigneter Weise an der Kupplungsabdeckung befestigt, gemäß Fig. 19 mittels einer Gewindeschraube 75. Um die Ausrichtung der Schaufeln 72 an der Kupplungsabdeckung 71 zu gewährleisten, kann mehr als eine Schraube verwendet werden. Wie in den anderen Ausführungsbeispielen ist die Kupplungsabdeckung 71 von einem Fairwater 76 so umgeben, daß sich zwischen diesem und der Außenfläche der Kupplungsabdeckung 71 ein Zwischenraum für den Durchtritt von Wasser ergibt, damit die Lageranordnung, wie zuvor beschrieben, geschmiert werden kann.
Eine weitere Modifizierung dieser Erfindung sieht Flossen 72 aus starrem Material vor und weist eine Elastomerverbindung statt der Gewindeschraube 75 auf, um somit ein Nachgeben der starren Schaufel an ihrer Elastomerverbindung zu ermöglichen, die in der Praxis, wie in Fig. 2db dargestellt, als Torsionsfeder wirken würde. Die Flosse 72' ist als an einer in Draufsicht quadratischen Elastomerbuchse 69 befestigt dargestellt, wobei die Buchse 69 zu ihrer Befestigung an einer Kupplungsabdeckung mit einer Sechsoder Vierkantgewindebuchse 70 verbunden ist. Die Elastomerbuchse 69 mit ihrem Zwischenverbindungsstück zu der Kupplungsabdeckung und der Flosse 72' wirkt als Torsionsfeder.
Eine weitere Modifizierung der Erfindung ist in den Fign. 21 bis 25 dargestellt, die eine Kupplungsabdeckung 80 offenbaren, deren Kontur ähnlich derjenigen der Kupplungsabdeckung 64 von Fig. 16 ist, obwohl jede hydrodynamisch profilierte Form einschließlich der von Fig. 6 in Betracht gezogen wird. Stromaufwärts der Kupplungsabdeckung 80 befindet sich das Lagergehäuse 40, das wie zuvor beschrieben seine Rippen enthält. Ein Fairwater oder ein Außenmantel 81 mit einem vorderen hemisphärischen Teil 82 und einem sich in Längsrichtung erstreckenden zylindrischen Teil 83 umgibt die Kupplungsabdeckung 80 und ist an dem Lagergehäuse 40 in geeigneter Weise derart angebracht, daß eine Kammer 84 dazwischen gebildet wird. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen folgt der Umriß des Fairwaters 81 dem allgemeinen Umriß der Kupplungsabdeckung 80, so daß zwischen ihnen ein ringförmiger Zwischenraum 58 gebildet wird, um das Strömen von Wasser in die Kammer 84 zur Schmierung der Rippen der benachbarten Lageranordnung in dem Lagergehäuse 40 zu ermöglichen. Außerdem umgibt das Vorderende des hemisphärischen Teils 82 dicht die Antriebswelle, um das Strömen von Wasser in die Kammer 84 zu ermöglichen. Zwischen dem Lagergehäuse 40 und der Kupplungsabdeckung 80 ist eine Nabe 85 angeordnet, die aus zwei Hälften zusammengesetzt ist, welche innere Kranzteile 86,87 und äußere Kranzteile 88,89 enthalten. Die inneren Kranzteile 86,87 der einen Hälfte sind mit den äußeren Kranzteilen 88,89 der anderen Hälfte durch sich radial erstreckende Teile verbunden, die mittels geeigneter Schrauben miteinander verbunden sind, um diese Nabe 85 zu bilden, die reibschlüssig an der Außenumfangsfläche des Wellenteils 18 angreift, um die Drehung mit diesem zu gewährleisten. Eine Vielzahl von umfangsmäßig voneinander beabstandeten Elastomerschaufeln 90 ist in geeigneter Weise zwischen den Innenkranzteilen 86,87 und den Außenkranzteilen 88,89 befestigt. Die Schaufeln 90 können aus einer Elastomermischung mit oder ohne Gewebeverstärkungselementen zur Einschränkung der Flexibilität ihrer Biegung konstruiert sein. In Draufsicht hat der Querschnitt jeder Schaufel 90 ein abgerundetes Ende wie bei 91, dessen Seiten sich zu einem Scheitel zuspitzen. Gemäß Fig. 23 sind die Schaufeln in diesem Ausführungsbeispiel einstückig mit den inneren bzw. äußeren Kranzteilen 86,87 und 88,89 ausgebildet. Im normalen stationären Zustand dieser Nabe 85 nach Montage auf dem Wellenteil 18 sind die Scheitelpunkte 92 der Schaufeln 72 an Ebenen entlang angeordnet, die die Axialmittellinie passieren (in Fig. 22 mit B bezeichnet). Daher biegen sich die Schaufeln bei Drehung des Wellenteiles 18, um an dem in der Kammer 84 enthaltenen Wasser eine Pumpwirkung durch die Lageranordnung zu erzielen, um die Rippen zu schmieren. Zwar offenbart Fig. 21, daß sich die Nabe 85 mit ihren Schaufeln 90 zwischen der Kupplungsabdeckung 80 und dem Lagergehäuse 40 befindet, doch können diese Nabe 85 und ihre Schaufeln 90 auch dort verwendet werden, wo es keine Kupplung 19 und keine Notwendigkeit für eine Kupplungsabdeckung 80, sondern nur ein Fairwater oder einen Außenmantel 83 und eine Lageranordnung und ein Lagergehäuse 40 gibt. Bei Drehung der Welle und der Nabe 85 auf übliche Weise zwecks Vorwärtsbewegung des Schiffes oder Wasserfahrzeugs wirken die Schaufeln als Pumpen, um das Wasser zwangsweise zu den Rippen in der Lageranordnung strömen zu lassen. Erfolgt die Drehung der Welle in umgekehrter Richtung, bewirken dieselben Schaufeln, daß das Wasser durch die Lageranordnung gezogen wird.
Eine weitere Modifizierung der Erfindung ist in den Fign. 26 bis 29 gezeigt, die eine Nabe 95 offenbaren, deren Konstruktion ähnlich der in Fig. 18-23 offenbarten ist und welche zur Erleichterung ihrer Anbringung an einer Antriebswelle zwei miteinander verbundene Hälften aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Vielzahl von umfangsmäßig voneinander beabstandeten Pumpschaufeln 96 in geeigneter Weise an einem Ende an der Nabe 95 befestigt, und zwar zwischen einem inneren Kranzteil und einem äußeren Kranzteil, wobei die Schaufeln im wesentlichen derart innerhalb der Nabenkonstruktion liegen, daß sie im Normalzustand in einer Umfangsebene angeordnet sind, die senkrecht zu der Drehachse dieser Nabe 95 ist, die in Fig. 27 mit C und in Fig. 29 mit C-C bezeichnet ist. Ein Ende jeder Schaufel ist mittels eines Stiftes 97 an der Nabe 95 befestigt, wodurch ermöglicht wird, daß der übrige Teil der Schaufel 96 sich bei Drehung der Antriebswelle, mit der diese Nabe verbunden ist, biegen kann und Wasser zu den Rippen einer Lagereinheit pumpt, welcher sie zugeordnet ist, wie dies bei den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben ist.
Eine weitere Modifizierung der Erfindung ist in Fig. 30 gezeigt, die eine Schiffsschrauben- oder Antriebswelle 100 offenbart, welche in einer Lageranordnung 101 gelagert ist, welche mit der oben beschriebenen und in den Fign. 4, 7, 21 und 26 offenbarten vergleichbar ist und eine Versteifungs-Laufbuchse oder ein Strebengehäuse 102 aufweist, das in geeigneter Weise von einer Strebe 103 gehalten ist. An die Versteifungs-Laufbuchse 102 angrenzend ist ein zylindrischer Seilschutz 104 befestigt, der an der Welle 100 befestigt ist, und angrenzend an den Seilschutz 104 ist eine zylindrische Nabe 105 mit radial nach außen von ihr abstehenden Schiffsschraubenblättern befestigt. An dem Endteil der Welle 100 und an die Nabe 105 angrenzend ist eine halbkugelige Kappe 107 mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten Öffnungen 120 zur Erleichterung des Austritts von Wasser aus der Lageranordnung 101 montiert. An der Welle 100 ist eine Nabe 108 mit Schaufeln 109 befestigt, die identisch mit der zuvor beschriebenen Nabe 85 und den oben mit Bezug auf die Fign. 21 bis 26 beschriebenen Schaufeln 90 sind, wobei die Schaufeln 109 Wasser durch die Lageranordnung pumpen. Eine Abdeckung 110 umgibt die Nabe 108 und den daran angrenzenden Teil der Welle 100. Ein Ende 111 der Abdeckung 110 ist in geeigneter Weise an der Versteifungs-Laufbuchse 102 befestigt, während das andere Ende 112 die Welle 100 unter Belassung eines Zwischenraums, durch den Wasser in die von der Außenfläche von Welle 100, Abdeckung 110 und Lageranordnung 101 gebildeten Kammer 115 eindringt, eng umgibt. Bei Drehung der Welle 100 pumpen die Schaufeln 109 das Wasser aus der Kammer 115 durch die Lageranordnung 101 und durch die Öffnungen 120 nach außen.
Bei der oben beschriebenen Pumpwirkung der elastomeren oder flexiblen Schaufeln pumpen diese aufgrund ihrer Flexibilität und ihrer beschränkten Nachgiebigkeit in der an der sich drehenden Welle angebrachten Nabe das Wasser in jede Drehrichtung der Antriebswelle. Diese Schaufeln sind insbesondere dort anwendbar, wo das Strömen von Wasser zum Schmieren eines Lagers erforderlich ist, selbst wenn der Fairwater/Kupplungsabdeckung-Zustand nicht gegeben ist, wie in dem Fall, in dem lediglich eine Nabe und ihre Schaufeln an eine Lageranordnung angrenzend befestigt sind.

Claims

1. Schiff mit einem Schiffsrumpf (15), einem Motor in dem Rumpf (15), einer Schiffsschraube (26,27) am Heck des Schiffes, Unterwasserwellen (16,17,18), die den Motor antriebsmäßig mit der Schiffsschraube (26) verbinden, und einer die Wellen (16,17,18) umgebenden Lagereinrichtung (45-48), um die Wellen (16,17,18) drehbar zu halten,

gekennzeichnet durch

mindestens zwei separate, axial fluchtende Wellen (17,18), die den Motor und die Schiffsschraube (26) miteinander verbinden, wobei eine der Wellen (17) mit dem Motor und die andere der Wellen (18) mit der Schiffsschraube (26) verbunden ist,

eine Kupplungseinrichtung (19), die die beiden Wellen (17,18) zur gleichzeitigen Drehung aneinander befestigt,

eine Kupplungsabdeckung (30;64;71), die die Kupplungseinrichtung (19) umgibt und drehfest an den Wellen (17,18) befestigt ist,

ein Halteteil (12,13,14), das andern Rumpf (15) befestigt ist und sich nach unten bis zu einer an die Kupplungsabdeckung (30;64;71) angrenzenden Position erstreckt, wobei

die Lagereinrichtung (45-48) mit dem Halteteil (12,13,14) verbunden ist und die andere der Wellen (18) umgibt,

eine Außenabdeckung (53;68;76) die Kupplungsabdeckung (30;64;71) umgibt und an dem Halteteil (13) befestigt ist,

die Kupplungsabdeckung (30;64;71) einen Zwischenraum (57;77) zwischen der Kupplungsabdeckung (30;64;71) und der Außenabdeckung (53;68;76) hat, um das Strömen von Wasser dazwischen

und durch die Lagereinrichtung (45-48) zur Schmierung der Welle (18) und Lagereiririchtung (45-48) zu ermöglichen, und

eine Vielzahl von an der Kupplungsabdeckung (30;64;71) befestigten Schaufeln (32;65;72;72') zum Pumpen von Wasser durch den Zwischenraum (57;77) und durch die Lagereinrichtung (45-48) bei Drehung der Wellen (17,18).

2. Schiff nach Anspruch 1, bei dem die Außenkontur der Kupplungsabdeckung (30,71) oval ist.

3. Schiff nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Schaufeln (32;65;72;72') mit umfangsmäßigem Abstand voneinander um die Kupplungsabdeckung (30; 64; 71) angeordnet sind.

4. Schiff nach Anspruch 31 bei dem die Schaufeln (32) in Helices um die Kupplungsabdeckung (30) verlaufen.

5. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Schaufeln (65;72;72') jeweils ein flexibles, sich in Längsrichtung erstreckendes Teil mit einer Schwenkverbindung zu der Kupplungsabdeckung (64;71) am stromab gelegenen Teil der Schaufel (65;72) sind.

6. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Schaufeln (65;72;72') jeweils aus einem Elastomermaterial bestehen, um biegsam zu sein, und die Schaufel (65;72) einen an der Kupplungsabdeckung (64;71) befestigten stromab gelegenen Teil aufweist, der bei Drehung der Wellen (17,18) eine Biegung zu dem stromauf gelegenen Teil der Schaufel (65;72) ermöglicht.

7. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Schaufeln (72') starr sind und mittels einer Torsionsfeder (69,70) mit der Kupplungsabdeckung (71) verbunden sind, um zum Pumpen von Wasser durch die Lagereinrichtung (45-48) eine relative Drehung zu ermöglichen.

8. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Lagereinrichtung (45-48) eine Vielzahl von umfangsmäßig voneinander beabstandeten Rippen (46) aufweist, die sich mit Nuten am Innenumfang der Lagereinrichtung abwechseln, um das Strömen des mittels der Schaufeln (32;65;72;72') gepumpten Wassers durch die Nuten zu ermöglichen.

9. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Pumpschaufeln (32;65;72;72') aus einer Anti-Fouling-Elastomerverbindung geformt sind.

10. Fluidgeschmiertes Lager, mit

einer Welle (18), die drehbar in einer Lageranordnung (45-48) angeordnet ist, wobei die Lageranordnung (45-48) die Welle (18) umgibt und eine Vielzahl von umfangsmäßig voneinander beabstandeten Stegen (46) aufweist, die durch Nuten getrennt sind, wobei die Stege (46) Bereiche der sich drehenden Welle (18) zu deren Lagerung kontaktieren, gekennzeichnet durch

einen Halter (13), der das Lager mit dem Rumpf (15) eines Schiffes verbindet, wobei

die Lageranordnung (45-48) mit dem Halter (13) verbunden und die Welle (18) drehbar in dem Halter (13) befestigt ist,

ein Außenmantel (53;76) an dem Halter (13) befestigt ist und einen Teil der Welle (18) umgibt,

ein Ende des Außenmantels (53;76) einen Zwischenraum zwischen seinem äußeren Ende und der Welle (18) hat, um das Strömen von Wasser durch die Nuten des Lagers zu ermöglichen,

zwischen dem Außenmantel (53;76) und der Welle (18) eine ovale Abdeckung (30;71) befestigt ist, wobei ein Zwischenraum (57;77) vorgesehen wird, und

die ovale Abdeckung (30;71) drehfest an der Welle (18) befestigt ist und eine Vielzahl von Schaufeln (32;72) drehfest an der Abdeckung (30;71) angebracht sind, um Wasser zur Schmierung der Stege (46) an der Lageranordnung (45-48) durch den Zwischenraum (57;77) zwischen der Abdeckung (30;71) und dem Mantel (53;76) zu drücken.

11. Gehäusestruktur zur Verwendung mit einer Antriebswelle (17,18), mit einem die Welle (17,18) umgebenden ersten Gehäuse (53,76),

gekennzeichnet durch

eine drehfest an der Welle (17,18) befestigte Kupplung (19),

ein zweites langgestrecktes ovales Gehäuse (30;71) mit einer Außenfläche und zwei voneinander beabstandeten Endbereichen mit durchgehenden Bohrungen zum Ermöglichen der Durchführung der Welle (17,18) und zur Befestigung des ovalen Gehäuses (30;71) an der Welle (17,18), wobei

das erste Gehäuse (53;76) einen beträchtlichen Teil des zweiten Gehäuses (30;71) umgibt und von diesem beabstandet ist, um einen Zwischenraum (57;77) zu bilden,

das erste Gehäuse (53;76) an einer Strebe (13) zum Anbringen an dem Rumpf (15) eines Schiffes befestigt ist, und

an der Außenfläche des ovalen Gehäuses (30;71) Schaufeln (32;72) angebracht sind und sich mit diesem drehen, um bei Drehung der Welle (17,18) Fluid durch den Zwischenraum (57;77) zu pumpen.

12. Gehäusestruktur nach Anspruch 11, bei der die Schaufeln (32) als Helices entlang der Außenfläche des ovalen Gehäuses (30) verlaufen.

13. Gehäusestruktur nach Anspruch 12, bei der die Außenfläche des ovalen Gehäuses (30) zum Verhindern des Ansetzens von Entenmuscheln und Bewuchs im Meerwasser aus einem Anti-Bewuchs- Material besteht.

14. Kombination eines Schiffsrumpf (15) mit

einem Wellenlager, einer Antriebswelle (18;100), die von dem Schiffsrumpf (15) aus durch das Wellenlager (45-48) aus diesem heraus und davon wegragt, wobei die Antriebswelle (18;100) eine axiale Mittellinie (C) aufweist und an der Antriebswelle (18;100) eine Schiffsschraube (26;105,106) drehfest montiert ist,

einer zum Halten der Antriebswelle (18;100) an dem Rumpf (15) angebrachten Trägereinrichtung (12-14; 103)

einer in dem Träger (12-14;103) angebrachten Lageranordnung (45-48), die eine mittige Öffnung mit einer Mittelachse aufweist, welche sich mit der axialen Mittellinie (C) deckt,

einer Vielzahl von umf angsmäßig voneinander beabstandeten Rippen (46), die in der Lageranordnung (45-48) angebracht sind und in die mittige Öffnung hineinragen, um die Antriebswelle (18;100) drehbar zu lagern;

einer Vielzahl von sich zwischen den voneinander beabstandeten Rippen (46) befindenden Nuten in der Lageranordnung (45-48) zum Ermöglichen des Strömens von Wasser durch die Lageranordnung (45-48),

einem an der Antriebswelle (18;100) angrenzend an die Lageranordnung (45-48) angebrachten und drehfest an der Antriebswelle (18;100) befestigten Stützteil (85;85;108),

einer Vielzahl von umfangsmäßig voneinander heabstandeten Schaufeln (90;96;109) , die an dem Stützteil (85;95;108) befestigt sind und bei Drehung der Antriebswelle (18;100) zum Drücken von Wasser durch die Nuten an der Lageranordnung (45- 48) wirksam sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Schaufeln (90;96;109) jeweils im wesentlichen flache Elastomerteile mit einem beabstandeten Endbereich sind, und

ein Endbereich jeder der Schaufeln (90;96;109) an dem Stützteil (85;95;108) befestigt ist, um bei Drehung der Antriebswelle (18;100) den erzwungenen Strom von Fluiden mittels der Schaufeln (90;96;109) zu ermöglichen.

15. Kombination nach Anspruch 14, bei der alle der im wesentlichen flachen Elastomerschaufelteile (96) bei sich nicht drehender Antriebswelle (18;100) in einer senkrecht zu der axialen Mittellinie (c) verlaufenden Ebene liegen.

16. Kombination nach Anspruch 14, bei der jedes der im wesentlichen flachen Elastomerteile (90) bei sich nicht drehender Antriebswelle (18;100) in einer durch die axiale Mittellinie (0) verlaufenden Ebene liegt.

17. Kombination nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei der das Stützteil (85;95;108) ein inneres umfangsmäßig verlaufendes Kranzteil (86,87) aufweist, welches eine Achse aufweist, die sich mit der axialen Mittellinie (0) deckt, und bei der die Schaufeln (90;96;109) zwischen dem Kranzteil (86,87) und einem äußeren Kranzteil (88,89) montiert und daran angebracht sind, um bei Drehung der Antriebswelle (18;100) Fluide durch die Lageranordnung (45-48) zu drücken.

18. Kombination nach Anspruch 14, bei der das Stützteil ein einen Teil der Antriebswelle (18) umgebender ovaler Mantel (80) ist,

ein Außenmantel (81) den ovalen Mantel (80) umgibt und an der Lageranordnung (45-48) angebracht ist,

und der Außenmantel (81) zwischen seiner Innenumfangsfläche und dem ovalen Mantel (80) einen Zwischenraum (58) zum Ermöglichen des Strömens von Fluiden durch die Lageranordnung (45-48) aufweist.

19. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Außenabdeckung (53;68;81;110) eine Larninatstruktur mit einer Epoxidharzzwischenschicht ist, wobei die Epoxidschicht zwischen einer Schicht aus einer bioziden Elastomerzusammensetzung und einer Schicht aus schwingungsdämpfendem Material angeordnet ist.

20. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und 19, bei dem die Kupplungsabdeckung (30;64;71) eine Laminatstruktur mit einer Epoxidharzzwischenschicht ist, die zwischen zwei Schichten aus schwingungsdämpfendem Material angeordnet ist.

21. Schiff nach Anspruch 20, bei dem die Dämpfungsschichten jeweils eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweisen, wobei die Innenflächen der Dämpfungsschichten an der Epoxidschicht haften und die Außenflächen jeweils an einer Fläche der Schicht aus der bioziden Elastomerzusammensetzung haften.

22. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 20 und 21, bei dem die Außenabdeckung (53;68;81;110) eine Laminatstruktur mit einer Epoxidharzzwischenschicht ist, welche zwischen zwei Schichten aus einer bioziden Elastomerzusammensetzung angeordnet ist.