DE1995875U - Antriebseinrichtung fuer einen ruderpropeller. - Google Patents

Description

RA. 482 379*16.8.

Sohottel-Werft Dtn 1.8.1968

^ Josef Becker KO, G 10 D

Antriebseinrichtung für einen Ruderpropeller

Die Neuerung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für einen Ruderpropeller eines Wasserfahrzeugs ο»dgl·* bei der der Propeller von einem Antriebsmotor aus über ein eine unter die Wasserfläche führende Welle enthaltendes Getriebe angetri©- ben wird, dessen unter dem Wasser befindlicher Teil eine Untersetzung vom Schnellen ins Laügössö aufweist «ad bei der d@r Propeller zum Zwecke des Steuerte des Fahrzeugs um eine etwa vertikale Achse schwenkbar 1st*

Das Getriebe zwischen dem Antriebsmotor und dem Propeller ist im Grundaufbau Z-förmig/ d.h., vom Motor wird zunächst eine Antriebsübertragungseinrichtung mit im wesentlichen v/aagereeht liegender Hauptachse angetrieben. Diese Kraftrichtung wird mit einem Kegelgetriebe o.dgl. in eine unter die Wasserlinie führende Welle umgeleitet und von dort wird der Antrieb wieder mittels eines legelgetriebes οβdgl, auf die etwa waagerecht liegende Propellerwelle umgelenkt· Der Wirkungsgrad de3 Ruderpropellers hängt u.a. ab von dem Verhältnis des Propellerdurchmessers sum Durchmesser des das unter dem Wasser liegende <-^3 Winkelgetriebe enthaltenden Getriebegehäuse. Die Größe des QfD letzteren hängt von der Größe der Zahnräder des Getriebes ab £f£ und diese wieder von dem zu übertragenden Drehmoment·

Tf-* Das von der aeispielsTrsise vertikales '..eile Uweri^agess ^

moment erzeugt ein Gegendrehmomeat, das entweder von der Ruderanlage oder von der Stützflosse aufgenommen werden muß· Vimat

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die Ruderanlage dae Gegenmoment, auf, dann muß sie entepreohend ■ohver auiigebildet werden* außerdem benötigt die Betätigung des Ruderpropeller® ein entsprechend hohes Drehmoment. HuS ein© da© öegensoment aufnehmen_ß dann muß sie sich im etwas quer stellen„ erseugt dadurch einen

polloro.

Ε» sind Maßnahmen bekannt geworden, das Oege«mose«t So ist B.B. eine Anordnung zum Antrieb und zum Steuern von Schiffen bekannt» bei dem durch ein Verteilergetriebe ein das Go^enmoment aufnehmendes Stützmoment ausgeübt wird. j£e ist auch bekannt, den fropeller eines Z-Triebs mit zwei ineinandetrgesteek Um gegenläufigen '.'eilen anzutreiben, die über Eegelritsuel auf ein gemeinsames auf der Propellerwelle aitssendes Tellerrad wir· kein· Diese Anordnung kann ohne weiteres nicht für einen Ruderpropeller verwendet werden* weil die Sohwenkbarkeit uia die τθγ* tikale Achse dadurch verhindert wird· FUr die Schwenkbarkeit isit im überwasserteil noch susätsslioh ein überlagerungsgetriebe notwendig. Es ist bereits ein Doppelsohräuben-Antrieb "bekannt gewordenρ bei dem mittels zweier Ausgleichsgetriebe im Überwasser teil eine Sntlastuag für die Steuer- uaa S-hsenkeinriqhtTin angestrebt wiröe Schließlich ist qb auch bekannt» up~ den ünterwstss of teil des Betriebes enthaltende Gehäuse zur vertikalen Welle exzentrisch anzuordnen, um so ein ausgleichendes Moment sin ers€ug€£« Alle b#kmnnt#n Einrishtuss^^ sisS sufvasii^, b#^ nötigen teilweise besondere ?orkehrungen für die Schmierung oder hiiben andere Nachteile.

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Pt« Uwtwwa liest UU Aufgab* «α^ΰβαβ, 4«* a#genmo*en-w ait •infachen Mitteln her4biu·stein, dabat dtn Strbanangswidvxstand d@© unter &<m Useser befindlichen Teil d®@ Ruderpropeller© i su vergrößern oäor gar sw werkleinero und den der durch dcei Zueamemrir^.eo von Propeller \m6

Da© Gogemioment kenn an eich dadurch vermitadert werd©n_p die Drehzahl aa dor unter die Wasserfläche fiihrsad@-.iy@Xl© er höht wird ι dadurch oinkt das übertragen© Mosest und sosit 6©j@nmoiii©Eto Ua der Propeller eine heetiismt© &le&a©re st» muß is unter dem V.etsoGS? liegesacien Teil dos eine 0ntore@t§usig vorgesehen werden. Bai il d©r eiogaoss öeodirieöetaesa äst vmsäe bisher nur eine etttfo im Udterwa@s®ii?tGil wofg©«nsh©a_& JIe Sie B?eh@@hl der epielswcise ver.-tikaloa '»'©lie auf die etwa hori.aoatal© P^opeller« volla tibersetsto Zu Si@(?@m Swe«k wurde des auf der Propeller« volle sitzende SfellegTacl größer ausgebildet als das auf der ▼•rtikalen. '..eile s&tseade legclritsei, Sas tellerrad bestimmt dim Dui-cliiiiOEGSi.- des GetriesQgshämseis und dieser den Wiräunse^rad dee Propellersο Dies© Äbhäugigkeltera eetsea der üatorsetsuag

daS das unter dsm u'aoser a©f ©@Mn©te latersetsimgsget^ielie etaßer

weiteres Zahasaäpaa? Giif^si©t_g r<m

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£U£oliftoh«ie ait otter parallel au der Achse des Proemgeorööst let· ifcivoa eine Mehrstuilg&eit .to Unter»

wie durch diö Heuertmg beabsichtigt, das axial zum Ps?o» liegende Gehäuse kleiner.

Sin esteem kleines ssial sum Propeller liegendes G©hävse wird durch ein© solche Ausgestaltung der Neuerung erzielt _s daß der unter dom Ves@@r angeordnete Teil des Getriebes mindestens sun Teil @i& Planetengetriebe ist. Dieses Planetengetriebe kann ein l@g@lradpl©netengetriebe sein_e vorteilh. ft ist ein Stiraradplsmetengetriebe· Die !Teuerung kann noch günstig dahingehend »aegee'lältet weräeu» άα£ der tiberwässerteil des Getriebes eiäe tiber?et3uns ine Schnelle und der Unterwasserteil eine Untersetzung ins langsame aufweist» vas insbesondere dadurch ermög« licht wird₀ daß durch die neue *teumform eine große untersetsung auf kleinem Raum untergebracht v/erden kann«

Eine vorteilhefte Bauform ergibt sich weiterhin d&äurehg daß ä@r Uaterwasserteil des Getriebes aus einem Sogelradgetriebe und einem Stiraradplanetengetriebe zusammen-^ set si; iet_e Günstig insbesondere im Hinblick auf eine sichere !lagerung ist eine solche Ausgestaltung₈ da@ das Äbtriebsritsel des Kegel-» radpsara und das Soanenritzel des Planetengetriebes die den

dieser drehoar gelagert Si^d₀ Demzufolge hint der uaterwa@@@rt@ii dos !biäerpropelierE eine solche Baumform_s d»S das den Unter» wasserteil dee Getriebes enthaltende Gehäuse einen mittleren

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*iha?@n*esser atheist, der gleich oder kleiner ©Is 26 H des Efföpsllerdoseohaeeaere ist. Bei konsequenter Surehführung der feuerung ist der Unterwasser to 11 durch ein© solche £aufc/xm gekennzeichnet^ daß das den Unterwmseerteil des Getriebes enthaltende Gehäuse einen grüßten mittleren Durchmesser aufweist, der etwa 1/4 oder kleiner des Propellerdurohaeseera

Sie Heuerung ist anhand eines Ausführungsbeiepiels* das in den ?iguren 1 bis 3 gezeigt ist» beschrieben. Bs sseigen

Pig« 1 Bchematisch den Öesamtaufbau eines Ruderpropellers, ?ig, 2 schemntisoh einen ^etriobeplan nach der Neuerung^

Pi^* 3 in vereinfnchtea? Barstellung ein Iconstruktires Ausi'ölirungsbe.lnpiel zum Getriebeplan ?ig* 2»

Ein Ruderpropeller dient bekanntlich zum Antrieb und Steuern Ton Wasserfahrzeugenο Zu diesem Zweck ist er außenbords an einer geeigneten Stelle dos Fahrzeugs 10« z.B« am Heck» in geeignete/r Weise angebracht. Die Befestigungsmittel sind nicht gezeichnet« Die Wasserlinie ist beispielhaft eingeseiehnet und mit W bezeichnete

Twu einen uivht aoZoichacteÖ Äu

aus über die üblichen SrehmoaentUbertragungseinrichtungen (nicht gezeichnet) und Ul?or eine Übertragungswelle 11 auf einen lupplungsflansoh 12, dor auf einer etwa waagex-eoht liegenden, im Überwaesergefc&iee 13 gelagerten Antriebswelle 14 befestigt ist. Am freien ΐ,ΰάζ der Au ti 1 ο uö wolle ioc ein Segelrßd 15 befestigt,

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das alt eisern iegelritzel 16 kämet _f das auf einer vertikal ge· !«gestell ZeatreXwelle 17 befestigt let. BIe ZeRtraXwell© 17 durelidrlngt das ÜberwaseergenEuse 13t ein Steuergehäuse 13, ein Sebaftgehüuse 19 und endet In einem Unterwassergehäuse 20· Sie Zentralwelle kann aus einem Stück gefertigt sein, sie kann aller auch aus Hontagegriinden. aus mehreren Stücken, beispielsweise 17a» ITb mittels Kupplungen, s»B« 21, susattmengeeetst sein₀ la freien Ende der ^entralwelle ist ein Kegelritjsel 22 befestigt oder bildet alt dem unteren Teil 17a der ^entralwelle ein Stück. Das Kegelriteel 22 kämmt mit einem Kegelrad 23« Kegelritssel und Kegelrad bilden ein "Winkelgetriebe für den Propeller 24_P der auf einer waagerecht liegenden Propellerwelle 24a auf eine bekannte Welse befestigt 1st· Der dieses Umlenkgetriebe enthaltende !Teil des TTnterwassergehäuses sei seines Aussehens wegen "Birne" 25 genannt« Die Propellerwelle ist in der Birne mit Lagern 26 bis 28 radial und axial gelagert. Das Kegelrad 23 1st auf einer Hülse 29 befestigt„ welche die Propellerwelle umgibt und mit lagern 30„ 31 in der Birne gelagert iet. Auf der dem Propeller abgewendeten Seite ist mit Hilfe elnor Innenverzahnung» die sio^a in der Hülse oder deren Verlängerung befindete οin Sonnenritzel 32 einen Planetengetriebe lose eingehängt· Das Sonnenrad oder ein hierzu vOrgeseheaür Schaft 33 trägt su <l&m genannten Zweok eine AuEenverzsihmmg, die in die genannte Innenversabnung paßt. Innen- und Außonvöraahnung sind nit 34 bezeichnet· -Das Sonnenritzel ist selbst ungelagert und geführt durch die Verzahnung einer Anzahl Planetenräder 35_s von denen eines in Pig. 3 und zwei

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in I¹Ig. 2 gcseichnet Bind, Die Planetenräder sind in bekannter ί/eise in einem Planetenträjer 36 gelagerte Der Planetenträger ist auf eine bekannte Art, z_e3. mit einer KupplungsYeracahmrag auf der Propellerwelle befestigt*, Die Planetenräder kämmen mit

Zahn

der Verzahnung eines Sonneiajkranzes 38, de_A- mit der Birne 25 verschraubt iLst, Die lager 27,28 auf der dem Planetengetriebe zugewendeten Seite der Propellerwelle weisen radiales Spiel auf, so daB BOwoiilL die Planetenräder mit Plane teat rager und Propellerwelle als auo'n das Sormenritzel von dfcai Sonnenzahukranz geführt werden« so daß sich eine gleichmäßige Belastung aller kämmenden Sahne einstellt.

Die übrigen Lager des beschriebenen Getriebes weisen keiae Besonderheit auf, so daß sie nicht beschrieben zu werden brauchen. In SIg. 2 sind sie schematisch alo Kugellager dargestellt und in Fig. 3 als Rollen- und Kegelrollenlager· ^s können auch Gleitlager gewählt werden, wenn die Gegebenheiten es erfordern,.

Das Unterwassergehäuse 20 ist an eine*· Steuerhülse 39 angeschraubt, die in dem Schaftgeh use 19 mit geeigneten lagern 4O_e4i (Fige2) gelagert i^t· -ohaftgeh'uoe und Steuerhälse sind mit einer geieteü uekäuütöFi Dl.öhVIiUg 42 gcgäneiääudef öbgeuichtste B

freie Ende d ?r Steuerhülse trägt ein Kegeltellerrad 43© das mit einem KegelrJLtcel 44 Peasant, das drehfest auf einer Steuerwelle eitst. Auf dor otouerwelle ist an ihrem freien Ende ein Schneckenrad befestigt« in das eine Schnecke 47 eingreift, die in bekannter Weise gelagert ist. Die genannten xeiie 45»44»4β sind

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In dem bereits erwähnten cstouerg©h?iuse 18 gelagert« Die Schnecke ist mit einem Zapfen 48 versehen. An diesen Zapfen» der mit einer Keilnut 49 oder einem äquivalenten llemsst ¥©rsehen ist_f kann eine Steuerantriebswelle 50 angeschlossen sein, die mit dem nicht gezeichneten Steuerrad des Fahrzeugs In Verbindung steht· An den Zapfen 48 kann auich ein elektrischer₀ hydraulischer oder pneumatischer Kutor für eine Fernübertragung angeschlossen werden. Der Steuerantrieb ist in den Figuren 2 und 3 schematisch mit einem Pfeil 53 angedeutet.

Sie Funktion eines solchen Ruderpropellers ist an sich bekannt und braucht als solche nicht beschrieben zu werden,, so daß nur die gewollte Wirkung beschrieben zu werden braucht· Wird an der Antriebswelle 14 ein Drehmoment eingeleitet (Pfeil 51), so wird dieses über die Getriebeelemente 15p 16, 17, 22, 23 auf den in der Birne befindlichen Untorv/asoerteil 52 des GesamtgetriGbes übertragen. Da die Birne, die den Unterwasserteil äea Getriebes enthält,, mit dem Unterwassergehäuse 2C und der Steuerhülse 39 drehbar In dem Schaftgehäuse 19 gelagert ist, übt die Zentralv/elle nicht nur ein Drehciomenfc über den ünterwasserte 11 dss Getriebes auf den Propeller aus, sondern auch ein Reuktionsmoment auf die Gehäuseteile 25g 2O₃ 39» die bestrebt sind* sich entgecjengcseist zur Zentralwelle zu drehen. Diesec Reaktions» aoment wird aufgenommen, von Steuerantrieb 43₅ 44« 46, 47 und Ton der Flosse 54* Das erste ist unerwünscht, da dadurch der

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Steuerantrieb und die entsprechenden Getriebeteile belastet werden« JJas zweite Ist unerwünscht, weil die Flosse sich gegen den Strom abstützen muß und daher den Wirkungsgrad des Ruderpropeller verschlechtert. Bei sehr großen Ruderpro-ηοΠ»ΤΉ 1 n-fc ιι_Π_ ii"he»Y»ViaiiT»ⁱfc ^Λ··αΑηα Finooa moVtT· wnr>Vinnrian. ae\

daß das Steuergetriebe das ganze Reaktionsmoment aufnehmen muß₀

Nach der Neuerung erhält der Üherwasserteil 55 das Geeamtgetriebes, d.h. der Teil des Getriebes, der in den relativ zum Viasserfahrzeug festen Geb/iuseteilen gelagert ist, keine ünterostzung oder sogar eine Übersetzung, wie in Fig. 2 und 3 gezeichnet ist. Dadurch dreht sich die ^entralv/elle mit hoher Geschwindigkeit» z.B. mit der Drehzahl des Antriebsmotors oder sogar schneller. Das hat zur Folge, daß des Drehmoment an der Zentralv/elle entsprechend klein ist und damit auch das Reaktions· moment. Der Hauptteil der Untersetzung, vorzugsweise die ge-» samte Untersetzung oder sogar mehr als die Untersetzung vom Motor bis Propeller (da im Öbv>rwasserteil übersetzt v/ird) wird in den Unterwasserteil 52 des Getriebes gelegt, Damit diese Untersetzung in der "Birne" untergebracht v/erden kann, wird die untersetgung in mehrere Stufen uaterteilt. d.h. also auf mehrere Radpaare aufgeteilt. Eiri besonderer "Kniff" der Neuerung ist, die Untersetzung mit einem Planetengetriebe zu erzeugen, wobei ein Stirnradplanetengetriebe besonders vorteilhaft ists weil Stirnräder besser sesrssitet wersgE kösnes und daher ruhiger laufen und verhältnismäßig haltbarer sind als Kegelräder.

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Durch die Verwendung von baw· Kombination mit einem Planetengetriebe kann 31© »Birne" la Verhältnis sub Propeller ein#n ••h» kleinen 3>orch«eeBtr erhalten. Bs 1st daher ein besonderes Xennseiehen der Heuerung» dad der mittler* grSftte Durchmesser der Jime nur 2Θ ?( und weniger de· Sropellerdurohaeaaere iet< > t kun*cq«enier 5urqlixü"axa»ng der Ituorun« icann der »i^oin-

der Bim· eog&? nur 1/4 de« DuroiawMtr· de« Proptller» «eis·

Claims (1)

1. Antriebseinrichtung für eisen Huderpropeller eines Wasserfahrzeugs o*dgl·, bei der der Propeller von einem Antriebsmotor aus über ein eine <mter die Wasserfläche führende Well® enthaltendes Setriebe angetrieben wird, dessen nmter dem Wasser beziadlieher Teil eine untersetzeag vom Sehnellen ine Langsame aufweist w&ü bei der der Propel! er zum Zwecke des Steuern© des Fahrzeugs um eine etwa vertikale Achse schwenkbar ist ρ dadurch, gekennzeichnet «daß das utter dem Wasser angeordnete Untersetzungsgetriebe außer einem als »«inkelgetriebe wirkendes Zahnradpaar (22_e23) noch mindestens ein weiteres Zs"inradpaar aufweist„ von denen mindeotene ein Zahnrad gleichachsig mit oder parallel zu der Aohsa des Propellers (24) angeordnet ist»

2· Antriebseinrichtung nach Anspruch 1₉ dadurch ^ekennzeicnneta daß der unter dem Wasser angeordnete Teil (52) des Getriebes mindestens zum Teil ein Planetengetriebe (32₉35₉38) ist.

5· Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2₀ daflureh _ίβekenatgei^hnet» daß der überwaese^teil (55) des Getriebes ein© Übersetzung ins Schnelle und dor Unterwasserteil (52) ein® Untersetzung ins Langsame aufweist_e

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4-» Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3 ρ dadurch seiehnet. daß der Unterwasserteil (52) des Getriebes aus einem Kegelradgetriebe (22, 23) und einem Stirnradplanetengetriebe (32, 35» 38) zusammengesetzt ist·

5· Antriebseinrichtung nach Anspruch 2_t 3 oder 4« dadurch gekennzeichnet« daß das Abtriebsritsel (23) dea Kegelrad« paars und das Sonnearitzel (32) des Plan/? jen^etriebes die den Propeller tragende Propellerwelle (24a) umhüllend und relativ zu dieser drehbar gelagert sind₆

6· Antriebseinrichtung nach Anspruch *t₉ 2₉ "5, 4 oder 5_B da» duroh gekennzeichnet* daß der größte mittlere Durchmesser des Unterwassergehäuses (25) etwa 28 $> dee Propellerdurchmessern oder weniger beträgt*

7· Antriebseinrichtung nach Anspruch G₉ dadurch .gekennzeichnet, daß der größte mittlere Durchmesser des Unterwassergehäuses (25) etwa 1/4 oder weniger des Propelxerdurchmessers beträgt.