DE20021466U1 - Watercraft with an outboard rudder propeller located beneath its bottom - Google Patents

Watercraft with an outboard rudder propeller located beneath its bottom

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Description

Wasserfahrzeug mit einem unter seinem Boden außenbords angeordneten RuderpropellerWatercraft with a rudder propeller arranged outboard under its bottom

Die Erfindung bezieht sich auf den Antrieb eines Wasserfahrzeuges, bei dem ein Ruderpropeller Anwendung findet. Unterhalb des Bodens befindet sich ein Propeller mit horizontaler Drehachse, der dem Vortrieb des Schiffes als bevorzugtem Wasserfahrzeug dient. Der Propeller ist um eine vertikale Achse schwenkbar, sodass die Schubrichtung des Propellers und damit die Fahrtrichtung des Schiffs verändert werden kann.The invention relates to the propulsion of a watercraft in which a rudder propeller is used. Below the bottom there is a propeller with a horizontal axis of rotation, which serves to propel the ship as the preferred watercraft. The propeller can be pivoted about a vertical axis so that the thrust direction of the propeller and thus the direction of travel of the ship can be changed.

Dem Antrieb des Propellers kann ein Motor, insbesondere Elektromotor, dienen, der in einer Gondel unterhalb des Schiffsbodens angeordnet ist, aus dem Inneren des Schiffsrumpfes heraus mit Energie versorgt wird und dessen Abtriebswelle am einen oder an beiden Enden der Gondel aus dieser herausgeführt ist und außerhalb der Gondel am jeweiligen Ende einen oder mehrere Propeller trägt, die angetrieben werden.The propeller can be driven by a motor, in particular an electric motor, which is arranged in a nacelle beneath the ship's bottom, is supplied with energy from inside the ship's hull and whose output shaft is led out of the nacelle at one or both ends of the nacelle and carries one or more propellers outside the nacelle at the respective end, which are driven.

Bei einer anderen Lösung dient dem Antrieb der unterhalb des Schiffsbodens und des Schiffsrumpfes angeordneten Propeller ein Motor, der innerhalb des Schiffsrumpfes angeordnet ist. Der Verbindung der Abtriebswelle des Motors mit der Propellerwelle dient ein Wellenstrang, der in der Verlängerung der vertikal gerichteten Motorabtriebswelle liegt und mit der horizontalen Propellerwelle über ein Winkelgetriebe gekoppelt ist. Dieser Wellenstrang ist durch den Schiffsboden hindurchgeführt, auf dem der Motor angeordnet ist und unter dem derIn another solution, the propellers arranged below the bottom of the ship and the hull are driven by an engine that is located inside the hull. The output shaft of the engine is connected to the propeller shaft by a shaft train that is an extension of the vertically directed engine output shaft and is coupled to the horizontal propeller shaft via an angle gear. This shaft train is led through the bottom of the ship, on which the engine is located and under which the

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Propeller positioniert ist. Auch bei dieser Lösung kann der außenbords befindliche Antriebsteil um bis zu 360° geschwenkt werden, um die Fahrtrichtung des Schiffes ändern zu können. Als nachteilig wird es bei dieser Lösung angesehen, dass der Antriebsmotor in seiner Gesamtheit oberhalb des Schiffsbodens sich befindet und erheblichen Bauraum erfordert, der die Nutzung des Innenraums des Wasserfahrzeugs über dem Boden des Wasserfahzeugs erheblich beeinträchtigt.Propeller is positioned. With this solution, the outboard drive part can also be swiveled by up to 360° in order to be able to change the direction of travel of the ship. The disadvantage of this solution is that the drive motor in its entirety is located above the bottom of the ship and requires considerable installation space, which significantly impairs the use of the interior of the watercraft above the bottom of the watercraft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik gemäß der zweiten Lösung in kostengünstiger Weise so zu verändern, dass der als Nutzraum verlorengehende Einbauraum für die innenbords befindlichen Teile des Antriebs deutlich verringert ist.The object of the present invention is to modify the state of the art according to the second solution in a cost-effective manner so that the installation space lost as usable space for the inboard parts of the drive is significantly reduced.

Die der Lösung der Aufgabe dienende Erfindung ergibt sich aus den Ansprüchen. Sie ist im wessentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die innenbords befindlichen Teile des Antriebes weitgehend in den als Doppelboden ausgebildeten Boden des Wasserfahrzeugs eingesenkt sind und entsprechend weniger in den nutzbaren Raum im Rumpf des Wasserfahrzeugs hineinragen.The invention serving to solve the problem arises from the claims. It is essentially characterized in that the parts of the drive located on the inside are largely sunk into the bottom of the watercraft, which is designed as a double bottom, and accordingly protrude less into the usable space in the hull of the watercraft.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Sie ist ein Querschnitt durch den Boden eines Wasserfahrzeugs in dem Bereich, in dem unter dem Bod.en des Wasserfahrzeugs eine Vortriebs- und Steuereinheit angeordnet ist, die vom Inneren des Wasserfahrzeugs aus angetrieben wird.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It is a cross section through the bottom of a watercraft in the area in which a propulsion and control unit is arranged under the bottom of the watercraft, which is driven from the interior of the watercraft.

Eine Antriebsmaschine, die vorzugsweise ein schnell drehender und daher kostengünstiger Elektromotor 1 mit hohler Abtriebswelle 2 ist, ist innerhalb des Rumpfes eines Wasserfahrzeugs, das vorzugsweise ein Offshoreversorgungsschiff oder eine öl-A drive machine, which is preferably a fast rotating and therefore cost-effective electric motor 1 with a hollow output shaft 2, is mounted within the hull of a watercraft, which is preferably an offshore supply vessel or an oil

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bohrplattform ist, angeordnet. Von dem Fahrzeugrumpf ist lediglich ein Teil des Doppelbodens 3 im Querschnitt dargestellt. Der Innenbordbereich des Wasserfahrzeugs ist mit 4 bezeichnet. Im Außenbordbereich 5 befindet sich unterhalb des Bodens 3 der Unterwasserteil einer Ruderpropelleranlage mit einem strömungsgünstig ausgebildeten Unterwassergehäuse 7 und mit dem Propeller 6 als wesentlichem Bauteil außerhalb des Gehäuses 7. Die Antriebsmaschine 1 ist mit vertikaler Achse 8 in die Tragstruktur 3 des Fahrzeuges eingebaut. Innerhalb der hohlen Abtriebswelle 2 der Antriebsmaschine 1 ist achsgleich vom oberen Ende her die Antriebswelle 9 der Ruderpropelleranlage angeordnet. Maschinenabtriebswelle 2 und Antriebswelle 9 sind an ihren oberen Enden mit einer lösbaren Kupplung 10 drehfest miteinander gekuppelt. Am unteren Ende des Gehäuses der Antriebsmaschine 1 ist die Antriebswelle 9 aus dem Gehäuse herausgeführt, um wasserdicht den Boden 3 zu durchdringen, innerhalb des hohlen Schaftes 11 des Unterwassergehäuses 7 in dieses zu gelangen und an ihrem unteren Ende innerhalb des Gehäuses 7 über ein Winkelgetriebbe 12, 13 mit der horizontal konzentrisch im Gehäuse 7 angeordneten Propellerwelle 14 verbunden zu sein, sodass von der Antriebsmaschine 1 mit vertikaler Längsachse 8 über die ebenfalls vertikale Welle 9 die horizontale Propellerwelle 14 angetrieben wird, mit deren dem Getriebe 12, 14 abgekehrten Ende der Propeller 6 drehfest verbunden ist, der innerhalb einer Düse 15 arbeitet, die am Unterwassergehäuse 7 bzw. dessen Schaft 11 gelagert ist.drilling platform. Only part of the double bottom 3 of the vehicle hull is shown in cross-section. The inboard area of the watercraft is designated 4. In the outboard area 5, below the bottom 3, there is the underwater part of a rudder propeller system with an aerodynamically designed underwater housing 7 and with the propeller 6 as the essential component outside the housing 7. The drive machine 1 is installed with a vertical axis 8 in the support structure 3 of the vehicle. The drive shaft 9 of the rudder propeller system is arranged on the same axis from the upper end within the hollow output shaft 2 of the drive machine 1. The machine output shaft 2 and drive shaft 9 are coupled together at their upper ends in a rotationally fixed manner with a detachable coupling 10. At the lower end of the housing of the drive machine 1, the drive shaft 9 is led out of the housing in order to penetrate the floor 3 in a watertight manner, to enter the underwater housing 7 within the hollow shaft 11 and to be connected at its lower end within the housing 7 via an angle gear 12, 13 to the propeller shaft 14 arranged horizontally concentrically in the housing 7, so that the drive machine 1 with a vertical longitudinal axis 8 drives the horizontal propeller shaft 14 via the shaft 9, which is also vertical. The propeller 6 is connected in a rotationally fixed manner to the end of the propeller shaft 14 facing away from the gear 12, 14 and operates within a nozzle 15 which is mounted on the underwater housing 7 or its shaft 11.

Während die Antriebsmaschine 1 fest im Rumpf des Wasserfahrzeuges angeordnet ist, ist der Unterwasserantrieb mit seiner horizontalen Achse 16 um die vertikale Achse 8 schwenkbar dem Rumpf des Wasserfahrzeugs zugeordnet und durch Schwenken des Unterwaserantriebs um die Achse 8 kann die AustrittsrichtungWhile the propulsion engine 1 is fixedly arranged in the hull of the watercraft, the underwater drive with its horizontal axis 16 is pivotable about the vertical axis 8 and is assigned to the hull of the watercraft and by pivoting the underwater drive about the axis 8, the exit direction can be

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des vom Propeller 6 ausgestoßenen Wasserstrahls relativ zur Längsachse des Wasserfahrzeugs verändert werden, sodass der Antrieb sowohl dem Vortrieb als auch der Bestimmung der Fahrtrichtung des Wasserfahrzeuges dienen kann.of the water jet ejected by the propeller 6 relative to the longitudinal axis of the watercraft, so that the drive can serve both for propulsion and for determining the direction of travel of the watercraft.

Erfindungswesentlich ist nun die Zuordnung der Antriebsmaschine 1 zum Doppelboden 3 des Wasserfahrzeugs wie folgt.What is essential to the invention is the assignment of the propulsion engine 1 to the double bottom 3 of the watercraft as follows.

In der oberen Deckplatte 17 des Doppelbodens 3 ist eine Öffnung 18 vorgesehen, die es möglich macht, die Antriebsmaschine 1 zu einem erheblichen Teil in die Doppelbodenhöhe des Wasserfahrzeugs einzusenken, d.h. das untere Ende der Antriebsmaschine 1 der unteren Deckplatte 19 des Doppelbodens 3 so weit anzunähern, dass die Antriebsmaschine nur noch wenig über die obere Deckplatte 17 hinaus nach oben in den Verkehrsraum über dem Boden 3 des Wasserfahrzeuges hineinragt und demzufolge den Bauraum, den der Antrieb des Wasserfahrzeugs benötigt, im Vergleich zu den herkömmlichen L-förmig gestalteten Antriebsvarianten wesentlich kleiner zu halten. Durch die erfindungsgemäße Bauweise eines Ruderpropellers verschwindet die Antriebsmaschine, also insbesondere der antreibende Elektromotor, weitestgehend in der Doppelbodenhöhe des Wasserfahrzegs. Der derart verkleinerte Bauraum erlaubt es, elektrisch angetriebene Ruderpropeller in L-Ausführung in kostengünstiger Weise zum Beispiel bei Offshoresupply-Schiffen oder olbohrplattformen einzubauen.An opening 18 is provided in the upper cover plate 17 of the double bottom 3, which makes it possible to lower the drive engine 1 to a considerable extent into the double bottom height of the watercraft, i.e. to bring the lower end of the drive engine 1 so close to the lower cover plate 19 of the double bottom 3 that the drive engine only protrudes slightly above the upper cover plate 17 into the traffic space above the bottom 3 of the watercraft and consequently to keep the installation space required to drive the watercraft significantly smaller compared to the conventional L-shaped drive variants. Due to the design of a rudder propeller according to the invention, the drive engine, i.e. in particular the driving electric motor, disappears to a large extent in the double bottom height of the watercraft. The installation space reduced in this way allows electrically driven rudder propellers in L-design to be installed cost-effectively, for example in offshore supply ships or oil drilling platforms.

Im einzelnen ragt in die Öffnung 18 im Doppelboden 3 ein Tragkegel 20 hinein, der am oberen, weiteren Ende in einem Traglager 21 schwenkbar abgestützt und an seinem unteren, engeren Ende fest mit dem Schaft 11 verbunden ist so, dass mittels eines Motors 22 der Antrieb um die vertikale Achse 8 schwenkbar ist.In detail, a support cone 20 projects into the opening 18 in the raised floor 3, which is pivotally supported at the upper, wider end in a support bearing 21 and is firmly connected to the shaft 11 at its lower, narrower end such that the drive can be pivoted about the vertical axis 8 by means of a motor 22.

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Durch eine entsprechende Erweiterung des Tragkegels 20 des Ruderpropellers zwischen unterem und oberen Ende wird der benötigte Platz geschaffen, um einen schnell drehenden und daher kostengünstigen Elektromotor so zu installieren, dass der Motor fest mit dem Wasserfahrzeug verbunden ist und die Steuerbewegung durch das den Motor umgebende Trag- und Steuerrohr auf das herkömmliche angebaute Unterwassergetriebe übertragen wird. Die Abtriebswelle 2 des Elektromotors 1 treibt über die geeignete Kupplung 10 die Eingangswelle 9 des üblichen Unterwassergetriebes 12, 13 an.By appropriately widening the support cone 20 of the rudder propeller between the lower and upper ends, the space required is created to install a fast-rotating and therefore cost-effective electric motor in such a way that the motor is firmly connected to the watercraft and the steering movement is transmitted to the conventional attached underwater gear through the support and control tube surrounding the motor. The output shaft 2 of the electric motor 1 drives the input shaft 9 of the conventional underwater gear 12, 13 via the suitable coupling 10.

Es ist eine sinnvolle Erweiterung der Erfindung, dass die Abtriebs- bzw. Rotorwelle 2 des Elektromotors 1 eine hohlgebohrte Welle ist, die es ermöglicht, die Kupplung 10 als elastische Kupplung am oberen Ende des Motors 1 zu befestigen und die nachgeschaltete Antriebswelle 9 durch den hohlen Rotor des Motors mit dem Eingang 12 des Unterwassergetriebes 12, 13 zu verbinden.It is a useful extension of the invention that the output or rotor shaft 2 of the electric motor 1 is a hollow-bored shaft, which makes it possible to attach the coupling 10 as an elastic coupling to the upper end of the motor 1 and to connect the downstream drive shaft 9 through the hollow rotor of the motor to the input 12 of the underwater gear 12, 13.

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Claims (6)

1. Wasserfahrzeug mit einem unter dem Boden des Wasserfahrzeugs außenbords angeordneten Ruderpropeller, der zur Erzeugung des Vortriebes des Wasserfahrzeug um eine horizontale Welle drehbar ist und der zur Bestimmung einer gewollten Fahrtrichtung des Wasserfahrzeugs um eine vertikale Achse schwenkbar ist, wobei sowohl die Schwenkbewegung als auch die Drehbewegung des Ruderpropellers mittels eines Antriebs bewirkt wird, der innenbords angeordnet, ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ruderpropeller (6) als Teil eines Unterwasserantriebes von einer Antriebsmaschine (1) angetrieben wird, die in einer Aussparung (18) des als Doppelboden ausgebildeten Schiffsbodens (3) bis nahe an die untere Deckplatte (19) des Doppelbodens heranreichend angeordnet ist. 1. Watercraft with a rudder propeller arranged outboard under the bottom of the watercraft, which can be rotated about a horizontal shaft to generate the propulsion of the watercraft and which can be pivoted about a vertical axis to determine a desired direction of travel of the watercraft, both the pivoting movement and the rotary movement of the rudder propeller being brought about by means of a drive which is arranged inboard, characterized in that the rudder propeller ( 6 ) is driven as part of an underwater drive by a drive machine ( 1 ) which is arranged in a recess ( 18 ) of the ship's bottom ( 3 ) designed as a double bottom, reaching close to the lower cover plate ( 19 ) of the double bottom. 2. Wasserfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein um seine vertikale Längsachse (8) schwenkbarer Schaft (11) an seinem unteren Ende drehfest mit einem Unterwassergehäuse (7) mit mindestens einem Ruderpropeller (6) an mindestens seinem eine Ende verbunden ist und an seinem oberen Ende drehfest mit einem Kegel (20) an dessen schmalerem Ende verbunden ist, der an seinem oberen weiteren Ende um seine Längsachse (8) schwenkbar im Bereich der oberen Deckplatte (17) des Doppelbodens (3) aufgehängt ist. 2. Watercraft according to claim 1, characterized in that a shaft ( 11 ) pivotable about its vertical longitudinal axis ( 8 ) is connected at its lower end in a rotationally fixed manner to an underwater housing ( 7 ) with at least one rudder propeller ( 6 ) at at least one end and is connected at its upper end in a rotationally fixed manner to a cone ( 20 ) at its narrower end, which is suspended at its upper, further end in a rotationally fixed manner about its longitudinal axis ( 8 ) in the region of the upper cover plate ( 17 ) of the double bottom ( 3 ). 3. Wasserfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (11) hohl ausgebildet ist und durch ihn hindurch die Antriebswelle (9) des Unterwasserantriebs geführt ist, auf deren oberes Ende die Antriebsmaschine (1) einwirkt, um sie mit vorgegebener Drehzahl anzutreiben, und die mit ihrem unteren Ende ihre Drehung über ein Getriebe (12, 13) auf die Welle (14) des zumindest einen Ruderpropellers (6) überträgt. 3. Watercraft according to claim 2, characterized in that the shaft ( 11 ) is hollow and the drive shaft ( 9 ) of the underwater drive is guided through it, the upper end of which is acted upon by the drive engine ( 1 ) in order to drive it at a predetermined speed, and which transmits its rotation with its lower end via a gear ( 12 , 13 ) to the shaft ( 14 ) of the at least one rudder propeller ( 6 ). 4. Wasserfahrzeug nach Anspruch 3 in seiner Rückbeziehung auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse der Antriebsmaschine (1) ortsfest mit vertikaler Drehachse (8) innerhalb des Kegels (20) in der Tragstruktur des Doppelbodens (3) gehalten ist und dass die Abtriebswelle (2) der Antriebsmaschine (1) hohl ausgebildet ist und dass die Antriebswelle (9) des Unterwasserantriebs bis zum oberen Ende der Abtriebswelle (2) der Antriebsmaschine (1) durch diese Abtriebswelle (2) hindurchgeführt ist und dass schließlich die Antriebswelle (9) des Unterwasserantriebs und die Abtriebswelle (2) der Antriebsmaschine (1) an ihren oberen Enden durch eine Kupplung (10) drehfest miteinander verbunden sind. 4. Watercraft according to claim 3 in its dependence on claim 2, characterized in that the housing of the drive machine ( 1 ) is held in a stationary manner with a vertical axis of rotation ( 8 ) within the cone ( 20 ) in the supporting structure of the double bottom ( 3 ) and that the output shaft ( 2 ) of the drive machine ( 1 ) is hollow and that the drive shaft ( 9 ) of the underwater drive is guided through this output shaft ( 2 ) up to the upper end of the output shaft ( 2 ) of the drive machine ( 1 ) and that finally the drive shaft ( 9 ) of the underwater drive and the output shaft ( 2 ) of the drive machine ( 1 ) are connected to one another in a rotationally fixed manner at their upper ends by a coupling ( 10 ). 5. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmaschine ein schnell drehender Elektromotor (1) mit vertikaler Drehachse (8) ist. 5. Watercraft according to one of claims 1 to 4, characterized in that the drive machine is a fast-rotating electric motor ( 1 ) with a vertical axis of rotation ( 8 ). 6. Wasserfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Ruderpropeller (6) innerhalb einer Düse (15) angeordnet ist. 6. Watercraft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one rudder propeller ( 6 ) is arranged within a nozzle ( 15 ).
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