DE949625C - Paddle wheel drive for ships - Google Patents

Description

Schaufelradantrieb für Schiffe Die Erfindung betrifft einen Schaufelradaptrieb für Schiffe mit zwei in größerem Abstand voneinander gleichachsig am Schiffskörper gelagerten, durch eine gemeinsame, gegebenenfalls mehrteilige Antriebswelle starr miteinander verbundenen Schaufelrädern und einem mit einer Antriebsmaschine gekuppelten Getriebe, dessen großes Rad die Welle allseitig mit Spiel umgibt und mit ihr durch eine in radialer Richtung nachgiebige Kupplung verbunden ist.Bucket wheel drive for ships The invention relates to a bucket wheel drive for ships with two coaxially spaced apart on the hull mounted, rigidly by a common, possibly multi-part drive shaft paddle wheels connected to one another and one coupled to a prime mover Gearbox, the large wheel of which surrounds the shaft with play on all sides and goes through with it a coupling that is flexible in the radial direction is connected.

Bekannte Schaufelradantriebe dieser Art enthalten eine Reihe von Lagern für die gemeinsame Antriebswelle der Schaufelräder. Meist wird die Antriebswelle in zwei außerhalb der Schaufelräder angeordneten Endlagern und in wenigstens zwei Zwischenlagern abgestützt, die entweder auf beiden Seiten eines auf der Antriebswelle aufgekeilten Antriebszahnrades liegen oder in dem Getriebegehäuse eines die Welle antreibenden Getriebes angeordnet sind. Diese mehrfache Lagerung der Antriebswelle der Schaufelräder hat zur Folge, daß die Lagerung der Welle statisch unbestimmt wird, was das genaue Einpassen der Lager erschwert und bei Verformungen des Schiffskörpers zu unkontrollierbaren Änderungen ider Lagerdrücke führen muß.Known paddle wheel drives of this type contain a number of bearings for the common drive shaft of the paddle wheels. Usually the drive shaft is in two end bearings arranged outside the paddle wheels and in at least two Intermediate bearings supported either on either side of one on the drive shaft are keyed drive gear or in the gear housing of the shaft driving gear are arranged. This multiple storage of the drive shaft the impeller has the consequence that the bearing of the shaft is statically indeterminate what makes the exact fitting of the bearings difficult and deformation of the hull must lead to uncontrollable changes in the bearing pressures.

Um diese statische Unbestimmtheit zu- vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden; .die Antriebswelle der Schaufelräder in zwei Endstücke und ein Mittelstück aufzuteilen, das mit dem Antrieb fest verbundene Mittelstück mit den beiden Endstücken durch kurze gelenkige Verbindungsglieder, wie Kardangelenke oder Zahnkupplungen, miteinander drehfest, aber radial nachgiebig zu verbinden und die drei Teile der Welle jeweils statisch bestimmt in je zwei Lagern zu lagern. Diese Lösung ist aber sowohl in der Anschaffung als auch in der Unterhaltung kostspielig und beansprucht viel Platz.In order to avoid this static indeterminacy, it has already been proposed been; .the drive shaft the paddle wheels in two end pieces and to split a middle piece, the middle piece firmly connected to the drive with the two end pieces by short articulated connecting links, such as cardan joints or gear couplings, to be connected to one another in a rotationally fixed but radially flexible manner and to store the three parts of the shaft each statically determined in two bearings. However, this solution is costly both to purchase and to maintain and takes up a lot of space.

Bei Schaufelradantrieben für Schiffe, bei denen eine Kolbenmaschine, z. B. eine Dampfmaschine, zusammen mit einer Turbine auf die Antriebswelle der Schaufelräder arbeitet, hat man bereits die Turbine mit der Schaufelradantriebswelle über ein elastisches Getriebe gekuppelt, dessen großes Rad die Welle allseitig mit Spiel umgibt und mit ihr durch eine in radialer Richtung nachgiebige Kupplung verbunden ist. Dieses Getriebe hat bei der bekannten Ausführung jedoch lediglich den Zweck, ein einwandfreies Zusammenarbeiten zwischen der Kolbendampfmaschine mit ihrem periodisch wechselnden Drehmoment und größeren Ungleichförmigkeitsgrad und der mit gleichmäßiger Winkelgeschwindigkeit umlaufenden Turbine zu erreichen. Bei dieser bekannten Ausführungsart des Antriebes ist die Antriebswelle selbst in einer größeren Zahl von Lagern (unter anderen in den Kurbelwellenlagern der Dampfmaschine) gelagert.In the case of paddle wheel drives for ships in which a piston engine, z. B. a steam engine, together with a turbine on the drive shaft of the paddle wheels works, you already have the turbine with the bucket wheel drive shaft on elastic gear coupled, the large wheel of which the shaft with play on all sides surrounds and connected to it by a coupling which is flexible in the radial direction is. In the known design, however, this transmission only has the purpose of a perfect cooperation between the piston steam engine with its periodic alternating torque and greater degree of irregularity and the one with more uniform To achieve angular velocity rotating turbine. In this known embodiment of the drive is the drive shaft itself in a large number of bearings (under others in the crankshaft bearings of the steam engine).

Durch die Erfindung wird bezweckt, die Nachteile zu beseitigen, die mit der erwähnten statischen Unbestimmtheit der Wellenlagerung verbunden sind. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Antrieb der genannten Art die Welle nur in zwei Lagern am Schiffskörper gelagert und durch das am Schiffskörper abgestützte Getriebegehäuse frei hindurchgeführt ist. Die beiden Lager der starren Welle kann man unmittelbar neben den Schaufelrädern anordnen; die frei fliegend auf den über die Lager herausragenden Wellenenden angeordnet sind. Das gesamte Antriebsdrehmoment wird Zwischen den beiden Lagern z. B. etwa in der Mitte der Welle über das die Welle allseitig mit Spiel umgebende große Rad des Getriebes und eine in radialer Richtung nachgiebige Kupplung auf die Welle übertragen. Die Welle kann sich also innerhalb der Kupplung und des Getriebegehäuses jeweils radial frei einstellen. Die durch das periodische Aufschlagen der Schaufeln auf das Wasser bedingten Stöße, gegebenenfalls auftretende Verformungen des Schiffskörpers und deren Folgen können das einwandfreie Arbeiten des Getriebes nicht beeinflussen. In der Welle selbst und in ihren Lagern treten keine unkontrollierbaren Kräfte auf.The invention aims to eliminate the disadvantages are associated with the aforementioned static uncertainty of the shaft bearing. the Invention is that in a drive of the type mentioned, the shaft only in two bearings mounted on the hull and supported by the one on the hull Gear housing is passed freely. The two bearings of the rigid shaft can to arrange immediately next to the paddle wheels; the free-flying on the over the bearings are arranged protruding shaft ends. The total drive torque is between the two camps z. B. approximately in the middle of the shaft over the the shaft on all sides with play surrounding large gear wheel and one in the radial direction transferring compliant coupling to the shaft. So the wave can move within the clutch and the gearbox housing can be freely adjusted radially. By the periodic impact of the blades on the water caused impacts, if necessary Occurring deformations of the ship's hull and their consequences can do the job flawlessly Do not influence the work of the gear unit. In the shaft itself and in its bearings there are no uncontrollable forces.

Es ist an sich in der Technik nicht mehr neu, eine in gewissem Umfang radial gegenüber einem Getriebe bewegliche Welle über eine Kupplung anzutreiben, deren Antriebsrad die Welle allseitig mit Spiel umgibt und mit ihr durch eine in radialer Richtung nachgiebige Kupplung verbunden ist. Derartige Kupplungen werden bei Achsantrieben elektrischer Lokomotiven und Triebwagen verwendet, um die freie Beweglichkeit der Radsatzachse gegenüber dem fest im Rahmen der Lokomotive gelagerten Getriebe zu gestatten.In and of itself, it is no longer new in technology, one to some extent to drive a shaft that is movable radially in relation to a gearbox via a coupling, whose drive wheel surrounds the shaft with play on all sides and with it through an in radial direction flexible coupling is connected. Such couplings are used in final drives of electric locomotives and railcars to the free Mobility of the wheelset axle compared to the one that is fixedly mounted in the frame of the locomotive Allow transmission.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einen ähnlichen Antrieb bei einem Schiffspropeller vorzusehen, der als ein Aktivruder-Propeller in einem gondelartigen Gehäuse angeordnet ist. Bei diesem bekannten Propellerantrieb wird die Antriebskraft über ein Kegelradgetriebe und eine mit dem großen Kegelrad verbundene elastische Kupplung auf die Propellerwelle übertragen. In diesem Fall handelt es sich jedoch im wesentlichen darum, die nachteiligen Auswirkungen des Axialspiels der Welle auf den Kegelradantrieb zu vermeiden; die statische Lagerung der Welle ist hier sowieso gegeben, da die nur verhältnismäßig kurze Propellerwelle an sich nur in zwei Lagern gelagert ist. Die allseitige Elastizität der Kupplung zwischen dem Kegeltrieb und der Welle gestattet ebenfalls kleinere axiale Verschiebungen der Welle, wie sie durch Ausschlagen der Lager auftreten können.It has also been suggested to use a similar propulsion system a ship propeller to be provided as an active rudder propeller in a nacelle-like Housing is arranged. In this known propeller drive, the driving force is Via a bevel gear and an elastic one connected to the large bevel gear Transfer the coupling to the propeller shaft. In this case, however, it is essentially about the adverse effects of the axial play of the shaft avoid the bevel gear drive; the static bearing of the shaft is here anyway given, since the relatively short propeller shaft only has two bearings is stored. The all-round elasticity of the coupling between the bevel gear and the shaft also allows smaller axial displacements of the shaft like them can occur due to the bearing knocking out.

Das wesentliche Problem, nämlich die Beseitigung der statischen Unbestimmtheit der Wellenlagerung, wie es dem Konstrukteur bei Schaufelradantrieben entgegentritt, spielt jedoch bei einer einfachen kurzen Propellerwelle, die im wesentlichen nur auf Drehung und kaum auf Biegung beansprucht wird, selbstverständlich keine Rolle.The main problem, namely the elimination of the static indeterminacy the shaft bearings, as the designer faces with bucket wheel drives, but plays with a simple short propeller shaft that essentially only rotation and hardly any bending is of course irrelevant.

Bei dem Schaufelradantrieb gemäß der Erfindung läßt sich die Ausführung des Getriebes wesentlich vereinfachen und sein Raumbedarf verringern, wenn man die Kupplung zwischen dem Getriebe und der Schaufelradwelle im Innern des als Zahnkranz ausgebildeten großen Rades des Getriebes anordnet. Um die Auswirkung der beim Arbeiten eines Schaufelrades auftretenden Drehmomentstöße auf das Getriebe und die Antriebsmaschine zu dämpfen, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Kupplung nicht nur in radialer Richtung nachgiebig, sondern auch drehelastisch ausgebildet wird.In the case of the bucket wheel drive according to the invention, the execution simplify the transmission significantly and reduce its space requirements, if you have the Coupling between the gearbox and the impeller shaft inside as a ring gear arranged trained large wheel of the transmission. To the effect of when working a paddle wheel occurring torque surges on the gearbox and the drive machine to dampen, it proves to be advantageous if the clutch is not only in radial Direction compliant, but also torsionally elastic.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt Fig. I einen Schaufelradantrieb im Schnitt nach der Schnittlinie I-I der Fig. 2, Fig.2 denselben im Grundriß, wobei das Antriebsrädergetriebe im Mittelschnitt dargestellt ist, Fig. 3 einen Schnitt durch das Antriebsrad nach der Schnittlinie III-III der Fig. 2.In the drawing, the invention is illustrated by way of example; It shows Fig. I a paddle wheel drive in section along the section line I-I of Fig. 2, Fig.2 the same in plan, with the drive gear in the middle section is shown, Fig. 3 is a section through the drive wheel along the cutting line III-III of FIG. 2.

Die beiden einander gegenüberliegenden Schaufelräder I sind auf der gemeinsamen, starren Querwelle 2 aufgekeilt, die in den beiden Lagern 3 am Schiffskörper 4 gelagert ist. Die Querwelle 2 wird vom Zahnradgetriebe 5 angetrieben, das aus einem Kegelrad- und einem Stirnradvorgelege besteht und dessen Gehäuse 9 auf der Verlängerung 6 des Schiffskörpers q. abgestützt ist. Die in Längsrichtung gelegene Welle 7 des Antriebs ist mit einem in der Zeichnung .nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden.The two opposite paddle wheels I are on the common, rigid transverse shaft 2 wedged in the two bearings 3 on the hull 4 is stored. The cross shaft 2 is driven by the gear transmission 5, which consists of a bevel gear and a spur gear and its housing 9 on the Extension 6 of the hull q. is supported. The lengthwise Shaft 7 of the drive is equipped with a drive motor, not shown in the drawing tied together.

Das Stirnrad 8 ist in den Lagern -2o des Getriebegehäuses 9 gelagert, und dessen Seitenwandhäise io umgeben die Querwelle 2 allseitig mit Spiel s. Die drehelastische Mitnahme der Querwelle 2 erfolgt durch Schraubenfedern II, die in den Kammern I2 des Zahnkranzes I3 und zwischen den Mitnehmerlappen I4 des mit der Querwelle verschraubten Mitnehmers I5 liegen. Zwecks bequemen Ausbaues ist die Querwelle 2 in drei Stücke, in ein Mittelstück und zwei Endstücke, unterteilt, die durch die Flansche I6 miteinander verschraubt sind. Das Gehäuse 9 ist durch nachgiebige Packungen I7 abgedichtet.The spur gear 8 is mounted in the bearings -2o of the gear housing 9, and the sidewall häise io surround the transverse shaft 2 on all sides game s. The torsionally elastic entrainment of the transverse shaft 2 is carried out by helical springs II, those in the chambers I2 of the ring gear I3 and between the driver lobes I4 of the with the cross shaft screwed driver I5. The purpose of convenient expansion is the cross shaft 2 is divided into three pieces, a middle piece and two end pieces, which are screwed together through the flanges I6. The housing 9 is through compliant packings I7 sealed.

Da das Stirnrad nur auf Verdrehung mit der Welle verbunden, aber nicht auf ihr gelagert ist, haben elastische Durchbiegungen der Querwelle praktisch keinen Einfluß auf die Größe der Lagerdrücke der Stirnradlager 2o und der Wellenlager 3. Die Lagerungder Welle ist also statisch bestimmt. Auch Verformungen des Schiffskörpers 4 sind ohne Einfluß auf die Lagerdrücke.Since the spur gear is only connected to the shaft on rotation, but not is mounted on it, elastic deflections of the transverse shaft have practically no Influence on the size of the bearing pressures of the spur gear bearings 2o and the shaft bearings 3. The bearing of the shaft is therefore statically determined. Also deformations of the hull 4 have no influence on the bearing pressures.

An Stelle der drehelastischen Kupplung könnte auch eine Kreuzschleifenkupplung (Oldham-Kupplung) zwischen Zahnkranz und Querwelle vorgesehen sein.Instead of the torsionally flexible coupling, a cross-loop coupling could also be used (Oldham coupling) can be provided between the ring gear and the cross shaft.

Statt des in der Zeichnung dargestellten einfachen Kegelradgetriebes zwischen der von der Antriebsmaschine angetriebenen Welle 7 und dem Kleinrad des Stirnrädergetriebes kann auch ein bei Schaufelradantrieben für Schiffe bereits bekanntes Kegelrad-Wendegetriebe vorgesehen werden, das sich sehr einfach in der Weise ausführen läßt, daß man auf die Welle des kleinen Stirnrades ein zweites Kegelrad aufsetzt und die Welle längs verschieblich macht, so daß abwechselnd das eine oder andere der auf dieser Welle angeordneten Kegelräder mit dem auf der treibenden Welle 7 sitzenden Kegelrad kämmt.Instead of the simple bevel gear shown in the drawing between the shaft 7 driven by the prime mover and the small wheel of the Spur gearing can also be a familiar feature of bucket wheel drives for ships Bevel gear reversing gear can be provided, which is very easy to perform in the way lets that you put a second bevel gear on the shaft of the small spur gear and makes the shaft longitudinally displaceable, so that alternately one or the other the bevel gears arranged on this shaft with the one on the driving shaft 7 seated bevel gear meshes.

Das große Rad 8 läßt sich auch über eine mit der Antriebsmaschine verbundene Schnecke unmittelbar antreiben.The large wheel 8 can also be connected to the prime mover drive connected screw directly.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Heckantrieb, bei dem der Abstand der beiden Schaufelräder nicht sehr groß ist, so daß auf eine schmale Ausführung des Getriebes Wert gelegt werden muß, um es von allen Seiten zugänglich zu machen.The embodiment shown in the drawing relates on a rear-wheel drive, in which the distance between the two paddle wheels is not very large is, so that emphasis must be placed on a narrow design of the transmission in order to to make it accessible from all sides.

Es dürfte ohne weiteres klar sein, daß bei weiter auseinanderliegenden Schaufelrädern, d. h. bei einem Schiffsantrieb mit auf beiden Seiten des Schiffes liegenden Schaufelrädern die Ausführung unverändert beibehalten werden kann; in einem solchen Falle wird lediglich die Antriebswelle der Schaufelräder länger, und das Spiel der Welle im Getriebegehäuse und in der elastischen Kupplung muß etwas größer ausgeführt werden.It should be readily apparent that when the Paddle wheels, d. H. with a ship propulsion with on both sides of the ship horizontal paddle wheels the design can be retained unchanged; in in such a case only the drive shaft of the paddle wheels becomes longer, and the play of the shaft in the gear housing and in the flexible coupling must be somewhat be made larger.

Die Anordnung des oder der Antriebsmotoren ist praktisch ohne Belang; die Motoren können entweder parallel zur Längsachse des Schiffes oder auch quer zu ihr angeordnet werden.The arrangement of the drive motor or motors is practically irrelevant; the motors can either be parallel to the longitudinal axis of the ship or transversely to be arranged to her.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: I. Schaufelradantrieb für Schiffe mit zwei in größerem Abstand voneinander gleichachsig am Schiffskörper gelagerten, durch eine gemeinsame, gegebenenfalls mehrteilige Antriebswelle starr miteinander verbundenen Schaufelrädern und einem mit einer Antriebsmaschine gekuppelten Getriebe, dessen großes Rad die Welle allseitig mit Spiel umgibt und mit ihr durch eine in radialer Richtung nachgiebige Kupplung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (2) nur in zwei Lagern (3) am Schiffskörper (4) gelagert und durch das am Schiffskörper abgestützte Getriebegehäuse (9) frei hindurchgeführt ist. PATENT CLAIMS: I. Paddle wheel drive for ships with two in larger ones Distance from each other equiaxed on the hull, by a common, optionally multi-part drive shaft rigidly interconnected paddle wheels and a gearbox coupled to a prime mover, the large wheel of which the Shaft surrounds with play on all sides and with it by a flexible in the radial direction Coupling is connected, characterized in that the shaft (2) is only in two bearings (3) mounted on the hull (4) and supported by the gear housing supported on the hull (9) is passed through freely. 2. Schaufelradantrieb nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (II, I2, I4, I5) im Innern des als Zahnkranz (I3) ausgebildeten großen Rades des Getriebes angeordnet ist. 2. Bucket wheel drive according to claim I, characterized in that that the clutch (II, I2, I4, I5) is formed inside the ring gear (I3) large wheel of the transmission is arranged. 3. Schaufelradantrieb nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (II, I2, I4, I5) in an sich bekannter Weise drehelastisch ist. 3. Bucket wheel drive according to the claims I and 2, characterized in that the coupling (II, I2, I4, I5) is known per se Way is torsionally elastic. 4. Schaufelradantrieb nach einem der Ansprüche i bis 3, insbesondere für ein Schiff mit Heckantrieb, beidem das. Gehäuse des Getriebes auf einer Verlängerung des .Schiffskörpers abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (5) einen vorzugsweise als Wendegetriebe ausgeführten Kegelradtrieb umfaßt, an dem die Antriebsmaschine angreift. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung P 5771 XI /65f3 (Patent 875 771) deutsche Patentschrift Nr. 492 566; französische Patentschriften Nr. 995 958, 998 008, 702 557; britische Patentschrift Nr. 629 oi8.4. Bucket wheel drive according to one of claims i to 3, in particular for a ship with stern drive, both of which. The housing of the gearbox is supported on an extension of the .Schiffskörpers, characterized in that the gearbox (5) comprises a bevel gear drive preferably designed as a reversing gear, on which the prime mover attacks. Considered publications: German Patent Application P 5771 XI / 65f3 (Patent 875 771) German Patent No. 492 566; French Patent Nos. 995 958, 998 008, 7 0 2 557; British Patent No. 629 oi8.