DESC013652MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 8. Oktober 1953 Bekanntgeniacht am 29. März 1956Registration date: October 8, 1953 Announced on March 29, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft einen 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.The invention relates to a paddle wheel drive for ships with two at a greater distance from each other coaxially mounted on the hull, by a common, possibly multi-part Drive shaft rigidly interconnected paddle wheels and one with a prime mover coupled gear, the large wheel of which surrounds the shaft with play on all sides and with it is connected by a coupling which is flexible in the radial direction.

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 der Lagerdrücke führen muß.Known bucket 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 outside of the paddle wheels arranged repositories and supported in at least two intermediate bearings, either on both Sides of a splined on the drive shaft drive gear are or in the gear housing a transmission driving the shaft are arranged. This multiple storage of the drive shaft the impeller has the consequence that the bearing of the shaft is statically indeterminate, which complicates the precise fitting of the bearings and becomes uncontrollable if the hull is deformed Changes in bearing pressures must lead.

Um diese statische Unbestimmtheit zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, die An-In order to avoid this static indeterminacy, it has already been proposed to

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triebswelle 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 auchSplit the drive shaft of the paddle wheels into two end pieces and a middle piece that connects to the drive firmly connected middle piece with the two end pieces by short articulated connecting links, like cardan joints or toothed couplings, non-rotatably with one another, but radially flexible connect and store the three parts of the shaft each statically determined in two bearings. This However, the solution is both in the acquisition and

ίο in der Unterhaltung kostspielig und beansprucht viel Platz.ίο Expensive and busy to maintain lots 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 bucket wheel drives for ships in which a piston engine, e.g. B. a steam engine, working together with a turbine on the drive shaft of the paddle wheels, you already have that The turbine is coupled to the bucket wheel drive shaft via an elastic gear, the large wheel of which surrounds the shaft on all sides with play and with it by a coupling that is flexible in the radial direction connected is.' In the known design, however, this transmission only has the purpose of a perfect cooperation between the piston steam engine with its periodically changing Torque and greater degree of irregularity and the one with uniform angular velocity orbiting turbine. In this known type of drive is the drive shaft itself in a large number of bearings (among others in the crankshaft bearings 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. 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.The invention aims to eliminate the disadvantages associated with the mentioned static Indeterminacy of the shaft bearing are connected. The invention ^ 'is that at a Drive of the type mentioned, the shaft is only supported in two bearings on the hull and through the gear housing supported on the hull is passed through freely. The two camps of the rigid Shaft can be arranged directly next to the paddle wheels, which freely fly over the Bearings protruding shaft ends are arranged. The total drive torque is between the two bearings e.g. in the middle of the shaft over which the shaft has play on all sides surrounding large wheel of the transmission and a flexible coupling in the radial direction on the Transmit wave. The shaft can therefore be located within the clutch and the gearbox housing, respectively Adjust radially freely. The periodic impact of the blades on the water caused shocks, possibly occurring deformation of the hull and their consequences cannot influence the correct operation of the gear unit. In the wave itself and in theirs There are no uncontrollable forces on bearings. In itself it is no longer new in technology, to drive a shaft that is to a certain extent movable radially with respect to a gearbox via a coupling, whose drive wheel surrounds the shaft with play on all sides and with it through a radial Direction of compliant coupling is connected. Such couplings are used in axle drives electric locomotives and railcars used to free movement of the wheelset axle compared to the gearbox that is fixedly mounted in the frame of the locomotive.

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 Falle handelt es sich jedoch im wesentlichen darum, die nachteiligen Auswirkungen des Axialspiels der Welle auf den Kegelradantrieb zu vermeiden; die statische Lagerung der AVelle 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 proposed to provide a similar drive in a ship propeller, which as an active rudder propeller in one Gondola-like housing is arranged. In this known propeller drive, the driving force is via a bevel gear and a flexible coupling connected to the large bevel gear Transfer propeller shaft. In this case, however, it is essentially a question of the disadvantageous Avoid the effects of axial play of the shaft on the bevel gear drive; the static Storage of the AVelle is given here anyway, because the propeller shaft is only relatively short is in itself only stored in two camps. The all-round elasticity of the coupling between the Bevel gear and the shaft also allows smaller axial displacements of the shaft, as they do 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 be- g₀ ansprucht wird, selbstverständlich keine Rolle.The essential problem, namely the elimination of static indeterminacy of the shaft bearing, as it confronts the designer for bucket wheel, but playing with a simple short propeller shaft, which essentially loading only rotation and hardly bend is ansprucht g _0, of course, does not matter.

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 paddle wheel drive according to the invention, the design of the transmission significantly simplify and reduce its space requirements if you have the coupling between the Gearbox and the bucket wheel shaft inside the large gear wheel of the gearbox, which is designed as a ring gear arranges. About the effect of the torque surges that occur when a paddle wheel is working to dampen the gearbox and the prime mover, it proves to be advantageous when the coupling "is not only flexible in the radial direction, but also torsionally flexible is trained.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt . . 'In the drawing, the invention is illustrated by way of example; it shows . . '

Fig. ι einen Schaufelradantrieb im Schnitt nach der Schnittlinie I-I der Fig. 2,Fig. Ι a paddle wheel drive in section along the section line I-I of Fig. 2,

Fig. 2 denselben im Grundriß, wobei das Antriebsrädergetriebe im Mittelschnitt dargestellt ist,Fig. 2 is the same in plan, the drive gear is shown in central section,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Antriebsrad nach der Schnittlinie Ill-Ill der Fig. 2.FIG. 3 shows a section through the drive wheel along the section line III-III in FIG. 2.

Die beiden einander gegenüberliegenden Schaufelräder ι 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 4 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 ι are keyed on the common, rigid transverse shaft 2, which is mounted in the two bearings 3 on the hull 4. The transverse shaft 2 is driven by the gear transmission 5, which consists of a bevel gear and a spur gear and the housing 9 of which is supported on the extension 6 of the hull 4. The shaft 7 of the drive located in the longitudinal direction is _: connected to a drive motor not shown in the drawing.

Das. Stirnrad 8 ist in den Lagern 20 des Getriebegehäuses 9 gelagert, und dessen Seitenwandhalse 10 umgeben die Querwelle 2 allseitig mitThe. Spur gear 8 is mounted in bearings 20 of gear housing 9, and its side wall neck 10 surround the transverse shaft 2 on all sides

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Spiel ί. Die drehelastische Mitnahme der Querwelle 2 erfolgt durch Schraubenfedern ii, die in den Kammern 12 des Zahnkranzes 13 und zwischen den Mitnehmerlappen 14 des mit der Querwelle verschraubten Mitnehmers 15 liegen. Zwecks bequemen Ausbaues ist die Querwelle 2 in drei Stücke, in ein Mittelstück und zwei Endstücke, unterteilt, die durch die Flansche 16 miteinander verschraubt sind. Das Gehäuse 9 ist durch nachgiebige Packungen 17 abgedichtet.Game ί. The torsionally elastic entrainment of the cross shaft 2 takes place by coil springs ii, which are in the chambers 12 of the ring gear 13 and between the driver tabs 14 of the driver 15 screwed to the transverse shaft lie. In order to be comfortable Expansion is the cross shaft 2 in three pieces, in a middle piece and two end pieces, divided by the flanges 16 are screwed together. The housing 9 is compliant by Packings 17 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 20 und der Wellenlager 3. Die Lagerung der 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 by rotation, but not supported on it, elastic deflections of the transverse shaft have practically no influence on the magnitude of the bearing pressures the spur gear bearing 20 and the shaft bearing 3. The bearing of the shaft is therefore statically determined. Deformations of the hull 4 also have no effect 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 (Oldham coupling) could also be used. be provided between the ring gear and the transverse 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 that of the Drive machine driven shaft 7 and the small wheel of the spur gear can also be a Bucket wheel drives for ships already known bevel gear reversing gear are provided that can be carried out very easily in such a way that you put a second on the shaft of the small spur gear Bevel gear and makes the shaft longitudinally displaceable, so that alternately one or other of the bevel gears arranged on this shaft with the one seated on the driving shaft 7 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 accessed directly via a worm connected to the drive machine drive.

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 to a rear-wheel drive in which the distance between the two paddle wheels is not very large, so that a narrow version of the Gear must be attached 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 with the paddle wheels further apart, i. H. at a ship propulsion system with paddle wheels on both sides of the ship can be kept unchanged; in such a case, only the drive shaft is the Bucket wheels longer, and the play of the shaft in the gear housing and in the flexible coupling must be made a little 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 arranged parallel to the longitudinal axis of the ship or transversely to it.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. 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.1. Bucket wheel drive for ships with two coaxial at a greater distance from each other on Hull mounted by a common, possibly multi-part drive shaft rigidly interconnected paddle wheels 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 which is flexible in the radial direction is connected, characterized in that the The shaft (2) is only supported in two bearings (3) on the hull (4) and through the one on the hull supported gear housing (9) is passed freely. 2. Schaufelradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11, 12, 14, 15) im Innern des als Zahnkranz (13) ausgebildeten großen Rades des Getriebes' angeordnet ist.2. paddle wheel drive according to claim 1, characterized characterized in that the coupling (11, 12, 14, 15) inside the as a toothed ring (13) trained large wheel of the transmission 'is arranged. 3. Schaufelradantrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11, 12, 14, 15) in an sich bekannter Weise drehelastisch ist.3. paddle wheel drive according to claims 1 and 2, characterized in that the coupling (11, 12, 14, 15) in a manner known per se is torsionally elastic. 4. Schaufelradantrieb nach einem der Ansprüche ι bis 3, insbesondere für ein Schiff mit Heckantrieb, bei dem 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.4. Bucket wheel drive according to one of claims ι to 3, in particular for a ship with Stern drive, in which the housing of the gearbox is supported on an extension of the hull is, characterized in that the gear (5) is preferably used as a reversing gear includes executed bevel gear, on which the prime mover engages. Angezogene Druckschriften:Referred publications: Deutsche Patentanmeldung P 5771 XI/65f³
(Patent 875 771);German patent application P 5771 XI / 65f ³
(Patent 875,771); deutsche Patentschrift Nr. 492 566;German Patent No. 492 566; französische Patentschriften Nr. 995 958,
998008, 702557;French patent specification No. 995 958,
998008, 702557; britische Patentschrift Nr. 629 018.British Patent No. 629 018. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings