CH393961A - Schwenkpropellerantrieb mit stationärem Antriebsmotor - Google Patents

Description

      Schwenkpropellerantrieb    mit stationärem Antriebsmotor    Die Erfindung bezieht sich auf     Schwenkpropeller-          antriebe    mit stationärem Antriebsmotor und zwar auf  solche, bei denen der Antrieb des Propellers vom sta  tionären Motor aus über eine mit der Schwenkachse  fluchtende Schaftwelle und einen Winkeltrieb erfolgt.  



  Es ist bekannt, dass sich der Lenkeinrichtung  während des Betriebes dauernd ein vom Winkeltrieb  in der sog. Gondel erzeugtes und einseitig wirkendes  Stützdrehmoment überlagert, welches die Schwenkung  der Gondel mit Propeller in der einen Schwenkrichtung  unterstützt, in der anderen Schwenkrichtung aber  ebenso stark hemmt. Beides wirkt sich bei einer ma  nuellen Steuerung gleich unangenehm aus und es hat  sich zur Erleichterung der Steuerbedienung als not  wendig erwiesen, in die     getriebliche    Verbindung zwi  schen Steuerrad und dem Schwenkteil des Antriebes  eine starke Übersetzung ins langsame, meistens einen  Schneckenantrieb, einzubauen.  



  Durch die eben erwähnte     Übersetzun-    wird wohl  erreicht, dass nur noch ein kleiner Teil des Stützdreh  momentes am Steuerrad wirksam ist und somit wäre  die Aufgabe gelöst, wenn nicht mit der beschriebenen  Einrichtung grosse Nachteile verbunden wären. In  demselben Masse nämlich, in welchem durch die       übersetzung    der Einfluss des     Stützdrehrnomentes    am  Steuerrad reduziert wird, verringert sich auch die  Lenkgeschwindigkeit des schwenkbaren Teiles der An  lage. Es bedarf schon sehr schneller Drehungen des  Steuerrades, um kleine Lenkmanöver in einer annehm  baren Zeit auszuführen und in gefährlichen Situationen  kann sich die nur langsame Schwenkmöglichkeit sehr  unheilvoll auswirken.  



  Die Erfindung hat nun das Ziel, den     Schwenk-          propellerantrieb    so zu verbessern, dass bei gleicher  Kraftanstrengung der manuellen Bedienung eine mehr-    fach schnellere Lenkwirkung gesichert ist und dadurch  die erwähnten Nachteile entsprechend vermindert wer  den.     überlegungen    in dieser Richtung führten zu dem  Schluss, dass die angestrebte Verbesserung nur durch  eine Minderung des Stützdrehmomentes möglich ist.

    Ausgehend von der Erkenntnis, dass das Stützdreh  moment in seiner     Grösse    stets mit dem Drehmoment  übereinstimmt, welches in der die Antriebsleistung  vom stationären Teil der Anlage (Motor) auf den  schwenkbaren Teil übertragenden und mit der  Schwenkachse fluchtenden Verbindungswelle wirksam  ist, macht die Erfindung zur Minderung des Stütz  drehmomentes den Vorschlag, zwischen der genannten  Verbindungswelle und der Propellerwelle     getriebliche     Mittel solcher Art vorzusehen, dass die Verbindungs  welle mindestens mit dreifacher Propellerdrehzahl und  daher mit entsprechend vermindertem Drehmoment  umläuft.  



  Prinzipiell liesse sich die vorgeschlagene Mindest  übersetzung i<B>= 3</B> dadurch verwirklichen, dass das  Übersetzungsverhältnis des in der Gondel üblichen  Winkeltriebes entsprechend vergrössert wird. Praktisch  stösst aber eine solche Massnahme auf Schwierig  keiten, weil die damit verbundene Vergrösserung des       Gondeldurchmessers    und damit auch des auf ihn  abgestimmten     Propellernabendurchmessers    eine we  sentliche Verschlechterung des Propellerwirkungs  grades zur     Foge    hätte.

   Zweckmässig wird die Über  setzung des Winkeltriebes auf einen für die gegebene  Leistung kleinstmöglichen Raumbedarf ausgelegt und  dem Winkeltrieb einen zusätzlichen     Drehmoment-          wandler    vor- oder nachgeschaltet,     bzw.    bei sehr hohen  Antriebsleistungen mindestens<B>je</B> einen zusätzlichen       Drehmomentwandler    vor- und nachgeschaltet.  



  Aus dem Bestreben, trotz der gemäss Erfindung      verlangten Mindestübersetzung i     =   <B>3</B> den     Gondel-          durchmesser    und die durch den zusätzlichen     Dreh-          momentwandler    bedingten Reibungsverluste möglichst  klein zu halten, ist es zweckmässig, die     Drehmoment-          wandler    als Planetengetriebe auszubilden, wobei das  dem Winkeltrieb nachgeschaltete Planetengetriebe sich  vorzugsweise dadurch auszeichnet,

   dass dessen Son  nenrad die Propellerwelle koaxial mit radialem Spiel  und ohne radiale Lagerung umfasst und mit einem  ebenfalls koaxial gelagerten Kegelrad des Winkel  triebes über eine     beidends    verzahnte und eine gewisse  räumliche Beweglichkeit des Sonnenrades zulassende  Kupplungsbüchse drehfest verbunden ist, ferner dass  dessen Hohlrad mit dem     Gondelgehäuse    drehfest ver  bunden ist, oder einen festen Bestandteil desselben  bildet, und dass dessen Planetenräder auf einem Steg  gelagert sind, welcher seinerseits mit der Propeller  welle drehfest oder starr verbunden ist.  



  In weiterer Ausbildung des für die Gondel vor  geschlagenen Getriebesatzes in Richtung geringster  Reibungsverluste ist es zweckmässig, ein Kegelrad  des Winkeltriebes sowohl radial als auch axial be  weglich auf der Propellerwelle selbst drehbar zu lagern  und axial abzustützen, und dieses Kegelrad so anzu  ordnen und auszubilden, dass seine Verzahnung auf  die Propellerwelle einen dem Propellerschub entgegen  wirkenden     Axialschub    überträgt.  



  Bei solcher Ausbildung wirkt es sich sehr verlust  mindernd und dadurch vorteilhaft aus, dass die axialen  Stützlager der Propellerwelle nur einen um den     Axial-          schub    des Kegelrades verminderten Differenzschub  aufzunehmen haben und dass wohl das Kegelrad  seinen vollen     Axialschub    über ein axial wirkendes  Lager auf die Propellerwelle Überträgt, letzteres aber  nur mit der zwischen dem Kegelrad und der Propeller  welle bestehenden Differenzdrehzahl und damit mit  entsprechend kleinerer Reibungsleistung arbeitet.  



  Um den gewünschten Effekt zu erzielen, ist es not  wendig, auch bei einem dem Winkeltrieb vorge  schalteten     Drehmomentwandler    eine Besonderheit zu  beachten. Zweckmässig ist dieser nämlich so aus  gebildet, dass ich das bei ihm auftretende Stützdreh  moment auf den schwenkbaren Teil der Antriebs  anlage, beispielsweise auf das     Gondelgehäuse    oder  mit ihm fest verbundene Bauteile und so überträgt,  dass es dem     Stützmornent    des Winkeltriebes entgegen  wirkt.

   In Anwendung auf den Fall, dass dieser     Dreh-          momentwandler    durch ein Planetengetriebe gebildet  wird, ist also dessen nichtumlaufendes Glied, beispiels  weise das Hohlrad,     bzw.    bei einem     Vorgelege-Zahn-          radgetriebe    die     Vorgelegewelle,    vorzugsweise mit dem  schwenkbaren Teil der Anlage drehfest verbunden       bzw.    an diesem gelagert.  



  Um den Aufwand zu rechtfertigen, wird für die  Übersetzung zwischen der Verbindungswelle und der  Propellerwelle ein Verhältnis von mindestens i<B>= 3</B>  verlangt. Damit kann die Lenkgeschwindigkeit gegen  über den bisherigen Ausführungen von     Schwenkpro-          pellerantrieben    mit einfachem Winkeltrieb auf etwa  das     Zweichfache    erhöht werden. Es ist jedoch ohne    weiteres möglich, den     Drehmomentwandler    im Rah  men des gegebenen Einbauraumes mit bedeutend  höherer Übersetzung auszuführen und dement  sprechend auch eine noch mehrfach grössere Ver  minderung des zur Steuerung benötigten Leistungs  bedarfs zu erreichen.  



  Die Anwendung eines     übersetzungsgetriebes    in der  Gondel, speziell in der vorgeschlagenen Form, wirkt  sich auch dann sehr günstig aus, wenn z. B. der       Gondelschaft    eine ungewöhnlich grosse Länge auf  weist oder baulich durch mehrere Streben ersetzt  ist. In diesem Falle wären nämlich zur Aufnahme der  hohen Drehmomente, welche bei dem bisher in der  Gondel üblichen Kegeltrieb auftreten, unerwünscht  starke Abmessungen der Halteteile für die Gondel  erforderlich.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der  Erfindung im Schnitt dargestellt.  



  Im strichpunktiert angedeuteten Boden<B>1</B> ist ein  Gehäuse 2 eingeflanscht und in diesem ist der  schwenkbare Teil der Anlage, bestehend aus dem  Schaft<B>3</B> mit Gondel 4, um die Achse     eX-X     drehbar  gelagert. In der Gondel 4 ist die Propellerwelle<B>5</B>  mit Propeller<B>6</B> gelagert. Die axiale Führung der  Propellerwelle<B>5</B> in der Gondel 4 erfolgt am Stützlager  <B>7</B> durch zwei auf der Welle befestigte Anlaufscheiben  <B>8.</B> Als Gehäusedeckel und als Lager für die Propeller  welle<B>5</B> dient ein zwischen Propeller und     Gondel-          gehäuse    angeordneter Lagerflansch<B>9.</B>  



  Eine an die (nicht dargestellte) stationäre Antriebs  maschine angeschlossene und mit der Schwenkachse        X-X     fluchtende Verbindungswelle<B>10</B> trägt das Son  nenrad<B>11</B> des Planetengetriebes, dessen Hohlrad 12  mit dem Schaft<B>3</B> drehfest verschraubt ist und dessen  Planetenräder<B>13</B> über den Steg 14 und eine mit ihm  drehfest verbundene und mit der Schwenkachse      X-X      fluchtende Schaftwelle<B>15</B> ein Kegelrad<B>16</B> antreiben.

    In das Kegelrad<B>16</B> greift das Kegelrad<B>17</B> ein, welches  auf der Propellerwelle<B>5</B> drehbar gelagert und über  eine die Propellerwelle<B>5</B> mit radialem Spiel um  fassende und     beidends    durch Verzahnungen<B>18</B> ein  greifende Kupplungsbüchse<B>19</B> mit dem die Propeller  welle ebenfalls mit radialem Spiel umfassenden Son  nenrad 20 drehfest verbunden ist, wobei die Kupp  lungsbüchse<B>19</B> dem Sonnenrad 20 einer räumliche  Einstellmöglichkeit gibt.  



  Die Planetenräder 21 greifen sowohl in das Son  nenrad 20 als auch in die mit der Gondel 4 drehfest  verbundene oder     einstückige    Innenverzahnung 22 ein  und schliesslich treibt der Steg<B>23,</B> auf welchem die  Planetenräder 21 gelagert sind, die Propellerwelle<B>5</B> an.  



  Die Gondel 4 mit dem Schaft<B>3</B> erhält über ein in  die Aussenverzahnung 24 des Hohlrades 12 ein  greifendes und im Gehäuse 2 ortsfest gelagertes     Ritzel     <B>25</B> mit der Welle<B>26</B> den der Steuerung dienenden  Schwenkantrieb.  



  Bei dem gezeigten Beispiel ist dem Winkeltrieb<B>16,</B>  <B>17</B> das Planetengetriebe<B>11,</B> 12,<B>13</B> als     Drehmoment-          wandler    vorgeschaltet und vermindert das die Lenkung  störende Stützdrehmoment um das an seinem Hohlrad      12 auftretende und auf den Schaft<B>3</B> übertragene  Drehmoment. Insgesamt bewirken alle drei Getriebe  zusammen eine Minderung des dem Drehmoment in  der Verbindungswelle<B>10</B> entsprechenden und von der       Ritzelwelle   <B>26</B> abzustützenden unerwünschten Dreh  momentes in einem dem Produkt der     übersetzungs-          verhältnisse    aller drei Getriebe entsprechenden Ver  hältnis.  



  Zwischen dem Kegelrad<B>17</B> und der Propellerwelle  <B>5</B>     bzw.    Anlaufscheibe<B>8</B> besteht nur die der Über  setzung des Planetengetriebes 20, 21, 22 entsprechende  Differenzdrehzahl, wodurch eine den Wirkungsgrad  verbessernde Minderung der Reibleistung eintritt. Im  gleichen Sinn sich auswirkend vermindert der im  gezeigten Beispiel nach rechts wirkende     Axialschub     des Kegelrades<B>17</B> durch eine Abstützung an der  Anlaufscheibe<B>8</B> den vom Stützlager<B>7</B> aufzunehmen  den und nach links gerichteten Zug des Propellers<B>6.</B>

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCI-I Schwenkpropellerantrieb, bei welchem der Antrieb der in einer Gondel gelagerten Propellerwelle vom stationären Motor aus über eine mit der Schwenkachse fluchtende Verbindungswelle und einen Winkeltrieb erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verbindungswelle<B>(10)</B> und der Propellerwelle<B>(5)</B> ge- triebliche Mittel vorgesehen sind, welche bewirken, dass die Verbindungswelle mit mindestens dreifacher Propellerdrehzahl umläuft.

   <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Antrieb nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass als getriebliches Mittel dem Winkeltrieb der Gondel mit der Übersetzung i<B>= 1 : 1</B> bis<B>1 :</B> 2 mindestens ein zusätzlicher Drehmomentwandler zu geschaltet ist. 2. Antrieb nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass als getriebliches Mittel dem Winkeltrieb der Gondel mit der Übersetzung i<B>= 1 : 1</B> bis<B>1 :</B> 2 bei sehr hohen Antriebsleistungen mindestens<B>je</B> ein zusätzlicher Drehmomentwandler vor- und nachge schaltet ist.

   <B>3.</B> Antrieb nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass mindestens ein Drehmomentwandler als Planetengetriebe ausgebildet ist, wobei das dem Winkeltrieb nachgeschaltete Planetengetriebe sich da durch auszeichnet, dass dessen Sonnenrad (20) die Propellerwelle<B>(5)</B> koaxial mit radialem Spiel und ohne radiale Lagerung umfasst und mit einem eben falls koaxial gelagerten Kegelrad<B>(17)</B> des Winkel triebes über eine beidends verzahnte und eine gewisse räumliche Beweglichkeit des Sonnenrades zulassende Kupplungsbüchse<B>(19)</B> drehfest verbunden ist, ferner dass dessen Hohlrad (22) mit dem Gondelgehäuse (4) drehfest verbunden ist oder einen festen Bestandteil desselben bildet, und dass dessen Planetenräder (21) auf einem Steg<B>(23)

   </B> gelagert sind, welcher mit der Propellerwelle mindestens drehfest verbunden ist. 4. Antrieb nach Patentanspruch und Unteranspruch <B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass ein Kegelrad<B>(17)</B> des Winkeltriebes sowohl radial als auch axial be weglich auf der Propellerwelle selbst drehbar gelagert und axial abgestützt ist, und dass dieses Kegelrad so angeordnet und ausgebildet ist, dass seine Ver zahnung auf die Propellerwelle einen dem Propeller schub entgegenwirkenden Axialschub überträgt.

   <B>5.</B> Antrieb nach Patentanspruch und Unteranspruch <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Drehmo- mentwandler <B>(11,</B> 12,<B>13),</B> welcher dem Winkeltrieb vorgeschaltet ist, der das Stützdrehmoment aufneh mende nicht umlaufende Teil (12) mit dem schwenk baren Teil drehfest verbunden ist. <B>6.</B> Antrieb nach Patentanspruch und Unteranspruch <B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmoment- wandler ein Planetenradgetriebe <B>(11,</B> 12,<B>13)</B> aufweist, dessen Hohlwelle (12) mit dem schwenkbaren Teil drehfest verbunden ist.

   <B>7.</B> Antrieb nach Patentanspruch und Unteranspruch <B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmoment- wandler ein Vorgelege-Zahnradgetriebe aufweist, des sen Vorgelegewelle mit dem schwenkbaren Teil dreh fest verbunden ist.