DE1303087B

DE1303087B -

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Publication number: DE1303087B
Application number: DESCH41547A
Authority: DE
Original assignee: Schottel GmbH and Co KG
Current assignee: Schottel GmbH and Co KG
Priority date: 1967-11-10
Filing date: 1967-11-10
Publication date: 1971-08-12
Also published as: NL6812689A; GB1208518A; FR1579414A; FI48554C; FI48554B; US3511209A; SE348158B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung für einen Ruderpropeller eines Wasserfahrzeugs od. dgl., bei der der Propeller von einem im Fahrzeug liegenden Antriebsmotor aus über ein eine unter die Wasserfläche führende Welle enthaltendes Getriebe angetrieben wird, dessen unter dem Wasser befindlicher Teil eine Untersetzung vom Schnellen ins Langsame aufweist und bei der der Propeller zum Zwecke des Steuerns des Fahrzeugs um eine etwa vertikale Achse schwenkbar ist und bei dem der unter dem Wasser angeordnete Teil des Getriebes aus einem Kegelradgetriebe und einem Planetengetriebe besteht, wobei das Kegelradgetriebe mittels einer beweglichen Kupplung mit dem Planetengetriebe gekuppelt und die Propellerwelle mit zwei Lagern abgestützt ist, zwischen denen das Kegelrad- und das Planetengetriebe angeordnet sind.The invention relates to a drive device for a rudder propeller of a watercraft Od. Like. In which the propeller from a drive motor located in the vehicle via a a transmission containing a shaft below the water surface is driven, the lower of which the part located in the water has a reduction from fast to slow and in which the Propeller is pivotable about an approximately vertical axis for the purpose of steering the vehicle and in which the underwater part of the gear consists of a bevel gear and a Planetary gear consists, the bevel gear by means of a movable coupling with the Planetary gear coupled and the propeller shaft is supported with two bearings, between which the Bevel gear and the planetary gear are arranged.

Das unter dem Wasserspiegel befindliche Getriebe ist bei Ruderpropellern hohen Anforderungen ausgesetzt. Einerseits muß es eine sehr hohe Untersetzung bei kleinem Raum aufweisen, d. h., Zahnräder und Lager sind hoch belastet. Andererseits kreist das abtreibende Kegelrad, das die Verbindung zum Planetengetriebe herstellt, beim Steuern um das antreibende Kegelrad. Durch diese zur Rotation der Räder zusätzliche Bewegung können Klemmungen oder Verkantungen auf das Planetengetriebe und die Lager übertragen werden.The gearbox located below the water level is exposed to high demands on rudder propellers. On the one hand, it must have a very high reduction ratio in a small space, i. i.e., gears and bearings are heavily loaded. On the other hand, the driven bevel gear that makes the connection rotates to the planetary gear when controlling around the driving bevel gear. Through this to the rotation of the Wheels additional movement can cause jamming or tilting on the planetary gear and the Stock to be transferred.

Es ist ein Unterwasserteil für Bootsantriebe, insbesondere mit Zugpropeller, bekannt, bei dem außer dem Winkeltrieb ein untersetzendes Planetengetriebe vorgesehen ist, das zwischen der das Abtriebskegelrad des Winkeltriebs tragenden Welle und der Propellerwelle angeordnet ist. -Bei dieser Bauweise erhält die zweifach gelagerte Propellerwelle einen verhältnismäßig kleinen Lagerabstand, so daß das dem Propeller abgewendete Lager sehr hoch belastet wird, wenn der Propeller auf einen Widerstand stößt oder aus dem Wasser schlägt. Außerdem sind die Anordnung und das Einstellen des Axiallagers schwierig. Da das Planetengetriebe kein nachgiebiges Glied aufweist, sind die Zähne seiner Räder unter Umständen hoch belastet, was auch für das Abtriebskegelrad zutreffen kann, weil das Sonnenrad des Planetengetriebes fest mit der Welle des Abtriebskegelrads verbunden ist.There is an underwater part for boat drives, in particular with a pull propeller, known in which except the angular drive is provided a stepping down planetary gear, which is between the output bevel gear of the angular drive shaft and the propeller shaft is arranged. -With this construction method the double-bearing propeller shaft has a relatively small bearing distance, so that the Propeller facing away bearing is very heavily loaded if the propeller encounters resistance or knocks out of the water. In addition, the arrangement and setting of the thrust bearing difficult. Since the planetary gear has no resilient member, the teeth of its wheels are under Highly loaded under certain circumstances, which can also apply to the output bevel gear because the sun gear of the planetary gear is firmly connected to the shaft of the output bevel gear.

Es ist ein Ruderpropeller bekannt, bei dem der Unterwasserteil des Getriebes ebenfalls aus einem Kegelradgetriebe und einem Planetengetriebe besteht. Bei diesem Ruderpropeller ist der Abstand der Propellerwellenlager zwar groß, aber das abtreibende Rad des Kegelradgetriebes ist unmittelbar auf der Propellerwelle, die gleichzeitig die Welle des Planetenradträgers ist, gelagert. Für das abtreibende Kegelrad und für die Welle des Planetenradträgers sind so die gleichen Lager vorgesehen. Bei einer solchen Bauart beeinflussen sich das Kegelradgetriebe und das Planetengetriebe gegenseitig, und zwar dadurch, daß sich z. B. eine Lagerlast, die von Herstellungs- oder Montagefehlern herrührt und die sich beim Schwenken des Ruderpropellers auswirkt, auf die Lager des Planetengetriebes überträgt und umgekehrt, wodurch die Lager überlastet werden können. Faßt man die Lager, wie bei dem bekannten Ruderpropeller, zusammen, dann können sich die Axialkräfte bei einer Drehrichtung des Propellers zwar subtrahieren, in einer anderen Drehrichtung, z. B. Rückwärtsgang, addieren sie sich je-A rudder propeller is known in which the underwater part of the gearbox also consists of a There is a bevel gear and a planetary gear. With this rudder propeller, the distance is the propeller shaft bearing is large, but the driven wheel of the bevel gear is immediate mounted on the propeller shaft, which is also the shaft of the planetary gear carrier. For the abortive The same bearings are provided for the bevel gear and for the shaft of the planetary gear carrier. At a Such a design, the bevel gear and the planetary gear influence each other, and by the fact that z. B. a bearing load resulting from manufacturing or assembly errors and the affects the pivoting of the rudder propeller, transfers to the bearings of the planetary gear and vice versa, which can overload the bearings. If one grasps the bearings, as with the known one Rudder propeller, together, then the axial forces can be increased in one direction of rotation of the propeller although subtract in a different direction of rotation, z. B. Reverse gear, they add up each

doch. Die Zusammenfassung der Lager hat auch zur Folge, daß sich die Abnutzung des Lagers und die elastische Verformung ungünstig auf den Zahneingriff des Kegelradgetriebes auswirken. Auch ist das Einstellen der Lager schwierig, weil von der Einstellung mehrere Elemente beeinflußt werden, so z. B. das Zahnspiel im Kegelradgetriebe, der Zahneingriff im Planetengetriebe, insbesondere wenn die Zahnräder schräg- oder pfeilverzahnt sind, und derbut. The combination of the bearings also has the consequence that the wear and tear of the bearing and the elastic deformation has an unfavorable effect on the meshing of the bevel gear. Also is the adjustment of the bearings difficult because several elements are influenced by the adjustment, so z. B. the backlash in the bevel gear, the meshing in the planetary gear, especially if the Gears are helical or herringbone, and the

ίο Spalt zwischen Propellernabe und Gehäuse. Schließlich wird die Propeller- bzw. Planetenradwelle durch das auf ihr gelagerte abtreibende Kegelrad infolge der Umfangskraft auf Biegung belastet, was durch entsprechend starke Dimensionierung ausgeglichen werden muß. ίο Gap between propeller hub and housing. Finally, the propeller or planetary gear shaft is subjected to bending loads due to the circumferential force due to the bevel gear mounted on it, which must be compensated for by correspondingly large dimensions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das unter dem Wasserspiegel befindliche Getriebe so zu gestalten, daß es den Anforderungen, die an einen Ruderpropeller gestellt werden, in optimaler Weise gewachsen ist. Insbesondere soll das auf den Steuerantrieb wirkende Moment herabgesetzt und der Wirkungsgrad des Ruderpropellers verbessert werden. Auch soll sich das durch das Schwenken des Ruderpropellers hervorgerufene Moment nicht schädlieh auf das Planetengetriebe auswirken können. Ferner sollen die Lager vor Überlastung geschützt sein und die Propeller- bzw. Planetenträgerwelle entlastet sein.The invention is based on the object of the transmission located under the water level in such a way design that it meets the requirements that are placed on a rudder propeller in an optimal way has grown. In particular, the torque acting on the control drive should be reduced and the Efficiency of the rudder propeller can be improved. This should also be done by swiveling the The torque caused by the rudder propeller cannot have a damaging effect on the planetary gear. Furthermore, the bearings should be protected from overload and the propeller or planet carrier shaft relieved be.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Abtriebskegelrad des Kegelradgetriebes, die Propellerwelle, die an ihrem Ende radial nachgiebig gelagert ist, mit Spiel umhüllend und in an sich bekannter Weise relativ zu dieser drehbar, unabhängig von ihr mit zwei Lagern im Gehäuse gelagert ist und daß das Planetengetriebe ' zwischen dem dem Propeller abgewendeten Propellerwellenlager und dem Kegelradgetriebe angeordnet ist. Es wird nur für die Gesamtheit der Kombination ein Schutz begehrt. Durch die Bauweise nach der Erfindung wird einerseits die Propellerwelle frei von störenden Momenten aus dem Antrieb gehalten, und andererseits wird verhindert, daß Biegekräfte oder Verklemmungen vom Winkeltrieb auf das Planetengetriebe und umgekehrt übertragen werden können. Dadurch, daß das Planetengetriebe auf der dem Propeller abgewendeten Seite des Winkeltriebs angeordnet ist, wird eine Nachgiebigkeit in der Lagerung der Propellerwelle, die gleichzeitig Planetenträgerwelle ist, ermöglicht.The object underlying the invention is achieved in that the output bevel gear of the bevel gear, the propeller shaft, which is radially resiliently supported at its end, enveloping with play and rotatable in a manner known per se relative to this, independently of it with two bearings in the Housing is mounted and that the planetary gear 'between the propeller shaft bearing facing away from the propeller and the bevel gear is arranged. Protection is only sought for the entirety of the combination. By the construction According to the invention, on the one hand, the propeller shaft is free of disruptive moments from the Drive held, and on the other hand it is prevented that bending forces or jamming of the angle drive can be transferred to the planetary gear and vice versa. Because the planetary gear is arranged on the side of the angle drive facing away from the propeller, there is a resilience in the storage of the propeller shaft, which is also the planet carrier shaft, allows.

Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels, das mit den F i g. 1 bis 3 gezeigt ist, beschrieben. Es zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment that is shown in FIGS. 1 to 3 is described. It shows

F i g. 1 schematisch den Gesamtaufbau eines Ruderpropellers,F i g. 1 schematically the overall structure of a rudder propeller,

F i g. 2 schematisch einen Getriebeplan nach der Erfindung,F i g. 2 schematically a transmission plan according to the invention,

F i g. 3 in vereinfachter Darstellung ein konstruktives Ausführungsbeispiel zum Getriebeplan nach F i g. 2.F i g. 3 shows, in a simplified representation, a structural exemplary embodiment for the transmission plan according to FIG. 2.

Ein Ruderpropeller dient bekanntlich zum Antrieb und Steuern von Wasserfahrzeugen. Zu diesem Zweck ist er außenbords an einer geeigneten Stelle des Fahrzeugs 10, z. B. am Heck, in geeigneter Weise angebracht; die Befestigungsmittel sind nicht gezeichnet. Die Wasserlinie ist beispielhaft eingezeichnet und mit W bezeichnet.As is known, a rudder propeller is used to propel and steer watercraft. For this purpose it is outboard at a suitable location on the vehicle 10, e.g. B. at the stern, attached in a suitable manner; the fasteners are not shown. The waterline is drawn in as an example and is designated by W.

Der Antrieb erfolgt von einem nicht gezeichneten, im Fahrzeug untergebrachten Antriebsmotor ausThe drive is carried out by a drive motor (not shown) housed in the vehicle

Claims

Via the usual torque transmission devices (not shown) and via a transmission shaft 11 to a coupling flange 12 which is fastened to an approximately horizontally lying drive shaft 14 mounted in the surface housing 13. At the free end of the drive shaft, a bevel gear 15 is attached, which meshes with a bevel pinion 16 which is attached to a vertically mounted central shaft 17. The central shaft 17 penetrates the above-water housing 13, a control housing 18, a shaft housing 19 and ends in an underwater housing 20. The central shaft may be made of one piece, but it may also for reasons of assembly of several pieces, for example, 17 a, 17 b, by means of couplings , e.g. B. 21, be composed. At the free end of the central shaft a bevel pinion 22 is attached or forms one piece with the lower part 17 a of the central shaft. The bevel pinion 22 meshes with a bevel gear 23. The bevel pinion and bevel gear form an angular gear for the propeller 24, which is attached to a horizontally lying propeller shaft 24 a. The part of the housing located under the water containing this angular gear is called "pear" 25 because of its appearance. The propeller shaft is mounted radially and axially in the pear with bearings 26 to 28. The bevel gear 23 is attached to a sleeve 29 which surrounds the propeller shaft with play and is mounted in the pear with bearings 30, 31. On the side facing away from the propeller, a sun pinion 32 of a planetary gear is loosely suspended with the help of internal teeth located in the sleeve or its extension. The sun gear or a shaft 33 provided for this purpose has external teeth which fit into said internal teeth. Internal and external toothing are denoted by 34. The sun pinion itself is unsupported; it is guided by the toothing of a number of planet gears 35, one of which is shown in FIG. 3 and two in FIG. 2 are drawn. The planet gears are mounted in a planet carrier 36. The planet carrier is attached to the propeller shaft with coupling teeth 37. The planet gears mesh with the teeth of a sun ring gear 38 which is screwed to the pear 25. The bearings 27, 28 on the side of the propeller shaft facing the planetary gear have radial play, so that both the planet gears with planet carrier and propeller shaft and the sun pinion are guided by the sun ring gear, so that an even load is set on all meshing teeth.

The other bearings of the transmission described have no special feature, so that they are not described need to become. In Fig. 2 they are shown schematically as ball bearings and in FIG. 3 as roller and tapered roller bearings. Plain bearings can also be chosen if the opportunities arise require it.

The underwater housing 20 is screwed to a control sleeve 39 which is located in the shaft housing 19 is performed with suitable bearings 40, 41 (Fig. 2). The shaft housing and control sleeve are fitted with a suitable known seal 42 sealed against each other. The free end of the control sleeve carries a Bevel ring gear 43 which meshes with a bevel pinion 44 which is seated in a rotationally fixed manner on a control shaft 45. On the control shaft is a at its free end

Worm wheel 46 attached, in which a worm 47 engages. Said parts 43, 44, 46 are in the already mentioned control housing 18 stored. The snail carries a pin 48. On this pin, provided with keyway 49 or equivalent may be a timing drive shaft 50 connected to the not shown steering wheel of the vehicle in connection stands. An electrical,

ίο hydraulic or pneumatic motor can be connected for remote transmission. The control drive is shown in FIGS. 2 and 3 indicated schematically with an arrow 53.

If a torque is introduced on the drive shaft 14 (arrow 51), this is transmitted via the transmission elements 15, 16, 17, 22, 23 on the underwater part 52 of the overall transmission located in the pear transfer. As the bulb that contains the underwater part of the gearbox with the underwater housing 20 and the control sleeve 39 is rotatably mounted in the shaft housing 19, the central shaft exercises not only a torque on the propeller via the underwater part of the gearbox, but also a moment of reaction on the housing parts 25, 20, 39, which strive to be opposite to turn to the central shaft. This reaction torque is absorbed by the control drive 43, 44, 46, 47 and from the fin 54. The first is undesirable because it makes the steering drive and the corresponding gear parts are loaded. The second is harmful because the fin itself must support against the current and therefore worsens the efficiency of the rudder propeller. With very large rudder propellers, there may be no fin at all, see above that the control gear must absorb the entire reaction torque.

The surface portion 55 of the overall transmission, d. H. the part of the transmission that is in the relative to The watercraft is mounted on fixed housing parts, has no reduction or even a translation, as in Fig. 2 and 3 is drawn on. This causes the central shaft to rotate at high speed, z. B. with the speed of the drive motor or even faster. This has the consequence that the torque on the central shaft is correspondingly small and thus also the reaction torque. Of the Main part of the reduction, preferably the entire reduction or even more than the reduction from the engine to the propeller (as it is translated in the above water part), is in the underwater part 52 of the transmission. So that this reduction can be accommodated in the »pear«, the reduction is generated with a planetary gear, with a spur planetary gear especially is advantageous because spur gears can be machined better and therefore run more smoothly and are relatively more durable than bevel gears.

Claim:

Drive device for a rudder propeller of a watercraft or the like, in which the propeller from a drive motor located in the vehicle via an under the water surface Leading shaft containing gear is driven, its located under the water Part of a reduction from the fast to the

Langsame aufweist und bei der der Propeller zum Zwecke des Steuerns des Fahrzeugs um eine etwa vertikale Achse schwenkbar ist und bei dem der unter dem Wasser angeordnete Teil des Getriebes aus einem Kegelradgetriebe und einem Planetengetriebe besteht, wobei das Kegelradgetriebe mittels einer beweglichen Kupplung mit dem Planetengetriebe gekuppelt und die Propellerwelle mit zwei Lagern abgestützt ist, zwischen denen das Kegelrad- und das Planeten-Has slow and in which the propeller for the purpose of steering the vehicle around an approximately vertical axis is pivotable and in which the part arranged under the water of the transmission consists of a bevel gear and a planetary gear, the bevel gear by means of a movable coupling coupled to the planetary gear and the propeller shaft is supported by two bearings, between which the bevel gear and the planetary

getriebe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebskegelrad (23) des Kegelradgetriebes, die Propellerwelle (24 a), die an ihrem Ende radial nachgiebig gelagert ist, mit Spiel umhüllend und in an sich bekannter Weise relativ zu dieser drehbar, unabhängig von ihr mit zwei Lagern (30, 31) im Gehäuse gelagert ist und daß das Planetengetriebe zwischen dem dem Propeller abgewendeten Propellerwellenlager (27, 28) und dem Kegelradgetriebe angeordnet ist.gear are arranged, characterized in that the output bevel gear (23) of the bevel gear, the propeller shaft (24 a), which is radially resiliently mounted at its end, enveloping with play and rotatable in a known manner relative to this, independently of it two bearings (30, 31) is mounted in the housing and that the planetary gear is arranged between the propeller shaft bearing (27, 28) facing away from the propeller and the bevel gear.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings