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Einrichtung zum Umsteuern von Schlibschraubea-Flilgeln.
Beim Betriebe von Schiffsschrauben mittels solcher Kraftmaschine, welche selbst nicht umsteuerbar sind, befestigt man bekanntlich die Flügel der Schraube derartig an deren Nabe, dass die Flügelflächen gedreht werden können, also aus der rechtsgängigen Schraube eine linksgängige wird und umgekehrt, mithin unter Beibehaltung der Drehrichtung der Schraubenwelle und der Kraftmaschine die Fahrtrichtung die entgegengesetzte wild. Eine solche Umsteuerung ist namentlich bei Benutzung von Petroleum-bzw. Dieselmotoren gebräuchlich, indem die Anordnung von Umsteuerungsvorrichtungen bei solchen Maschinen sehr umständlich wird und diese sehr verteuert.
Bei diesen Schrauben mit verstellbaren Flügeln, welche als"Segelnaben" bekannt sind, ist die Schraubenwelle im vorderen Teile hohl gestaltet und in dieser eine achsial verschiebbare Steuerstange gelagert, deren vorderem Ende mittels kurbelartiger, in der Nabe gelagerter Zwischenglieder die Flügelzapfen angeschlossen sind. Die achsiale Verschiebung der
Steuerstange erfolgt dabei in der Weise, dass das hintere Ende derselben von einem Querbolzen durchsetzt ist, der in einem Schlitz der Schraubenwelle geführt mit seinen Enden einer achsial verstellbaren Büchse angeschlossen ist.
Diese Büchse wird bei kleineren, nur schwachen Kraftantrieben durch ein. mit der Hand zu betätigendes Hebelgestänge verschoben und dieses in den erforderlichen Stellungen festgestellt, während bei grösseren Betriebskräften diese Büchse aussen mit Schraubengewinde versehen ist und dieses in eine drehbare, gegen achsiale Verschiebung gesicherte Mutter greift, deren Drehung durch geeignete Ubersetzungsvorrichtungen, wie Räderoder Schneckenbetrieb, erfolgt.
Indem nun bei Verstellung der Flügel deren ganzer Arbeitswiderstand gegen das Wasser als Gegenwirkung auf die Steuerstange auftritt, wird die zur Umsteuerung erforderliche Kraftleistung eine entsprechend grosse, so dass schon bei einigermassen grossen Kraftantriebe sehr grosse Übersetzungen nötig werden, wenn die mit dem Ende der Steuerstange verbundene Büchse in der einen oder der anderen erwähnten weise mit der Hand verstellt werden soll, mithin'die Verstellung mindestens viel Zeit erfordert ; und wenn diese Verstellung durch Kraftantrieb erfolgt, wie auch schon Ausführungen vorliegen, so wird die erforderliche Einrichtung nur noch umständlicher.
Stet. tritt jedoch bei solchen Umstel1, or- richtungen der Übelstand auf, dass die an dem Querbolzen der Steuerstange angreifende, sich beständig mitdrehende Büchse andauernd gegen einen festen (den verstellbaren) Wider lagskörper gepresst wird, und zwar mit einer Kraft, die dem Widerstand der Schraubenflügel gegen das Wasser entspricht. Der sich hieraus ergebende Reibungswiderstand, der beständig, also nicht allein bei Vornahme der Verstellung der Flügel auftritt, kann nur durch gut geschnielte Kammzapfen oder Zwischenschaltung von Kugellagern verringert, aber nie ganz aufgehoben weiden, ausserdem sind die genannten Teile sehr kostspielig und verlangen eine sehr sorgfalt tec Überwachung.
Nach vorliegender Ei findung wird dieser Reibungswiderstand des Steuerstangenstellzeusses nun gänzlich aufgehoben, die Mittel zur Umsteuerung werden sehr einfach, diese erfordert nur geringen Kraftaufwand und erfolgt in sehr kurzer Zeit.
Diese Vorteile werden dadurch erzielt, dass zur Verschiebung der Steuerstange eine unter Druck stehende Flüssigkeit verwendet wird.
Die Zeichnung stellt eine beispielsweise Anordnung einer solchen, gemäss der Erfindung
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und da die Druckflüssigkeit von beiden Seiten gleich stark auf die Kolben 15 wirkt, ao ver bleiben diese in dieser Stellung. Der Kolbenstange 19 ist ein Stellhebel 20, unter Zwischenschaltung der am Zapfen der Stange 19 angreifenden Gleitstücke 21, angeschlossen, welcher Hebel um den Zapfen 22 drehbar ist.
Bringt man den Hebel 20 in die eine oder die andere der punktiert angegebenen Ausschlagstellungen, beispielsweise nach rechts, so gibt der linke Kolben 15 den Kanal 16 frei und die Druckflüssigkeit kann durch diesen, das Rohr 13, das Lager 6 urd den Kanal 11 zur linken Seite des Zylinders 2 treten und den Kolben 3 nach rechts verschieben, während die Flüssigkeit, welche sich in der rechten Zylinderhälfte befindet. durch den Kanal 10 in das Rohr 12 gedrängt wird.
Dieses mündet oben im Kanal 17 aus, der jetzt aber vom rechten Kolben 15 derart geöffnet ist, dass die Flüssigkeit in den Raum zwischen den beiden Kolben 15 und aus diesem in den Austrittskanal bzw. das Rohr 18 treten kann, welches unten in das Ge-
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das Gewicht 24 den Hebel 20 wieder in die senkrechte Stellung zurück und verschliessen die beiden Kolben 15 nun die Öffnungen 16, 17. Der Druck, welchen die Schiffsschraube gegen den Kolben 3 ausübt, kann diesen nun nicht verschieben, da beide Seiten des Zylinders mit Flüssig-
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tritt dabei, abgsehen von jener, welche die Schraube durch den achsialen Druck im Kammlager 9 erzeugt, nicht auf, zu welcher bei den sonstigen Stellvorrichtungen noch die im Stellmechanismus sich ergebende Reibung kommt.
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seinem geschlitzten Ende an ein Gestänge 25 angreift.
Dieses trägt ein unten eingebuchtetes Stück 31, gegen welches da ? Gestange 32 durch die Feder 33 gedrückt wird. Das Gestänge ? ist mit einem Hebel 35 verbunden, welcher sich in dem die Druckpumpe 29 enthaltenden Gefäss befindet und auf welchem Hebel das Saugventil 34 der Pumpe ruht. In der untätigen Stellung
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und nieder gehenden Kolben der Pumpe 29 nicht auf seinen Sitz gedrückt werden kann, die Pumpe nuthin keine Flüssigkeit fördert.
Dies geschieht vielmehr nur dann, wenn man den Hebel 20 so verstellt, dass der Kanal 16 oder 17 geöffnet wird ; alsdann mild auch das Gestänge 25 vom Hebel 23 nach rechts oder links verschoben, die schrägen seitlichen Kerbenflächen des Stückes 31 drucken alsdann die Stange 32 nach unten, der Hebel ; ; 5 nimmt die punktiert angegebene Lage ein und gibt das Ventil 34 frei, so dass der Pumpenkolben beim Niedergang das Ventil aehtiesst und die im Zylinder befindliche Flüssigkeit durch das Druckventil und die Leitung 26 m den Kanal 23 des Steuerzylinders 14 und in das gerade offene Rohr 12 oder 13 drückt, dadurch die Bewegung des Kolbens 3 nach rechts oder links veranlassend.
Wird der Hebel 20 fiergegeben, so erfolgt mit der Schliessung der Kanäle 16, 17 auch die Verschiebung des Gestäneh JJ und des Stückes 31 in die Lage der Fig. 3, so dass sich die Stange 32 wieder hebt und das Ventil J4 von seinem Sitze abhebt.
Die Pumpe 26 wird zweckmässig von der Welle 1 aus getrieben und dementsprechend in deren Nähe angeordnet. An Stelle des Gewichtes 24 könnte auch eine Feder benutzt werden, welche den Hebel 20 stets in die mittlere Stellung zurückbringt.
In Fig. 2 ist eine Vorrichtung angegeben, die zur Kenntlichmachung der Verstellung des Kolbens 3 dient. Diese Vorrichtung besteht aus einem kleinen Zylinder 36, dessen mit dem Kolben 37 versehene Kolbenstange 40 die Hülse 41 durchsetzt. Diese hat einen oben mit Skala versehenen Schlitz, dem ein auf der Stange 40 befindlicher Stift 42 entlang gleiten kann.
Der Zylinder J6 ist an beiden Enden durch enge Röhrchen 38,-39 mit den Druckrohren 13 und 12
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rechts verschieben, während die rechts benhdliche Flüssigkeit durch das Rohr 39 in das Rohr 12 gelangt, dessen Endkanal 17 zur Zeit mit dem Austrittskanal und dem Rohr\M, mithin mit deritmosphäfe, inVerbindung, steht.'Die Rohre 38, 39 werden zweckmässig recht eng gewählt, der Durchmesser des Zylinders 36 dagegen verhältnismässig gross, obgleich er auch nur 2 bis 3 cm wu il zu sein braucht ;
alsdann wird der Weg, den der Zeiger 42 zurücklegt, recht klein, die Skala
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Bei sogenannten Segelnaben handelt es sich nicht darum allein, nur die Schraubenflügel in die gänzlich entgegengesetzte Lage zur vorherigen zu bringen, wo also der Kolben 3 die Endstellungen im Zylinder 2 erhält, während die mittlere Stellung der Fig. 1 der gänzlich wirkungslosen Stellung der Schraubennügel entspricht ; die Schraubenflügel sollen vielmehr auch in jeder Zwischenstellung fest eingestellt werden können, unter einem Winkel, welcher jeweilig den besten, auszuprobierenden Wirkungsgrad ergibt.
Deshalb ist die Unterteilung der Skala 41 notwendig ; der Kolben J7 bewegt sich proportional der Verschiebung des Kolbens 3 und hat der Zeiger an der Skala den gewünschten Teilstrich erreicht, so lässt man den Hebel 20 los und der Kolben. 1 bleibt unveränderlich in der ihm gegebenen Lage.
Die Vorteile der Einrichtung gegenüber den bisher üblichen Stellvorrichtungen erhellen ohneweiters ; es genügt, den Hebel 20 mit zwei Fingern seitlich zu verstellen, also fast ohne Kraftaufwand und ist nur eine Bewegung von 2 bis 3 cm nötig, um die Kolben 15 zu der die Öffnung der Kanäle bewirkenden Verschiebung zu veranlassen, wobei gleichzeitig die Pumpe betätigt wird und die Verschiebung des Steuerkolbens erfolgt, während die Grösse der Verschiebung an der Skala 41 abgelesen werden kann. Einfach, indem man den Hebel 20 loslässt, wird die Ver schiebung des Kolbens 3 beendigt, dieser verbleibt unwandelbar in der ihm gegebenen Lage und ergibt die Rückwirkung der Schraube auf das Steuergestänge keine Reibungswiderstände und Kraftverluste, wie sie sonst bei den bisher benlltzten Umsteuerungsvorrichtungen unvermeidlich sind.
Die Umstellung erfolgt auch augenblicklich, indem derartige Übersetzungselemente nicht vorhanden sind, die in den früheren Ausführungen nur eine langsame Wirkung zulassen. Besonders ist auch für kleinere Schiffe und Boote das geringe Gewicht der ganzen Vorrichtung wichtig.
Die Fig. 4 bis 8 zeigen eine Einrichtung zur Umsteuerung der Druckflüssigkeit, bei welcher an Stelle der Steuerkolben gemäss Fig. 3 ein Hahn verwendet wird, dessen Küken mit zwei Wegen versehen ist. Dieser ist in den Fig. 4 und 5 in zwei verschiedenen Stellungen des Kükens im Querschnitt. in Fig. 6 im Längsschnitt dargestellt, während die Fig. 7 und 8 in kleinerem Massstabe, in Seiten- und Längsansicht, die ganze Anordnung zeigen.
Das Küken 79 (Fig. 4 bis 6) hat in der Mitte seiner Länge zwei Kanäle 60, 61, welche je ein Viertel des Umfanges der Schnittfläche mit dem nächsten Vieitel verbinden und im rechten Winkel verlaufen. Die entsprechenden Anschlüsse des Hahngehäuses 78 sind mit den Rohren 26,
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dem Pumpengefäss.
In der Stellung der Fig. 4 kann die von der Pumpe durch das Rohr 26 zutretende Druckflüssigkeit durch den Kanal 61 in das Rohr 12 und auf die rechte Seite des Kolbens 3 (Fig. 1) treten und diesen nach links verschieben, während der Kanal 60 die links vom Kolben 3 befindliche Druckflüssigkeit durch das Rohr 13 nach dem Rohr 18 gelangen und nach dem Pumpengefäss a. bfliessen lässt ; in der Zwischenstellung, wo die Stelle x des Kükenumfanges (Fig. 4) dem Rohr 26 gegenüberliegt, also alle Verbindungen abgeschlossen und unterbrochen sind, ist dann die durch den Flüssigkeitszutritt dem Kolben 3 gegebene Stellung gesichert.
Dreht man das Küken 79 nun so um 450, dass, wie in Fig. 5, der Kanal 60 das Druckrohr 26 mit dem Rohr 13 verbindet, so kann die Druckfüssigkeit gegen die linke Seite des Kolbens 3 (Fig. 1) wirken. während der Kanal 61 (Fig. 5) das Rohr 12 mit jenem 18 verbindet, mithin die rechts vom Kolben 3 befindliche Flüssigkeit durch die nun offene Ableitung nach dem Pumpengefass abfliesst.
Zur Einstellung des Hahnkükens in eine der drei Stellungen dient ein dem Kükenachsenende aufgesetzter zweiarmiger Hebel 72 (Fig. 7), der in der abschliessenden Stellung des Kükens, wo Punkt x (Fig. 4) dem Rohr 26 gegenüberliegt, die in Fig. 7 angegebene wagerechte Lage hat. Je nach Drehung des Hebels 72 um 450 nach rechts oder links kommen dann die Enden der Verbindungskanäle 60, 61 den betreffenden Rohranschlüssen gegenüber zu liegen.
Zur Sicherung der schliessenden Stellung des Kükens dient einerseits der mit dem Gewicht 46 belastete Hebel 45, der durch das Gewicht aus einer der punktierten Seitenlagen wieder in die schliessende Stellung gebracht wird, wenn man die Endgriffe des Hebels 72 loslässt ; andererseits ist eine Feder 43 vorhanden, welche mit auf der Vorderfläche befindlichen Nasen den einen Arm von 72 umschliesst, wenn dieser wagerecht steht, welche Feder bei Vornahme der Umstellung durch einen Druck des Daumens zurückgedrängt wird und dann den Hebel freigibt.
Auf das andere Ende der Kükenachse ist ein Daumen 47 aufgesetzt, der in-der schliessenden Stellung
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Kraftmaschinen, namentlich Dampfmaschinen, Denutzt man allerdings Schrauben mit feststehenden Flügeln, dagegen werden Explosionsmaschinen, wenn mit Umsteuerung versehen, sehr teuei, haben ein grosses Gewicht und sind im Bau und in der Handhabung sehr umständlich, so dass es vorteilhafter erscheint, nicht umsteuerbare Kraftmaschine, Segelnaben und die Umgteuervoirichtung der Erfindung zu benutzen. Ausserdem bieten verstellbare Flügel, wie schon bemerkt, auch den Vorteil, die Schraube für den passendsten Steigungswinkel einstellen zu können.
Bei Benutzung von Dampfturbinen sind bisher zum Schraubenbetrieb stets zwei erforderlich, von denen die eine rechts, die andere links umläuft und die je nach der beabsichtigten Fahrtrichtung abwechselnd zur Wirkung kommen ; bei Anwendung der vorliegenden Erfindung braucht man dagegen nur eine einzige Turbine.
Auch für Torpedo-und Unterseeboote hat die Erfindung, besonders der einfachen, leichten Handhabung der Umsteuerung wegen, grosse Bedeutung.
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