DD265872A1 - Einstellpropeller - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Propeller mit innerhalb eines begrenzten Verstellbereiches fuer die Hauptbetriebsfaelle der Vorausfahrt des Schiffes ein- und nachstellbaren Propellerfluegeln und beinhaltet einen wartungsarmen Verstell- und Haltemechanismus zur Feineinstellung und Fixierung der Propellerfluegel sowie zur Verstell- und Halteenergien. Um die Steigung der Propellerfluegel ueber geringe Einstellwinkel im Bereich der vollen Vorausfahrtsteigung ein- bzw. nachzustellen und waehrend des Dauerbetriebes eine selbsttaetige Fixierung der eingestellten Steigung zu erreichen und um weiterhin veraenderte Ein- bzw. Nachstellungen bei voller Propellerleistung mit hoher Genauigkeit, langsam und kontrolliert ueber einen groesseren Zeitabschnitt mit kleinen Kraeften vornehmen zu koennen, wird erfindungsgemaess innerhalb einer ein- oder mehrteiligen Propellernabe (2), ausserhalb der Lagerung der Propellerfluegeln, entweder dahinter oder davor, insbesondere innerhalb einer hinteren Nabenkappe (5) oder einer vorderen Nabenverlaengerung (10) ein gegen Verdrehung direkt gegen die Nabenkappe (5) oder die Nabenverlaengerung (10) abgestuetztes und axial verschiebliches Verstelljoch (4) gelagert, das entsprechend der Fluegelzahl mit Schraegnuten bzw. Stellzapfen und Gleitstuecken versehen und mit den verlaengerten Hebeln der Fluegellager-Verstellplatten (3) in Eingriff gebracht ist und es wird weiterhin das Verstelljoch (4) durch einen Einstellzylinder (7) ueber Gewinde bzw. ueber Feder- und Hydraulikeinrichtungen selbsttaetig in der eingestellten Stellung fixiert bzw. fuer genaue Neueinstellungen oder Nachstellungen durch dosierte Fuellungsaenderungen oder Drehwinkel des Einstellzylinders oder entsprechende Bewegungen der Hydraulikeinrichtungen veraendert. Fig. 1

Description

H'orzu 4 Seiten Zeichnungen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Propeller mit innerhalb eines begrenzten Verstellbereichen für die Hauptbetriebsfälle der Vorausfahrt des Schiffes ein· und nachstellbaren Propellerflügeln und beinhaltet einen wartungsarmen Verstell- und Haltemechanismus zur Feineinstellung und Fixierung der Propellerflügel sowie zur Verminderung der Verstell· und Halteejierglen. Im Unterschied zum Verstellpropeller mit einem Drehwinkel der Flügel für den vollen Voraus· und Rückfahrtsbereich et die Erfindung für die Ein- und Nachstellung der Vorausfahrt-Flügelsteigung für die Hauptbetriebsfälle der Vorausfahrt des Schiffes vorgesehen, um eine ökonomische Anpassung der Flügelsteigung und der Propellerdrehzahl an veränderte Schl'fskörpereinflüese durch Bewuchs und Alterung sowie infolge unterschiedlicher Betriebs- und Seezustände, wie Geschwindigkeit«-, Tiefgangs· und Trimmänderungen oder bei besonderen Strömungs-, Seegangs· und Fahrtbedingungen, wie in der Fluß- und Eisschiffahrt, zu ermöglichen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind verschiedene Veröffentlichungen bekannt, die auf die Vereinfachung der Mechanismen zur Fixierung der jeweils

eingestellten Flügelsteigung und die Verminderung der Veretellkräfte hinzielen. Mit der DD-PS 200730 wird z. B. *\n in

Längsrichtung zwischen den Flügellagertellorn verschiebliches Verstelljoch veröffentlicht, In das eine oder mehrere Längsnuten

unter einem Winkel Im Bereich der Selbsthemmung eingearbei'.et sind. Die Haltekraft bzw. Verstellkraft zum Verschieben des

Verstelljochs wird hierbei durch eine in der hoh'nebohrten Schraubenwelle gelagerte Schubstange aus dem Schiffsinneren

übertragen.

Bekannt 'ft auch gemäß DD- PS 225400 die Verstellung der Propellerflügel eines Einstellpropellers durch an den Stirnseiten der Nabe befolgte Dehnkörper, die in Längsrichtung auf das als Einstellzylinder ausgebildete Vorstelljoch einwirkbar gestaltet sind

und nach Lösen elr.es Preßsitzes mittels Wärmeeinwirkung betätigbar sind.

Weitere Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß mit diesen lösungen keine ausreichende Feineinstellung und sichere Fixierung der Propellerflügel zu erreichen ist. Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, für die jeweiligen Größengruppen von Einstellpropellern eine geeignete einfache, verschleißgemlnderte und über die Nutzungsdauer des Schiffes zuverlässig funktionierende Halte· und Verptetleinhett zu schaffen, von der alle Haltemomente und -krafte der drehbaren Propellerflügel bei unveränderter Flügelsteigung ohne Fremdenergiezufuhr im Dauerbetrieb aufgenommen werden und die nur geringe Energien für eine Steigerungsänderung in den Vorausfahrtstufen erfordert.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, für binstellpropeller mit kleinen Nabendurchmessern einen neuartigen, im Langzeitbetrieb funktionssicheren und fertigungstechnisch günstigen wartungsfreien Halte- und Verstollmechanismus zur Fixierung der jeweils eingestellten Flügelsteigung und zur kontrollierten reproduzierbaren Feineinstellung der Propellerflügel zu schaffen, bei dem die Steigung der Propellerflügel durch Mechanismen, die innerhalb der Nabe so angeordnet sind, daß die größten Haltekräfte aus den Flügelverdrehmomenten an die Propellernabe bzw. Nabenverlängerungen oder Nabenkappen ohne zusätzliche Abstützungen an den Clügellftgerungen direkt übertragen werden und die restlichen axialen Halte- und Verstellkräfte dt durch klein werden und daß die Steigung im Einstellwinkelbereich stufenlos oder in kleinen Schritten ein- bzw. nachstellbar ist und selbsttätig ohne Fremdenergiezufuhr fixierbar ist und bei der weiterhin die Feineinstellung der Flügelstellung bei allen Hauptbetriebsfällen der Vorausfahrt langsam während einer dem jeweiligen Verstellwinkel entsprechenden Einstellzeit mit kleinen Kräften vorgenommen werden kann, so daß die dafür erforderliche Verstellenergie in der Nabe bzw. in der Welle der Schwerkraft bzw. dem Drehmoment der Welle oder einem Energiespeicher entnommen oder zugeführt werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb einer ein- oder mehrteiligen Propellernabe, die durch eine zylindrische oder konische Naben-/Wellenverb!ndung oder durch eine Flanschverbindung an der Propellerwelle befestigt Ist, außerhalb des Bereiches der Lagerung der Propellerflügel, entweder dahinter oder davor, insbesondere innerhalb einer hinteren Nabenkappe oder einer vorderen Nabenverlängerung ein gegen Verdrehung direkt gegen die Nabenkappe oder die Nabenkappenverlängerung oder die Propellerwelle abgestütztes und axial verschiebliches Verstelljoch gelagert wird, das entsprechend der Flügelzahl mit Schrägnuten bzw. Stellzapfen und Gleitstücken versehen und hierüber mit den Hebeln der Flügellager-Verstellplatten in Eingriff gebracht wird und daß weiterhin das Verstelljoch mit einem drehbaren oder axial verschiedenen und gegen eigenständige Bewegung jelbsthemmend in der Nabenkappe oder der Nabenverlängerung gelagerten Halte- und Einstellzylinder verbunden wird, der, gegebenenfalls in Kombination mit einem Feder- oder Hydrauliksystem oder mit einer in das Schiffsinnere reichenden Zugeinrichtung, über eine Verstelleinheit mit geringem Energiebedarf verstellt und fixiert wird.

Bei der drehbaren Ausführung des Halte- und Elnstellzylinders wird zum Erreichen einer selbsttätigen Fixierung der jeweiligen Position und zur Feinverstellung des Verstelljoches auf/in den Halte- und Einstellzylinder ein Außen- und/oder Innengewinde aufgebracht und der Zylinder unverschieblich gelagert. Mit diesem vorzugsweise Steilgewindo greift der Halte- und Einstellzylinder in die entsprechenden Führungen bzw. Steilgewinde des Verstelljoches ein.

Bei einer weiteren Ausführung wird das Verstelljoch durch eine verstellbare Zugeinrichtung, vorzugsweise eine Zugstange, in Verbindung mit einer Gegenfeder bzw. einem Federpaket in der geforderten Stellung gehalten und durch Betätigen der Zugeinrichtung neu eingestellt.

Erfindungsgemäß kann auch ein mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllter ".»ellendehnzy linder oder ein entsprechend hydraulisch leckverlustfreier Hydraulikzylinder mit Kolben mit abgegrenztem Inneitraum zum Einsatz kommen, in der eine Gegenfeder bzw. ein Federpaket so angeordnet werden, daß ein kleiner Nabendurchmesser erreicht wird. Der Weiiendehnkörpei ist an der einen Stirnseite an einem festen Teil der Nabe, der Nabenkappe oder der Propellerwelle abgestützt und an der anderen Seite ro t dem axial verschleblichen, gegen Verdrehung an der Nabe, der Nabenkappe oder der Propellerwelle abgestützten Verstelljocli mit Verstellnuten bzw. Verstellzapfen und Gleitstücken verbunden, so daß der jeweilige Füllungsstand des Welldehnzylinders einer entsprechenden Steigungseinstellung der Propellerflügel entspricht. Der Welldehnzylinder kann auch In der Nahe dehnbar gelagert und mit Schrägnuten bzw. Steilgewinde versehen sein, die in entsprechende Führungen bzw. Steilgewinde des Verstelljochs eingreifen und die axialen Halte- bzw. Verstellkräfte übertragen.

Eine axial« Fixierung und Verstellung des Verstelljoches kann weiter über ein Innengewinde im Verstelljoch und axial unverschiebliche Veretell-Gewindetpindeln erfolgen, die direkt über einen hydraulischen, mechanischen oder elektrischen Antrieb die Verstell-Qewindespindel über Getriebe in die jeweils gewünschte Richtung drehen.

Durch Vorgabe des Drehwinkels der Verstell-Gewindesplndel bzw. durch dosierte Füllungsänderung des Dehnzylinders oder elektrische Steigungsüberwachung wird die Steigungsfeineinstellung kontrolliert und für entsprechende Fahnbedingungen reproduziet.

Ausführunflsbelsplel Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen für Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigon die

Fig. 1: einen Einstellpropeller mit Propellerwelle 1 und Propellernabe 2 mit konischer Naben-/Wellenvoi lindung, Flügellager-Verstellplatten 3 mit Verstellzapfen und einem Verstelljoch 4 mit Schrägnuten und Innengewinde, das in einer Nabenkappe 6 axial verschleblich und gegen Verdrehung durch eine axiale Verstelljochlagerung β abgestützt gelagert ist. Die FlügeUteigung bzw. die unveränderte axiale Lage des Verstelljochs 4 wird durch einen axial unverschieblichen Einstellzylinder 7 mit Außengewinde bewirkt, der gegen ein« eigenständige Verdrehung selbsthemmend oder abgebremst ausgeführt ist. Zur Steigungsveränderung bzw. -einstellung wird das Verstelljoch 4 durch Drehen des Einstellzylindors 7 mit Außengewinde axial verschoben, wobei die Drehbewegung durch einen mechanischen,

elektromechanischen bzw. mechanisch-hydraulischen Antrieb mit Energiezufuhr und Einstellungsanzoige 8 bewirkt und dio axiale Stellung des Verstelljochs 4 kontiolliert wird.

Fig. 2: einen Einstellpropeller mit konischer NabenTWellenverbinciung, bei dem da? Verstelljoch 4 mit Schräpr.uten in einer Nabenkappe 5 axial verschieblich und gegen Verdrehung durch eine axiale Verstelljochlagerung β abgestützt gelagert ist und durch eine Feder bzw. ein Fedorpaket 11 und eine verstellbare Zugeinrichtung 12, vorzugsweise eine Zugstange, in den eingestellten Stellungen gehalten bzw. mit Hilfe der Zugstange 12 neu eingestellt wird.

Fig. 3: einen Einstellpropeller mit konischer Naben-/Wellenverbindung, bei dem das Verstelljoch 4 mit Schrägnuten in einer Nabenkappe 5 axial verschieben und gegen Verdrehung durch eine axiale Verstelljochlagerung β abgestützt golagert ist und durch eine Feder bzw. ein Federpaket 11 und einen mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten W.illendehnzyl'nder 13 oder einen entsprechend hydraulisch verlustfreien Hydraulikzylinder mit Kolben und abgegrenztem Flüssigkeitsvolumen 14 entsprechend dem jeweiligen Füllvolumen in den eingestellten Stellungen gehalten oder durch Füliungsveranderungen neu eingestellt wird.

Fig.4: einen Einstellpropeller für die Kupplung mit einem Propellerwellenflansch 9 und einer Propellernabe für ν Flanschkupplung 10, bei dem das Verstolljoch 4 mit Schrägnuten in der vorderen Nabenverlingerung 10 axial verschieblich und gegen Verdrehung durch eine axiale Verstelljochlagerung β abgestützt gelagert ist und durch eine Feder bzw. ein Federpaket 11 oder ein Hydrauliksystem und eine Zugeinrichtung 12 in den eingestellten Stellungen gehalten bzw. mit Hilfe der verstellbaren Zugeinrichtung neu eingestellt wird.

Claims (5)

1. Einstellpropeller, d. h. ein Propeller mit innerhalb eines begrenzten Verstellbereiches für die Hauptbetriebsfälle der Vorausfahrt des Schiffes ein- und nachstellbaren Propellerflügeln, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer ein- oder mehrteiligen Propellernabe (2; 10), die durch eine zylindrische oder konische Naben-/Wellenverbindung oder durch eine Flanschverbindung an der Propellerwelle (1) befestigt ist, außerhalb des Bereiches der Lagerung der Propellerflügel, entweder dahinter oder davor, insbesondere innerhalb einer hinteren Nabenkappe (5) oder einer vorderen Nabenverlängerung (10) ein gegen Verdrehung direkt gegen die Nabenkappe (5) oder die Nabenverlängerung (10) abgestütztes und axial verschiebliches Verstelljoch (4) gelagert ist, das entsprechend der Flügelzahl mit Schrügnuten bzw. Stellzapfen und Gleitstücken versehen und mit <Jen Hebeln der Flügollager-Verstellplatten (3) in Eingriff gebracht ist, und daß das Verstelljoch (4) mit einem drehbaren oder axial verschieblichen und gegen eigenständige Bewegung selbsthemmend in der Nabenkappe (5) oder der Nabenverlängerung (10) gelagerten Halte- und Einstellzylinder (7) verbunden ist, der, gegebenenfalls in Kombination mit einem Feder- oder Hydrauliksystem (11; 13) oder mit einer in das Schiffsinnere reichenden Zugeinrichtung (12), über eine Verstelleinheit (8) mit geringem Energiebedarf verstellt und fixierbar ist.

2. Einstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halte· und Einstellzylinder (7) mit einem Außen* und/oder Innengewinde versehen und axial unverschieblich gelagert ist.

3. Einstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte axiale Stellung dos Verstelljochs (4) durch dosierte Änderung des Füllvolumen» (14) eines Welldehnzylinders (13) in Kombination mit einer Gegenfeder bzw. einem Gegenfederpaket (11) erreichbar und durch Festsetzen des Füllvolumens (14) fixierbar ist.

4. Einstellpropeller nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstelljoch (4) mittels einer in ihm angeordneten Verstellgewindespindel oder eines hydraulisch dosiert beaufschlagbaren und festsetzbaren Welldehnzylinders verstell- und fixierbar ist.

5. Einstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellgewindespindel mittels hydraulischer Pumpenmechanismen für einen vorgegebenen Drehwinkelbereich durch ein- oder mehrmalige Pumpeneinheiten vor- oder rückwärts verstellbar sind.