DE102006045078B4

DE102006045078B4 - Schiff mit einem Antrieb, der einen Verstellpropeller aufweist

Info

Publication number: DE102006045078B4
Application number: DE200610045078
Authority: DE
Inventors: Dirk Dr. Büchler
Original assignee: Air Fertigung Technologie GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo Advanced Propeller Technologies GmbH and Co KG
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: DE102006045078A1

Abstract

Schiff mit einem Antrieb, der einen Verstellpropeller aufweist;
1.1 am Heck des Schiffes (1) ist ein nach unten offener Hohlraum (3) vorgesehen, der den Verstellpropeller (2) aufnimmt, und der heckseitig durch einen Eissporn (4) begrenzt ist;
1.2 der Verstellpropeller (2) weist einen Nabenkörper (5) auf;
1.3 der Nabenkörper (5) trägt eine Mehrzahl von Flügellagertellern (6), die in der Wandung des Nabenkörpers (5) gelagert und um eine zur Drehachse einer Antriebswelle (13) senkrechte Achse verdrehbar sind und die jeweils ein Propellerblatt (7) tragen;
1.4 der Verstellpropeller (2) weist einen Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12) auf;
1.5 der Druckmediumanschluss greift im heckseitigen Bereich des Nabenkörpers (5) am Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12) an;
1.6 in dem Eissporn (4) ist eine Leitung (15) zum Zuführen des Druckmediums zum Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12) vorgesehen;
1.7 der Innenraum des Nabenkörpers (5) weist einen Druckanschluss...

Description

Die Erfindung betrifft ein Schiff mit einem Schiffsantrieb, der einen Antriebspropeller mit einer Mehrzahl von Propellerblättern aufweist.
Dabei sind die Propellerblätter in einem Nabenkörper gelagert und um ihre Längsachse um einen gewissen Winkel verdrehbar. Ein Wellenzapfen greift am Nabenkörper an, um den Propeller anzutreiben.
Die Propellerblätter werden je nach Betriebsbedingungen in verschiedene Stellungen verbracht, zum Beispiel für Vorwärtsfahrt oder für Rückwärtsfahrt, oder bei unter Segel fahrendem Schiff, wobei die Propellerblätter in Richtung der Strömung ausgerichtet werden und somit nur einen minimalen Widerstand bieten.
Propeller der genannten Art werden am Heck des Schiffes angeordnet. Die Konstruktion des Verstellmechanismus zum Verstellen des Propellers wie auch die Steuerung des Verstellmechanismus sind relativ aufwendig, kostenintensiv und störanfällig. Die Steuerung des Verstellmechanismus erfolgt im allgemeinen durch den Antriebszapfen hindurch. Dieser ist demgemäß als Hohlwelle ausgeführt. Dies ist aus verschiedenen Gründen nachteilig. Die Lösung ist konstruktiv aufwendig. Außerdem muss der Antriebszapfen einen entsprechend großen Außendurchmesser aufweisen, um das notwendige Drehmoment auf den Nabenkörper übertragen zu können.
Aus mehreren Druckschriften sind Schiffe bekannt geworden, die einen Verstellpropeller aufweisen sowie einen Eissporn. Dabei greift im heckseitigen Bereich des Nabenkörpers ein Druckmediumanschluss am Verstellmechanismus an. Ferner ist im Eissporn eine Leitung zum Zuführen von Druckmedium zum Verstellmechanismus vorgesehen. Siehe DE 40 31 932 C2 , DE 844 873 B und EP 0 298 932 A1 . Weitere einschlägige Druckschriften sind US 6 425 788 B1 und US 3 253 659 A .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schiffsantrieb mit Verstellpropeller derart zu gestalten, dass er gegenüber bekannten Verstellpropellern einfacher im Aufbau, kostengünstig in der Herstellung und von minimalem Wartungsaufwand ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausführung kann ein massiver Antriebszapfen verwendet werden, somit kein Hohlzapfen. Der Verstellmechanismus zum Verstellen der Propellerblätter kann sich innerhalb oder außerhalb des Nabenkörpers befinden. Wesentlich ist, dass er vom heckseitigen Ende des Nabenkörpers aus betätigt wird, somit nicht durch einen hohlen Antriebszapfen hindurch. Ferner wird in dem Eissporn eine Leitung zum Heranführen des Druckmediums zum Verstellmechanismus vorgesehen.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
1 zeigt den Heckbereich eines Schiffes mit einem Verstellpropeller.
2 zeigt den Nabenkörper des Propellers in einer ersten Verdrehposition der Propellerblätter – hier nicht dargestellt.
3 zeigt den Gegenstand von 2 in einer zweiten Position der Propellerblätter.
4 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Verstellmechanismus in perspektivischer Darstellung und zugleich im Schnitt.
Aus 1 erkennt man einen Teil des Heckbereiches eines Schiffes 1. Ein Verstellpropeller 2 befindet sich in einem Hohlraum 3. Das heckseitige Ende des Hohlraumes ist begrenzt durch einen Eissporn 4.
Der Verstellpropeller umfasst einen Nabenkörper 5. Dieser ist in vorliegendem Falle hohl und annähernd zylindrisch. Er kann auch anders gestaltet sein, beispielsweise sphärisch.
In der Umfangswandung des Nabenkörpers 5 sind Flügellagerteller 6 gelagert. Jeder Flügellagerteller trägt ein Propellerblatt 7.
Der Verstellmechanismus befindet sich im Inneren des Nabenkörpers 5. Er umfasst Pleuelstangen 8, und zwar jeweils eine Pleuelstange pro Propellerblatt. Jede Pleuelstange 8 greift mit ihrem einen Ende an den betreffenden Flügellagerteller 6 an, während sie mit ihrem anderen Ende mit einer Platte 9 in Wirkverbindung steht. Die Platte 9 sitzt auf einer Kolbenstange 10. Der zugehörende Kolben 11 ist in einem Zylinder 12 geführt. Zylinder 12 ist an der – in Fahrtrichtung vorderen – Stirnwand des Nabenkörpers 5 befestigt. Hier greift auch die Antriebswelle 13 an, die von einem Schiffsmotor angetrieben wird. Die Antriebswelle 13 ist massiv. Jedenfalls muss sie nicht hohl sein.
Der Verstellmechanismus wird pneumatisch oder hydraulisch betätigt. Er steht mit einer Drehdurchführung 14 in Wirkverbindung. Die Drehdurchführung 14 setzt hydraulischen oder pneumatischen Druck in eine horizontale Bewegung um, mittels welcher die Kolbenstange 10 eine Bewegung in horizontaler Richtung ausführt und die Platte 9 beaufschlagt. Damit werden über die Pleuelstangen 8 die Flügellagerteller verdreht, und damit zugleich auch die Propellerblätter 7.
Die Drehdurchführung 14 enthält weiterhin einen Sensor zum Erfassen der Axialposition der Propellerblätter 7.
Der Eissporn 4 dient zum Führen einer Hydraulikleitung 15, welche die Drehdurchführung 14 beaufschlagt. Der Eissporn wird somit ausgenutzt als Führungs- und Tragorgan. Sie kann aus einer Mehrzahl von parallel nebeneinander angeordneten Eisspornen bestehen, aber auch aus einer für den Heckbereich des Schiffes 1 durchgehenden Querwand.
Wie man sieht, besteht der einzelne Flügellagerteller 6 aus einem oberen und einem unteren Teller 6.1, 6.2. Die beiden sind miteinander verschraubt.
Der untere Flügellagerteller 6.2 stützt sich mit seinem radial inneren Ende auf den Zylinder 12. Hierdurch wird die Stabilität erhöht. Die Propellerblätter sind hierdurch nämlich an zwei Stellen gelagert, die einen gegenseitigen radialen Abstand aufweisen, nämlich in einer oberen Lagerstelle im oberen Flügellagerteller 6.1 und in einer unteren Lagerstelle, nämlich der genannten Stelle, an welcher sich der untere Flügellagerteller 6.2 am Zylinder 12 abstützt. Hierdurch wird die Stabilität erhöht, was besonders wichtig ist bei Stößen, die auf die Propellerblätter im Verlauf des Betriebes einwirken, beispielsweise durch Fremdkörper.
Die gesamte Nabe ist geflutet, das heißt sie befindet sich teilweise oder völlig unter Wasser.
Ein weiteres interessantes Merkmal besteht darin, dass der Nabenkörper 5 einen Anschluss für ein Druckmedium aufweist, beispielsweise Wasser, sowie auch einen entsprechenden Auslass. Der Nabenkörper 5 kann hierdurch ständig unter Druck stehen, und das eintretende Wasser tritt auch wieder aus. Es wirkt als Spülmedium und verhindert das Eintreten von Wasser von außen her, und somit auch von Verunreinigungen.
Der erfindungsgemäße Verstellmechanismus, umfassend die Pleuelstangen 8 und gegebenenfalls den Kolben 11 mit Kolbenstange 10 sowie den hydraulischen Zylinder 12, muss nicht unbedingt innerhalb des Nabenkörpers angeordnet sein. Es ist auch denkbar, die Pleuelstangen außerhalb des Nabenkörpers 5 an den Flügellagertellern 6 angreifen zu lassen. in diesem Falle muss der Nabenkörper 5 auch nicht unbedingt hohl sein.
Der Nabenkörper 5 ist ferner aus den 2 und 3 ersichtlich. Man erkennt drei der oberen Flügellagerteller 6.1. Die oberen Flügellagerteller 6.1 weisen jeweils eine Nut 6.3 auf. Die Platte 9 ist bei dem in 2 dargestellten Zustand ausgefahren, bei dem in 3 dargestellten Zustand eingefahren, was zu unterschiedlichen Drehwinkeln der Propellerblätter führt.
Aus 2 erkennt man eine der Pleuelstangen 8, die einerseits mit der Platte 9 und andererseits mit dem unteren Flügellagerteller in Wirkverbindung stehen.
4 zeigt den oberen Flügellagerteller 6.1 und den unteren Flügellagerteller 6.2.

1: Schiff
2: Verstellpropeller
3: Hohlraum
4: Eissporn
5: Nabenkörper
6: Flügellagerteller
6.1: oberer Teller
6.2: unterer Teller
7: Propellerblatt
8: Pleuelstange
9: Platte
10: Kolbenstange
11: Kolben
12: Zylinder
13: Antriebswelle
14: Drehdurchführung
15: Hydraulikleitung

Claims

Schiff mit einem Antrieb, der einen Verstellpropeller aufweist; 1.1 am Heck des Schiffes (1) ist ein nach unten offener Hohlraum (3) vorgesehen, der den Verstellpropeller (2) aufnimmt, und der heckseitig durch einen Eissporn (4) begrenzt ist; 1.2 der Verstellpropeller (2) weist einen Nabenkörper (5) auf; 1.3 der Nabenkörper (5) trägt eine Mehrzahl von Flügellagertellern (6), die in der Wandung des Nabenkörpers (5) gelagert und um eine zur Drehachse einer Antriebswelle (13) senkrechte Achse verdrehbar sind und die jeweils ein Propellerblatt (7) tragen; 1.4 der Verstellpropeller (2) weist einen Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12) auf; 1.5 der Druckmediumanschluss greift im heckseitigen Bereich des Nabenkörpers (5) am Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12) an; 1.6 in dem Eissporn (4) ist eine Leitung (15) zum Zuführen des Druckmediums zum Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12) vorgesehen; 1.7 der Innenraum des Nabenkörpers (5) weist einen Druckanschluss für eine Spülflüssigkeit sowie einen Auslass für die Spülflüssigkeit auf.
Schiff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 2.1 der Nabenkörper (5) ist hohl; 2.2 der Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12) umfasst zur Drehachse der Antriebswelle (13) parallele Pleuelstangen (8), die den Flügellagerteller (6) angreifen, um diesen zu verdrehen, sowie eine Kolben-Zylinder-Einheit zum Betätigen der Pleuelstangen (8); 2.3 der Kolben (11) weist eine Kolbenstange (10) auf; 2.4 die Kolbenstange (10) steht in Schubverbindung mit den Pleuelstangen (8).
Schiffsantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Flügellagerteller (6) auf dem Zylinder (12) der Kolben-Zylinder-Einheit abstützt.
Schiffsantrieb nach einem Anspruch 2, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 4.1 der Zapfen der Antriebswelle (13) erstreckt sich in den Innenraum des Nabenkörpers (5) hinein; 4.2 der Flügellagerteller (6) stützt sich auf dem Antriebszapfen ab.
Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verstellmechanismus außerhalb des Nabenkörpers (5) befindet.