DE102006045080A1 - Ship drive, has controllable pitch propeller, and lower and upper rotary disks including nuts and supporting propeller blades that have bases, where nuts and bases form dovetail-shaped connection with each other - Google Patents

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Abstract

The drive has a controllable pitch propeller, and a shaft journal driving a hub body (5). Lower and upper rotary disks are rotatable around an axis perpendicular to a rotation axis of a drive shaft, where the disks support propeller blades. A pressurizing medium connection actuates a connecting rod (8), a plate (9), a piston rod, a piston and a cylinder, where each disk has a nut (6.3) at outward facing surface. Each blade has a base that is retractable from an end of the nut into the nut of the assigned disk, where the nuts and bases form a dovetail-shaped connection with each other.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schiffsantrieb mit einem Antriebspropeller, der eine Mehrzahl von Propellerblättern trägt. 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. Auf DE 198 723 884 A1 wird verwiesen.The invention relates to a marine propulsion with a drive propeller carrying a plurality of propeller blades. The propeller blades are mounted in a hub body and rotated about its longitudinal axis by a certain angle. A shaft pin engages the hub body to drive the propeller. On DE 198 723 884 A1 will be referred.

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.The propeller blades are spent depending on the operating conditions in different positions, for example for driving forward or for Reverse, or when the ship is sailing under sail, with the propeller blades in Direction of the flow be aligned and thus offer only a minimal resistance.

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.propeller of the type mentioned are arranged at the stern of the ship. The construction the adjusting mechanism for adjusting the propeller as well as the Control of the adjustment mechanism are relatively expensive, costly and prone to failure. The control the adjusting mechanism is generally performed by the drive pin therethrough.

Die Lagerung der Propellerschaufeln kann bei Verstellpropellern problematisch sein. Sie kann einerseits bei Verstellpropellern gar nicht so robust sein, wie bei Propellern mit feststehenden Propellerblättern. Andererseits kommt es gerade bei Verstellpropellern darauf an, den Verstellmechanismus gegen Schlag- oder Stoßkräfte, die auf die Propellerblätter wirken, zu schützen.The Storage of the propeller blades can be problematic with variable pitch propellers be. On the one hand, it can not be so robust with variable pitch propellers, as with propellers with fixed propeller blades. On the other hand it comes especially with variable pitch propellers, the adjustment mechanism against impact or impact forces that on the propeller blades act to protect.

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. Der Verstellpropeller soll ferner derart gestaltet sein, dass er Schlag- oder Stoßkräfte, die auf die Propellerblätter während der Fahrt einwirken, aufnehmen kann, ohne dass Schäden am Propeller oder an dessen Verstellmechanismus auftreten.Of the Invention is based on the object, a ship propulsion with variable pitch propeller to be designed such that it compared with known variable pitch propellers simpler in construction, cost-effective in the production and minimal maintenance is. The variable pitch propeller should also be designed so that it impact or impact forces, the on the propeller blades while the ride can absorb, without causing damage to the propeller or occur on the adjustment mechanism.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird unter anderem folgendes erreicht:
Der Verstellmechanismus von Verstellpropellern erfordert – gegenüber Propellern mit festen Blättern – eine häufige Wartung sowie relativ häufige Justier- und Reparaturarbeiten. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Verbindung zwischen Propellerblatt und Drehteller lässt sich jedes Propellerblatt vom Drehteller relativ leicht lösen. Dies macht das Durchführen von Wartungs- und Reparaturarbeiten einfacher als bisher.By the embodiment according to the invention, the following is achieved, inter alia:
The adjustment mechanism of variable pitch propellers requires - compared to propellers with fixed blades - frequent maintenance and relatively frequent adjustment and repair work. The inventive design of the connection between the propeller blade and turntable, each propeller blade from the turntable can be solved relatively easily. This makes it easier to carry out maintenance and repair work than before.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:The The invention is explained in more detail with reference to the drawing. This is in detail the following is shown:

1 zeigt den Heckbereich eines Schiffes mit einem Verstellpropeller. 1 shows the stern area of a ship with a variable pitch propeller.

2 zeigt den Nabenkörper des Propellers in einer ersten Verdrehposition der Propellerblätter – hier nicht dargestellt. 2 shows the hub body of the propeller in a first rotational position of the propeller blades - not shown here.

3 zeigt den Gegenstand von 2 in einer zweiten Position der Propellerblätter. 3 shows the item of 2 in a second position of the propeller blades.

4 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Verstellmechanismus in perspektivischer Darstellung und zugleich im Schnitt. 4 is an enlarged view of a part of the adjusting mechanism in perspective and at the same time in section.

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 eine Schürze 4.Out 1 you can see a part of the stern of a ship 1 , A variable pitch propeller 2 is located in a cavity 3 , The rear end of the cavity is limited by a skirt 4 ,

Der Verstellpropeller umfasst einen Nabenkörper 5. Dieser ist in vorliegendem Falle hohl und annähernd zylindrisch. Er kann auch anders gestaltet sein, beispielsweise sphärisch.The variable pitch propeller comprises a hub body 5 , This is hollow in the present case and approximately cylindrical. It can also be designed differently, for example, spherical.

In der Umfangswandung des Nabenkörpers 5 sind Drehteller 6 gelagert. Jeder Drehteller trägt ein Propellerblatt 7.In the peripheral wall of the hub body 5 are turntable 6 stored. Each turntable carries a propeller blade 7 ,

Jeder Drehteller 6 weist eine Nut 6.3 auf. Jedes Propellerblatt 7 weist einen Fuß 7.1 auf. Die beiden genannten Teile – Nut 6.3 und Fuß 7.1 – sind derart gestaltet, dass der Fuß 7.1 des Propellerblattes 7 in die Nut 6.3 einschiebbar ist, und zwar in Längsrichtung der Nut, somit von deren einem stirnseitigen Ende her. Die beiden Bauteile – Nut 6.3 und Fuß 7.1 – sind derart gestaltet, dass sie eine schwalbenschwanzförmige Verbindung miteinander bilden. Außerdem sind ihre Flankenflächen, das heißt diejenigen Flächen, mit denen sie aneinander anliegen, derart gestaltet, beispielsweise gegen die Längsrichtung der Nut geneigt, dass beim Einschieben eine gegenseitige Verkeilung stattfindet. Die Verkeilung kann dabei derart bemessen sein, dass eine völlig ausreichende Fixierung des Propellerblattes 7 am Drehteller 6 erfolgt.Every turntable 6 has a groove 6.3 on. Every propeller blade 7 has a foot 7.1 on. The two parts mentioned - groove 6.3 and foot 7.1 - are designed so that the foot 7.1 of the propeller blade 7 in the groove 6.3 can be inserted, in the longitudinal direction of the groove, thus from one end face thereof. The two components - groove 6.3 and foot 7.1 - Are designed so that they form a dovetailed connection with each other. In addition, their flank surfaces, that is, those surfaces with which they rest against each other, designed such, for example, inclined against the longitudinal direction of the groove that when inserting a mutual wedging takes place. The wedging can be dimensioned such that a completely sufficient fixation of the propeller blade 7 on the turntable 6 he follows.

Zusätzliche Fixierungsmittel sind denkbar, beispielsweise eine Platte oder dergleichen, die die Nut 6.3 an jenem Ende absperrt, von welchem her der Fuß 7.1 eingeschoben wurde, so dass der Fuß 7.1 des Propellerblattes 7 positiv verriegelt wird.Additional fixing means are conceivable, for example a plate or the like, which the groove 6.3 shut off at that end, from which the foot 7.1 was pushed in, leaving the foot 7.1 of the propeller blade 7 positively locked.

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 am betreffenden Drehteller 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.The adjusting mechanism is located in Interior of the hub body 5 , It includes connecting rods 8th , in each case one connecting rod per propeller blade. Every connecting rod 8th grips with one end on the turntable concerned 6 while she is with her other end with a plate 9 is in active connection. The plate 9 sits on a piston rod 10 , The associated piston 11 is in a cylinder 12 guided. cylinder 12 is at the - front in the direction of travel - front wall of the hub body 5 attached. Here also engages the drive shaft 13 which is powered by a marine engine. The drive shaft 13 is massive. Anyway, she does not have to be hollow.

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 Drehteller verdreht, und damit zugleich auch die Propellerblätter 7.The adjustment mechanism is operated pneumatically or hydraulically. He stands with a rotary union 14 in active connection. The rotary feedthrough 14 converts hydraulic or pneumatic pressure into a horizontal movement, by means of which the piston rod 10 performs a movement in a horizontal direction and the plate 9 applied. This will be over the connecting rods 8th the turntables twisted, and at the same time also the propeller blades 7 ,

Die Drehdurchführung 14 enthält weiterhin einen Sensor zum Erfassen der Axialposition der Propellerblätter 7.The rotary feedthrough 14 Also includes a sensor for detecting the axial position of the propeller blades 7 ,

Die Schürze 4 dient zum Führen einer Hydraulikleitung 15, welche die Drehdurchführung 14 beaufschlagt. Die Schürze 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 durchgehende Querwand.The skirt 4 serves to guide a hydraulic line 15 which the rotary union 14 applied. The apron is thus utilized as a guide and support member. It can consist of a plurality of parallel juxtaposed Eisspornen, but also one for the rear of the ship 1 continuous transverse wall.

Wie man sieht, besteht der einzelne Drehteller 6 aus einem oberen und einem unteren Teller 6.1, 6.2. Die beiden sind miteinander verschraubt.As you can see, there is the single turntable 6 from an upper and a lower plate 6.1 . 6.2 , The two are bolted together.

Gemäß einem wesentlichen Gedanken der Erfindung stützt sich der untere Teller 6.2 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 Drehteller 6.1 und in einer unteren Lagerstelle, nämlich der genannten Stelle, an welcher sich der untere Drehteller 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.According to an essential idea of the invention, the lower plate is supported 6.2 with its radially inner end on the cylinder 12 , This increases the stability. The propeller blades are thus in fact mounted at two points which have a mutual radial distance, namely in an upper bearing point in the upper turntable 6.1 and in a lower bearing point, namely the said point at which the lower turntable 6.2 on the cylinder 12 supported. This increases the stability, which is particularly important for impacts acting on the propeller blades in the course of operation, for example by foreign bodies.

Eine Alternativlösung – hier nicht dargestellt – kann wie folgt aussehen: Die Kolben-Zylinder-Einheit aus Kolben 11 und Zylinder 12 erstreckt sich nicht bis zur antriebsseitigen Stirnfläche des Nabenkörpers 5. Vielmehr erstreckt sich die Antriebswelle 13 durch die Stirnwand hindurch in den Nabenkörper 5 hinein. In diesem Fall kann sich der untere Teller 6.2 auf der Antriebswelle 13 abstützen.An alternative solution - not shown here - can look like this: The piston-cylinder unit from piston 11 and cylinders 12 does not extend to the drive-side end face of the hub body 5 , Rather, the drive shaft extends 13 through the front wall into the hub body 5 into it. In this case, the lower plate can 6.2 on the drive shaft 13 support.

In jenem Falle ist eine „Zweipunktlagerung" gewährleistet. Es gibt nämlich eine äußere Lagerung des Propellerblattes 7 am oberen Drehteller 6.1, und eine zweite, radial innere Lagerung des radial inneren Endes des unteren Drehtellers 6.2, entweder auf den Zylinder 12 der Kolben-Zylinder-Einheit, oder auf der Antriebswelle 13.In this case, a "two-point bearing" is guaranteed, because there is an outer bearing of the propeller blade 7 on the upper turntable 6.1 , and a second, radially inner bearing of the radially inner end of the lower turntable 6.2 , either on the cylinder 12 the piston-cylinder unit, or on the drive shaft 13 ,

Die jeweiligen Stützflächen – Zylinder 12 oder Mantelfläche der Antriebswelle 13 – könnten sogar noch mit einer Ringnut versehen sein, um beim Einwirken eines Stoßes auf die Propellerblätter 7 deren Kippen um eine Horizontalachse zu verhindern.The respective support surfaces - cylinder 12 or lateral surface of the drive shaft 13 - could even be provided with an annular groove to the impact of a impact on the propeller blades 7 their tilting to prevent a horizontal axis.

Die gesamte Nabe ist geflutet, das heißt sie befindet sich teilweise oder völlig unter Wasser.The entire hub has flooded, that is, it is partially located or completely under water.

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.Another interesting feature is that the hub body 5 has a connection for a pressure medium, such as water, as well as a corresponding outlet. The hub body 5 This can be constantly under pressure, and the incoming water also exits. It acts as a flushing medium and prevents the ingress of water from the outside, and thus also from impurities.

Der Nabenkörper 5 ist ferner aus den 2 und 3 ersichtlich. Man erkennt drei der oberen Drehteller 6.1. Die oberen Drehteller 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.The hub body 5 is also from the 2 and 3 seen. You can see three of the upper turntables 6.1 , The upper turntable 6.1 each have a groove 6.3 on. The plate 9 is at the in 2 shown extended state, in which 3 retracted state shown, resulting in different angles of rotation of the propeller blades.

Aus 2 erkennt man eine der Pleuelstangen 8, die einerseits mit der Platte 9 und andererseits mit dem unteren Drehteller in Wirkverbindung stehen.Out 2 you recognize one of the connecting rods 8th on the one hand with the plate 9 and on the other hand are in operative connection with the lower turntable.

4 zeigt den oberen Drehteller 6.1 und den unteren Drehteller 6.2. 4 shows the upper turntable 6.1 and the lower turntable 6.2 ,

Die erfindungsgemäße Gestaltung mit dem hohlen Nabenkörper und dem darin angeordneten Verstellmechanismus in Kombination mit der Mehrfachlagerung ist auch noch aus folgendem Grunde vorteilhaft: Der Nabenkörper 5 kann gegen die äußere Umgebung hermetisch abgeschlossen sein. Das genannte Druckmedium dient zugleich als Schmiermittel für die genannte radial innere Lagerung zwischen dem unteren Drehteller 6.2 und der Stützfläche – Zylindermantel oder Mantelfläche der Antriebswelle. Es bedarf somit keinerlei Ölschmierung für den Verstellmechanismus. Dies bedeutet, dass die Wartung bedeutend einfacher wird. Das Schiff muss nicht in einen Dock oder an Land gehievt werden.The design according to the invention with the hollow hub body and the adjusting mechanism arranged therein in combination with the multiple bearing is also advantageous for the following reason: The hub body 5 can be hermetically sealed against the outside environment. Said pressure medium also serves as a lubricant for said radially inner bearing between the lower turntable 6.2 and the support surface - cylinder jacket or lateral surface of the drive shaft. It therefore requires no oil lubrication for the adjustment. This means that the war considerably easier. The ship does not have to be hoisted in a dock or ashore.

Zum Sichern des Fußes des einzelnen Propellerblattes in der betreffenden Nut des Drehtellers gibt es verschiedene Möglichkeiten. So kann beispielsweise ein in der Fußfläche integriertes Spannelement vorgesehen werden, das den Fuß gegen die Flanken der Nut drückt. Alternativ oder zusätzlich sind auch hydraulische oder andere Spannelemente denkbar, die an der Stirnseite des Fußes eines Propellerblattes angreifen und ein einfaches und definiertes Eindrücken und Herausschieben des Fußes in die Nut und aus dieser heraus ermöglichen.To the Securing the foot of the single propeller blade in the groove of the turntable concerned it different ways. For example, a clamping element integrated in the base can be used be provided, which the foot against the flanks of the groove presses. Alternatively or additionally also hydraulic or other clamping elements conceivable that at the Front side of the foot attack a propeller blade and a simple and defined push in and pushing out the foot in allow the groove and out of this.

11
Schiffship
22
Verstellpropellervariable pitch
33
Hohlraumcavity
44
Schürzeapron
55
Nabenkörperhub body
66
Drehtellerturntable
6.16.1
oberer Tellerupper Plate
6.26.2
unterer Tellerlower Plate
6.36.3
Nut im Drehtellergroove in the turntable
77
Propellerblattpropeller blade
7.17.1
Fuß des PropellerblattesFoot of the propeller blade
88th
Pleuelstangeconnecting rod
99
Platteplate
1010
Kolbenstangepiston rod
1111
Kolbenpiston
1212
Zylindercylinder
1313
Antriebswelledrive shaft
1414
DrehdurchführungRotary union
1515
Hydraulikleitunghydraulic line

Claims (3)

Schiffsantrieb 1.1 mit einem Verstellpropeller (2); 1.2 mit einem Nabenkörper (5); 1.3 mit einem Wellenzapfen (13) zum Antreiben des Nabenkörpers (5); 1.4 mit einer Mehrzahl von Drehtellern (6), die in der Wandung des Nabenkörpers gelagert und um eine zur Drehachse der Antriebswelle (13) senkrechte Achse verdrehbar sind, und die jeweils ein Propellerblatt (7) tragen; 1.5 mit einem Verstellmechanismus zum Verstellen der Drehteller (6); 1.6 mit einem Druckmediumanschluss (15) zum Betätigen des Verstellmechanismus (8, 9, 10, 11, 12); gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 1.7 jeder Drehteller (6) weist an seiner nach außen gewandten Fläche eine Nut (6.3) auf; 1.8 jedes Propellerblatt (7) weist einen Fuß (7.1) auf, der in die Nut (6.3) des zugehörenden Drehtellers (6) von einem Ende der Nut (6.3) her einschiebbar ist; 1.9 die Nut (6.3) des einzelnen Drehtellers (6) und der Fuß (7.1) des Propellerblattes (7) bilden miteinander eine schwalbenschwanzförmige Verbindung.Ship propulsion 1.1 with a variable pitch propeller ( 2 ); 1.2 with a hub body ( 5 ); 1.3 with a shaft journal ( 13 ) for driving the hub body ( 5 ); 1.4 with a plurality of turntables ( 6 ), which are mounted in the wall of the hub body and about a to the axis of rotation of the drive shaft ( 13 ) vertical axis are rotatable, and each one a propeller blade ( 7 ) wear; 1.5 with an adjustment mechanism for adjusting the turntable ( 6 ); 1.6 with a pressure medium connection ( 15 ) for actuating the adjusting mechanism ( 8th . 9 . 10 . 11 . 12 ); characterized by the following features: 1.7 each turntable ( 6 ) has on its outwardly facing surface a groove ( 6.3 ) on; 1.8 each propeller blade ( 7 ) has a foot ( 7.1 ), which is in the groove ( 6.3 ) of the associated turntable ( 6 ) from one end of the groove ( 6.3 ) is insertable ago; 1.9 the groove ( 6.3 ) of the single turntable ( 6 ) and the foot ( 7.1 ) of the propeller blade ( 7 ) form a dovetailed connection with each other. Schiffsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in eingeschobenem Zustand aneinanderliegenden Flächen von Nut (6.3) und Fuß (7.1) derart gestaltet sind, dass beim Einschieben ein gegenseitiges Verkeilen von Nut (6.3) und Fuß (7.1) erzielt wird.Ship drive according to claim 1, characterized in that the abutting surfaces of groove ( 6.3 ) and foot ( 7.1 ) are designed such that when inserting a mutual wedging groove ( 6.3 ) and foot ( 7.1 ) is achieved. Schiffsantrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem Ende der Nut (6.3) ein Sicherungselement gegen Herausschieben des Fußes (7.1) aus der Nut (6.3) vorgesehen ist.Ship propulsion system according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least one end of the groove ( 6.3 ) a securing element against pushing out of the foot ( 7.1 ) out of the groove ( 6.3 ) is provided.
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