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Verstelleinrichtung für die Blätter von Schiffsschrauben Die Erfindung
bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verstellen der Blätter von Schiffsschrauben
mittels eines an der Drehung der Schraubenwelle nicht teilnehmenden, außerhalb derselben
angeordneten Servomotorenantriebes, wobei ein in Längsrichtung der Welle verschiebbarer
Ring und ein nicht verschiebbarer Ring vorgesehen sind. Von diesen beiden die Schraubenwelle
umgebenden Ringen überträgt der erstere seine axialen Bewegungen durch mit der Welle
umlaufende Zwischenglieder auf eine innerhalb eines hohlen Wellenabschnittes geführte
Verstellstange für die an dieser angelenkten Schraubenblätter, während der letztere
als axiales Widerlager für die Versteileinrichtung dient.
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Bei einer bekannten Versteileinrichtung der vorstehend angegebenen
Art sind auch der Kolben und der Zylinder des Servomotors als Ringkörper ausgebildet,
welche die Schraubenwelle konzentrisch umgeben. Eine solche Bauart hat den Nachteil,
daß Reparaturen am Servomotor nur sehr schwer durchführbar sind, wenn sie sich überhaupt
bewerkstelligen lassen, solange sich die Schraubenwelle dreht. Das Auseinandern.ehmen
und der Ersatz des Servomotors sowie die Erneuerung und Überprüfung der Kolbendichtungen
können nur nach der Demontage einer beträchtlichen Anzahl von Teilen durchgeführt
werden, wobei sogar ein Teil der Schraubenwelle mit abmontiert werden muß. Der Kolben
hat zusätzlich eine Dichtung entlang dem inneren Umfang, wodurch die Gefahr des
Leckens größer wird und die bereits genannten Nachteile bezüglich Reparaturen, Überholungen
und Austausch noch größer werden.
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Außerdem besteht bei dieser Konstruktion die Gefahr, daß der axial
bewegliche Druckring asymmetrische Kräfte infolge von Längendifferenzen der Verbindungsteile
zwischen diesem Ring und dem Servomotorkolben aufnehmen muß.
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Zweck der Erfindung ist, die bekannteen Anordnungen zu verbessern.
Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das @ Servomotoraggregat
aus mindestens zwei gleichmäßig über den Umfang der Schraubenwelle verteilten Einheiten
besteht.
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Dadurch können für den Servomotor normale, handelsübliche und genormte
Bauteile verwendet werden. Weiterhin können diese Teile in einfacher Art und Weise,
selbst während des Umlaufes der Schraubenwelle, repariert und ersetzt werden. Schließlich
erleichtert die Erfindung die Verwendung hoher Drücke des Mediums bei solchen Einheiten.
Demgemäß kann auf den Einbau von Übertragungselementen, welche die Kraftwirkung
erhöhen, verzichtet werden. Die ganze Konstruktion bleibt auf diese Weise einfach
und zuverlässig. Die Achsen der Servomotoreinheiten liegen vorzugsweise parallel
zur Achse der Schraubenwelle.
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Dabei kann weiterhin jeder Servomotorkolben mit dem längsverschiebbaren.
Ring und jeder Servomotorzylinder mit dem nicht verschiebbaren Ring über ein Drehgelenk
verbunden sein.
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Die zur Übertragung des Servomotorantriebes auf die Verstellstange
der Schraubenblätter dienenden, mit der Schraubenwelle umlaufenden Glieder sind
vorteilhafterweise zwischen denn längsverschiebbaren Ring und dem nicht verschiebbaren
Ring, also, innerhalb der Anordnung der Servomotoreinheiten, angeordnet. Am Antriebsende
der Verstellstange ist ein Querjoch od. dgl. in einer gehäuseartigen Erweiterung
der Schraubenwelle angeordnet und durch aus diesem erweiterten Wellenteil herausgeführte
Stangen mit einer an der Wellendrehung teilnehmenden und längsverschiebbaren Büchse
verbunden, die über Zwischenglieder mit dem längsverschiebbaren, vom Servomotorantrieb
in axialer Richtung zwangläufig mitgenommenen Ring in axialer Richtung formschlüssig
verbunden ist. Dann kann nach eineu weiteren Erfindungsgedanken der als axiales
Widerlager für die Zylinder der Servomotoreinheiten dienende, nicht längsverschiebbare
Ring in an sich bekannter Weise ebenfalls über Zwischenglieder axial formschlüssig
mit einer Büchse verbunden sein, die auf der Schraubenwelle fest aufgebracht ist
und einen Flansch hat, der die eine Stirnwand der gehäuseartigen Erweiterung, der
Welle zur Aufnahme des Querhauptes bildet.
Schließlich kann nach
der Erfindung der gegenüber der Welle nicht verschiebbare Ring auch eine Verbindung
zu einem festen Punkt des Schiffskörpers haben, die diesem gegenüber eine begrenzte
Beweglichkeit des betreffenden Ringes zuläßt. Dies ist z. B. vorteilhaft mit Rücksicht
auf thermisch bedingte Dehnungen der Welle. Der andere Ring kann dabei mit dem ersten
über Zwischenglieder verbunden sein, die zwischen beiden eine axiale Verschiebung,
aber keine Verdrehung zulassen.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe
erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in den Zeichnungen
schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der neuen; Verstelleinrichtung.
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Fig. 1 zeigt die Verstelleinrichtung nach der Erfindung, teilweise
in axialem und vertikalem Querschnitt, teilweise in Seitenansicht; Fig. 2 ist ein
Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, und Fig. 3 ist eine Seitenansicht und
teilweise axialer Querschnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 umgibt der hohle Teil der
Schiffsschraubenwelle 1, welcher der Schiffsschraube am nächsten liegt, d. h. auf
der linken Seite der Fig. 1, eine durch die Schraubenwelle rriittig hindurch verlaufende
Verstellstange 2. Diese Stange weist an ihrem Ende im Innern des Schiffes ein Querjoch
3 auf, das in einem gehäuseartig erweiterten Teil 4 der Schraubenwelle untergebracht
ist. Von dem Querjoch3 erstrecken sich Verbindungsstangen 5 durch einen Flansch
6 des nächstfolgenden Schraubenwellenabschnittes; diese Verbindungsstangen 5 sind
fest mit einer Büchse 7 verbunden, welche diesen Schraubenwellenabschnitt umgibt.
Diese Büchse 7 nimmt infolge der Verbindung mit der Stange 2, dem Querjoch 3 und
den Verbindungsstangen 5 an der Drehung der Schraubenwelle teil, ist jedoch relativ
zu ihr axial verschiebbar. Mit Hilfe von zwei konischen Rollenlagern 8 oder anderen.
geeigneten Drucklagern ist die Büchse 7 innerhalb eines nicht an der Wellendrehung
teilnehmenden Ringes 9 drehbar, mit dem sie aber durch einen auf ihrer Außenseite
zwischen den beiderseitigen Lagern 8 angeordneten Bund 10 axial unverschiebbar verbunden
ist.
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In einiger Entfernung vom Ring 9 liegt ein ähnlicher Ring 11, innerhalb
dessen ebenfalls mit Hilfe von zwei konischen Rollenlagern 12 oder anderen Drucklagern
eine Büchse 13 umlaufen kann, die fest mit der Schraubenwelle 1 verbunden ist, so
daß sie sich gegenüber der letzteren weder verdrehen noch verschieben kann. Diese
Büchse 13 hat auch einen Bund 14 für die axial nicht veränderliche Verbindung mit
dem Ring 11. Der Ring 11 selbst ist gegen Drehung mit der Schraubenwelle 1 mit Hilfe
eines nach unten herausragenden. Armes 15 gesichert, der durch eine Gelenkstange
16 mit einem festen Punkt des Schiffskörpers verbunden ist. Die z. B. durch Einschalten
von Gummielementen; elastischen Gelenkverbindungen zwischen dem Arm 15 und der Stange
16 so-,vie zwischen der letzteren und dem Schiffskörper gestatten eine geringe Bewegungsfreiheit
in allen Richtungen einschließlich der axialen Richtung, verhindern aber die Übertragung
von Vibrationen. Zwei langgestreckte horizontale Flachbleche 17 sind an dem Ring
11 beiderseits befestigt und sind mit Schlitzen 18 versehen, in denen Zapfen 19
des Ringes 9 geführt sind. Auf diese Weise sind die Ringe 9 und 11 auch miteinander
in Umfangsrichtung fest verbunden. Zwischen den Ringen 9 und 11 befinden sich zwei
oder mehr Servomotoreinheiten 20 (bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform
sind es drei Einheiten) in Form einfacher Zylinder mit Kolben, die gleichmäßig über
den Umfang der Welle verteilt und von genormter Bauweise sind, wie sie handelsüblich
zur Verfügung stehen. Sowohl der Zylinder als auch die Kolbenstange eines jeden
Servomotors sind über ein Drehgelenk 21 bzw. 22 mit dem Ring 11 bzw. dem Ring 9
verbunden. Bei kleinen winkelmäßigen Verdrehungen zwischen den Ringen 9 und 11 kann
demgemäß kein Festfressen stattfinden. Diese Servomotoreinheiten wirken immer ganz
gleichmäßig auf die beiden Ringe 9, 11 ein, weil sie gleichmäßig über dem Wellenumfang
verteilt sind und gemeinsam elektrohydraulisch betätigt werden, wie nachstehend
im einzelnen beschrieben wird.
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Die Verstelleinrichtung wird elektrisch durch einen Schalter 23 betätigt.
Dieser Schalter gibt Strom zu einem Relais 24, das elektrisch ein Ventil 25 für
das hydraulische Medium der Servomotoreinheiten betätigt.
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Eine Ölpumpe 26 wird durch einen Riemen oder eine Kette 27 von der
Schraubenwelle aus angetrieben. Oberhalb dieser Pumpe befindet sich ein Oltank 28.
Die Pumpe 26 steht mit einem Druckbehälter 29 in Verbindung und speist das elektrisch
betätigte Ventil 25. Von dem genannten Ventil verlaufen Schläuche 30 zu den Servomotoreinheiten,
nämlich zwei Schläuche zu jeder Einheit, wovon j e einer auf jede Seite des Kolbens
in den Zylindern. Eine Anzeigevorrichtung 31 zeigt den Einstellwinkel. Diese Anzeigevorrichtung
hat einen Zeiger, der am Ring 9 angebracht ist und demgemäß die axiale Stellung
dieses letzteren auf einer geeichten Skala anzeigt, die axial mit dem Ring 11 verbunden
ist. Ein mit der Anzeigevorrichtung 31 gekoppeltes Gestänge 32 dient zum mechanisch-elektrischen
Nachregeln des Ventils 25 über das Relais 24. Es ist selbstverständlich auch eine
rein mechanische Betätigung des Ventils 25 möglich.
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Eine Verriegelungsvorrichtung kann vorgesehen sein, um die Verstellstange
2 von außen in der axialen Stellung festzulegen. Zu diesem Zweck sind Schrauben
33 in gestrichelten Linien, in Fig. 1 dargestellt, die durch mit Innengewinde versehene
Öffnungen 34 von entgegengesetzten Seiten her in das Gehäuse 4 axial einschwenkbar
sind. Nachdem diese Verriegelung erfolgt ist, können die Servomotoreinheiten ohne
weiteres auseinandergenommen und ausgewechselt oder repariert werden, selbst während
des Betriebes der Schraubenwelle. Wenn die Drehzapfen in den Verbindungen 21 und
22 entfernt werden, kann jede Servomotoreinheit für sich abgenommen werden. Bei
Beschädigung des Einzelmechanismus kann die Verstellstange mit Hilfe dieser Schrauben
in der gewünschten Stellung verriegelt werden, so daß das Schiff seinen Kurs in
normaler Art und Weise fortsetzen kann.
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Die Einstellkräfte und die Reaktionskräfte werden von der Welle selbst
aufgenommen, ohne daß irgendeine Übertragung auf den Schiffskörper erfolgt. Es sind
auch keine -umlaufenden Öldichtungen an der Welle zum Einführen des Hochdrucköles
vorhanden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 läßt sich ein noch wesentlich
kürzerer Aufbau erreichen als bei der Ausführungsform nach Fig.1 und 2. Die gleichen
Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet. Da die
Ringe 9, il immer einen der Länge der Servomotoreinheiten 20 entsprechenden
Abstand voneinander haben müssen, läßt sich
dieser Zwischenraum
zum Unterbringen des gehäuseartigen Teiles 4 der Schraubenwelle 1 ausnutzen, so
daß dafür und für die Verbindungsstangen 5 zwischen der Büchse 7 und dem Querjoch
3 keine zusätzliche Wellenlänge benötigt wird.
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In diesem Falle liegen die Zylinder der Servomotoreinheiten 20 und.
damit auch der Ring 11 und die Büchse 13 nach dem Ende der Schraubenwelle hin im
Bereich des die Verstellstange 2 umgebenden hohlen Wellenteiles. Infolgedessen.
ist im Sinne einer noch weiteren baulichen Vereinfachung die Büchse 13 an einem
Ende mit einem radialen Flansch 35 versehen, der auf dieser Seite den Stirnwandabschluß
für die gehäuseartige Erweiterung 4 der Welle bildet.
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In Anbetracht der Tatsache, daß der ganze Verstellmechanismus bei
dieser Ausführungsform im Vergleich zu der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 eine
annähernd um die Hälfte verkürzte axiale Ausdehnung hat, ist die allenfalls etwas
vergrößerte radiale Ausdehnung unerheblich.
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Für die Angaben zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels, auf die
keine Ansprüche gerichtet sind, wird kein Schutz begehrt.