DE2024146C3 - Einrichtung zum Fernanzeigen der Stellung des Steuerzentrums des Flügelantriebsgestänges eines Flügelradpropellers - Google Patents
Einrichtung zum Fernanzeigen der Stellung des Steuerzentrums des Flügelantriebsgestänges eines FlügelradpropellersInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fernanzeigen der Stellung des Steuerzentrums des Flügelantriebsgestänges
eines Flügelradpropellers mit zyklisch über einen Steuerknüppel verstellbaren Flügeln vom
Voith-Schneider-Typ, wobei der Steuerknüppel mit seinem unteren Ende im Steuerzentrum eingreift und
mit seinem oberen Ende an einem Paar rechtwinkelig zueinander auf dem Propellergehäuse angeordneten
Stellmotoren schwenkbar angeschlossen ist.
Der Steuerknüppel ist dabei zur Drehachse des Radkörpers koaxial nach allen Richtungen schwenkbar
gelagert. Eine solche Einrichtung ist z. B. aus der US-PS 41 618 bekannt.
Durch diese Bauweise entspricht jede Ortsverschiebung des oberen Endes des Steuerknüppels verzerrungsfrei
der Ortsverschiebung der Steuerscheibe. Es ist nun bekannt, die Stellung jedes am Steuerknüppeloberteil
angreifenden Stellmotors durch ein Potentiometer fernzuübertrager., dessen Achse mechanisch mit dem
verschieblichen Teil des Stellmotors (z. B. mit der Schubstange) verbunden ist Diese Art der Fernübertragung
ist allerdings nicht winkeltreu, so daß die nach der Kommandobrücke oder nach einer anderen Stelle des
Schiffes übertragene Anzeige nicht der wirklichen Einstellung der Steuerscheibe entspricht. Darüber
hinaus tritt durch das Gestänge ein Größenfehler auf. Sei einer Änderung der Fahrgeschwindigkeit z. B. wird
der Kolben des entsprechenden Servomotors und damit die Schubstange um einen bestimmten Betrag
verschoben. Der Steuerknüppel hat sich dagegen auf einer Kugelbahn weiterbewegt. Diese Bewegung ist
somit in Schubstangenrichtung kleiner. Zusätzlich tritt am Steuerknüppel noch eine vom Potentiometer nicht
erfaßte Ortsänderung quer zur Schubstange auf. In bestimmten Stellungen treten sogar totale Fehlanzeigen
auf. j
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Ort des Steuerpunktes in der Ebene der Steuerscheibe
winkel- und abstandsgetreu zu übertragen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Fernmeßeinrichtungen für die auf einen Bezugspunkt
des Flügelradpropellers bezogenen Ortsveränderungen einer beim Betätigen des Steuerknüppels
Bewegungen ausführenden Stelle oder zweier hierbei zueinander senkrechte Bewegungen ausführenden Stellen
eines mit seinem einen Ende am oberen Ende des Steuerknüppels angelenkten, an einer von diesem Ende
entfernten Stelle mit dem Propellergehäuse verbundenen längenveränderlichen Meßstabes vorgesehen sind.
Man kann also durch Anbringen einer derartigen Stellungsanzeige am oberen Ende des Steuerknüppels
die Ortsverschiebung der Steuerscheibe gegenüber einem Festpunkt des Propellergehäuses verzerrungsfrei
anzeigen.
Durch eine solche Gestaltung der Fernmeßeinnchtungen
wird die Anzeige der Stellung der Steuerscheibe und damit des Steuerzentrums über den Steuerknüppel
und den daran angelenkten Meßstab, der ja dessen »verlängerter Arm« ist und somit dessen Bewegungen
genau mitmacht, winkeltreu nach einem beliebig entfernten Ort mit geringem technischen Aufwand und
betriebssicher übertragen. Die vorgeschlagene Bauweise hat den weiteren Vorteil, daß sie als eine von der
Bauart und Größe des Flügelradpropellers völlig unabhängige Baueinheit gestaltet werden kann, welche
völlig getrennt von dem Innenraum des Flügelpropellers oben auf das Propellergehäuse aufgesetzt wird,
wobei lediglich das untere Ende des Meßstabes in eine entsprechende Passung des oberen Endes des Steuerknüppels
eingreift.
Zwar entspricht der Winkel zwischen der Vertikalen und dem Meßstab wegen dessen veränderlichen Länge
nicht genau dem Auslenkwinkel des Steuerknüppels, aber der dabei auftretende Fehler liegt in der
Größenordnung von etwa 5 % und kann akzeptiert werden. Überdies ließe sich dieser Fehler — im
Gegensatz zu den Übertragungsfehlern nach dem Stand der Technik — bei der Anzeige bereits berücksichtigen.
Da das Oberteil des Steuerknüppels einerseits und das Unterteil des Meßstabes andererseits sich auf
Kugelflächen bewegen, deren Mittelpunkte einen erheblichen Abstand besitzen, ändert sich der Abstand
des Angriffspunktes des Meßstabes am Steuerknüppel von dem Mittelpunkt der kardanischen Lagerung des
Meßstabes beim Betätigen der Stellmotoren. Es ist deshalb erforderlich, daß die Länge des Meßstabes
zwischen der Anlenkstelle am Steuerknüppel und der Verbindungsstelle mit dem Gestell entsprechend der
Änderung des Abstandes dieser beiden Stellen beim Betätigen des Steuerknüppels veränderlich ist.
Der Meßstab ist an seinem vom Steuerknüppel 5 abgewandten Ende, gemäß einem weiteren Gedanken
der Erfindung, in einem mit dem Propellergehäuse festverbundenen Gestell kardanisch gelagert und jeder
der mit dem Meßstab verbundenen Zapfen der kardanischen Lagerung ist drehfest an einem Potentiometci
oder einer ähnlichen Einrichtung zur Fernübertragung eines Verdrehwinkels angeschlossen. Die
kardanische Lagerung des Meßstabes besteht beispielsweise aus einem kreisringförmigen Rahmen, der mittels
zweier längs eines Durchmessers des Rahmens einander gegenüberliegend angeordneter Zapfen in einem auf
dem Propellergehäuse aufgesetzten Gestell schwenkbar gelagert ist. In diesem Rahmen ist längs eines zu dem
erstgenannten Durchmesser senkrechten Durchmessers der Meßstab mittels zweier einander gegenüberliegender
Zapfen schwenkbar gelagert. Auch diese letztgenannten Zapfen ragen über den Außenmantel des
Rahmens nach außen. Wenigstens einer der vier Zapfen ist drehfest an ein Potentiometer angeschlossen,
welches die bei einer Auslenkung des Meßstabes auftretende Verdrehung des Zapfens gegenüber der zu
der Drehachse des Radkörpers koaxialen Stellung des Meßstabes mißt und den gewonnenen Meßwert an das
Anzeigegerät weitergibt. Diese Bauweise liefert eine winkeltreue Anzeige.
Eine besonders preisgünstige Ausführung einer Stellungsfernanzeige erhält man nach einem weiteren
Vorschlag der Erfindung dadurch, daß der Meßstab an seinem vom Steuerknüppel abgewandten Ende in dem
mit dem Propellergehäuse festverbundenen Gestell starr eingespannt ist und daß in an sich bekannter Weise
ein an eine Fernanzeigeeinrichtung anschließbarer Dehnungsmeßstreifen an der oder jeder der auf dem
Meßstab vorgesehenen Meßstelle(n) zum Ermitteln der beim Betätigen des Steuerknüppels auftretenden
Ortsveränderungen der bzw. jeder Meßstelle gegenüber einem zugeordneten, ebenfalls auf dem Meßstab
befindlichen Bezugspunkt angebracht ist. Diese Bauweise der Stellungsanzeige wird in der Regel so ausgebildet,
daß auf einem Ende oder beiden Enden eines Durchmessers bzw. zweier zueinander senkrechter
Durchmesser eines Querschnittes des kreiszylindrischen Meßstabes ein oder je ein Dehnungsmeßstreifen mit zur
Längsachse des Meßstabes paralleler Meßstrecke angeordnet ist. Die beim Betätigen der Stellmotoren
eintretende Verschiebung des oberen Endes des Steuerknüppels hat dann eine Verbiegung des Meßstabes
zur Folge, welche von dem bzw. den Meßstreifen, gegebenenfalls getrennt nach den beiden durch die
Anordnung der Meßstreifen auf dem Meßstab festgelegten Koordinatenrichtungen, erfaßt und zur Stellungsanzeige
nach dem räumlich entfernt aufgestellten Anzeigegerät übertragen wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in welcher f>o
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Flügelradpropellers,
Fig.2 eine schematische, perspektivische Darstellung
des kardanisch gelagerten Meßstabes in einem gegenüber F i g. 1 stark vergrößerten Maßstab, und
F i g. 3 eine schematische, perspektivische Darstellung des als Biegestab ausgebildeten Meßstabes in
einem etwa dem Meßstab der Fig. 2 entsprechenden Maßstab zeigt
Der in F i g. 1 dargestellte Flügelradpropeller besitzt ein im Schiffskörper 1 fest eingebautes Propellergehäuse
2, in dem ein scheibenförmiger Radkörper 3 mit mehreren darin nahe dem Umfang schwenkbar
gelagerten Flügeln 4 drehbar gelagert ist Der Radkörper 3 wird von einem im Schiffskörper 1
ebenfalls fest eingebauten Antriebsmotor 5 über ein Kegelradgetriebe 6 in Umdrehung versetzt. Im Innern
des Propellergehäuses 2 ist ein Lagerhals 8 vorgesehen, welcher die Lagerbüchse 9 für den mittleren Kugelkopf
eines in der Ruhestellung zur Drehachse des Radkörpers 3 koaxialen, nach allen Richtungen schwenkbaren
Steuerknüppels 10 aufnimmt. Das untere ebenfalls kugelig ausgebildete Ende des Steuerknüppels tO ist von
der im Innern des Radkörpers 3 am Boden verschiebbar angeordneten Steuerscheibe WA. das obere als
Kugelzapfen ausgebildete Ende 11 des Steuerknüppels 10 von den verschiebbaren Teilen der am Propellergehäuse
2 befestigten Stellmotoren 12, 13 umfaßt. Im Innern des Radkörpers 3 befindet sich das an der
Steuerscheibe WA angeschlossene Flügelantriebsgestänge. In der Figur ist dieses Gestänge 7 für einen der
Flügel 4 schematisch eingezeichnet. Am oberen Ende 11 des Steuerknüppels 10 ist in einer zu dessen Längsachse
koaxialen Bohrung oder Kugelbüchse das untere kugelige Ende eines in der Ruhestellung ebenfalls zur
Drehachse des Radkörpers 3 koaxialen Meßstabes 14 spielfrei geführt. Der Meßstab 14 ist an einer von dem
unteren Ende entfernten Stelle, in der Regel nahe seinem oberen Ende, mittels einer kardanischen
Lagerung 16 in einem oben auf dem Propellergehäuse 2 befestigten Gestell 15 oder Gehäuse nach allen
Richtungen hin schwenkbar gelagert.
Die in der Fig.2 dargestellte kardanische Lagerung
16 zeigt den Meßstab 14 mit dem an seinem unteren Ende 17 vorgesehenen kugeligen Zapfen zur Verbindung
mit dem oberen Ende des hier nicht dargestellten Steuerknüppels. Der Meßstab 14 besteht aus einem
unteren kreiszylindrischen Teil 14,4 von kleinem Durchmesser und einem oberen Teil 14ß, dessen
Unterteil als Hülse 14Causgebildet ist. In dieser Hülse
14C ist das obere Ende des Teils 14/4 genau passend, aber verschiebbar so angeordnet, daß der in der Hülse
befindliche Abschnitt eine ein Mehrfaches des Durchmessers betragende Länge aufweist.
Der Meßstab 14 ist an seinem oberen Teil mittels einer diesen senkrecht zur Längsachse des Meßstabes
durchquerenden Achse 18 in einem kreisringförmigen Rahmen 19 drehbar gelagert. Der kreisringförmige
Rahmen 19 ist durch zwei in der gleichen Querebene zum Meßstab 14 wie der Zapfen 18 befindlichen, mit
ihren Längsachsen senkrecht zu der Achse des Zapfens 18 angeordneten Zapfen 20, 2OA in dem Gestell 15
schwenkbar gelagert. Das Gestell 15, das auch als geschlossenes Gehäuse ausgebildet sein kann, ist auf
dem Propellergehäuse starr befestigt. Auf dem einen Ende der Achse 18 und auf dem Zapfen 20 der
kardanischen Lagerung 16 ist je eine als Potentiometer ausgeführte Fernmeßeinrichtung 21,23 angeordnet. Das
Gehäuse eines Potentiometers ist am Rahmen 19, das Gehäuse des anderen Potentiometers am Gestell 15
befestigt. Durch ein Potentiometer wird der Schwenkwinkel der Achse 18 relativ zum Rahmen 19, durch das
andere Potentiometer der Schwenkwinkel des Zapfens 20 relativ zum Gestell !5 gemessen. Die Meßwerte
werden durch nicht dargestellte bekannte Einrichtungen zu den Anzeigegeräten übertragen.
Der in F i g. 3 dargestellte Meßstab 24 ist mit seinem anpassen. Auf dem eingespannten, kreiszylindrischen
oberen Ende biegefest in dem Gestell oder Gehäuse Schaft 24-4 sind unterhalb der Einspannstelle in einer
eingespannt, das oben auf dem nicht dargestellten zur Längsachse des Meßstabes 24 senkrechten Ebene
Propellergehäuse befestigt ist. auf zwei zueinander senkrechten, den Verschicberich-
Der Meßstab 24 ist zweiteilig und besteht aus dem 5 tungen der Stellmotoren zugeordneten Geraden X. Vjc
oberen zylindrischen Schaft 24Λ der in seinem ein Paar als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete Fern-
Mittelteil ein Biegeelement 24C aufweist, und dem meßeinrichtungen 26,27 bzw. 28,29 so angeordnet, daß
unteren Teil 24ß, der an seinem oberen Ende zu einer deren Meßstrecken parallel zur Längsachse des
das Unterteil des Schaftes 24A spielfrei, aber längsver- Meßstabes 24 liegen. Die Meßwerte der Dehnungsmeß-
schiebbar aufnehmenden Hülse 24D erweitert ist. io streifen werden durch nicht dargestellte bekannte
Anstelle des Biegeelementes 24C kann auch ein Einrichtungen zu den Anzeigegeräten übertragen,
biegsames Wellrohr zwischen dem im Gehäuse Mit den beschriebenen Ausbildungsformen der
eingespannten und dem in der Hülse 24D befindlichen Einrichtung zum Fernanzeigen der Stellung des
Teil des Schaftes 24A eingefügt sein. Die Länge des in Steuerzentrums des Flügelantriebsgestänges eines Flü-
der Hülse 24 D befindlichen Teiles des Schaftes A 15 gelradpropellers wird mit wenig aufwendigen Mitteln
beträgt ein Mehrfaches (wenigstens das Dreifache) des eine allen praktischen Bedürfnissen genügende, tech-
Durchmessers des Schaftes 24Λ Durch diese zweiteilige nisch genaue Fernanzeige der Einstellgrößen des
Ausbildung ist die Länge des Meßstabes 24 veränderlich Flügelradpropellers erzielt, welche für die Betriebsfüh-
und kann sich selbsttätig der durch die Verschiebung des rung des mit dem Flügelradpropeller versehenen
oberen Endes des Steuerknüppels bedingten Änderung 20 Schiffes wichtig sind. Die beschriebene Einrichtung
des Abstandes des unteren kugeligen, von dem oberen kann in einem für verschiedene Propellergrößen
Ende des Steuerknüppels gehaltenen Endes des einheitlichen Gestell oder Gehäuse eingebaut werden,
Meßstabes 24 von der Einspannstelle im Gestell 25 das oben auf dem Propellergehäuse befestigt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Einrichtung zum Fernanzeigen der Stellung des Steuerzentrums des Flügelantriebsgestänges eines
Flügelradpropellers mit zyklisch über einen Steuerknüppel verstellbaren Flügeln vom Voith-Schneider-Typ,
wobei der Steuerknüppel mit seinem unteren Ende im Steuerzentrum eingreift und mit seinem
oberen Ende an einem Paar rechtwinkelig zueinan- ic der auf dem Propellergehäuse angeordneten Stellmotoren
schwenkbar angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß Fernmeßeinrichtungen
(21,23; 26,27; 28, 29) für die auf einen Bezugspunkt des Flügelradpropellers bezogenen Ortsveränderungen
einer beim Betätigen des Steuerknüppels (10) Bewegungen ausführenden Stelle oder zweier
hierbei zueinander senkrechte Bewegungen ausführenden Stellen eines mit seinem einen Ende (17) am
oberen Ende (U) des Steuerknüppels (10) angelenkten, an einer von diesem Ende entfernten Stelle mit
dem Propellergehäuse verbundenen längenveränderlichen Meßstabes (14,24) vorgesehen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßstab (14) an seinem vom Steuerknüppel (10) abgewandten Ende in einem mit
dem Propellergehäuse festverbundenen Gestell (15) kardanisch gelagert ist, und daß ein mit dem
Meßstab verbundener Zapfen (18, 20, 20A) der kardanischen Lagerung (16) drehfest an einer als
Potentiometer ausgebildeten Fernmeßeinrichtung (21, 23) zum Fernüberiragen eines Verdrehwinkels
angeschlossen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstab (24) an seinem vom
Steuerknüppel (10) abgewandten Ende in einem mit dem Propellergehäuse festverbundenen Gestell (25)
starr eingespannt ist und daß in an sich bekannter Weise ein an eine Fernanzeigeeinrichtung anschließbare
als Dehnungsmeßstreifen ausgebildete Fernmeßeinrichtung
(26,27,28,29) an der oder jeder der auf dem MeDstab vorgesehenen Meßstelle(n) zum
Ermitteln der beim Betätigen des Steuerknüppels (10) auftretenden Ortsveränderungen der bzw. jeder
Meßstelle gegenüber einem zugeordneten, ebenfalls auf dem Meßstab befindlichen Bezugspunkt angebracht
ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19702024146 DE2024146C3 (de) | 1970-05-16 | Einrichtung zum Fernanzeigen der Stellung des Steuerzentrums des Flügelantriebsgestänges eines Flügelradpropellers | |
FR7116123A FR2091211A5 (de) | 1970-05-16 | 1971-05-05 | |
US141205A US3690787A (en) | 1970-05-16 | 1971-05-07 | Apparatus for indicating the position of the control center for the blades of a rotating blade propeller |
GB1494071*[A GB1343926A (en) | 1970-05-16 | 1971-05-14 | Means for sensing movement of the control stick of a blade- wheel propeller |
JP46033226A JPS5014795B1 (de) | 1970-05-16 | 1971-05-17 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702024146 DE2024146C3 (de) | 1970-05-16 | Einrichtung zum Fernanzeigen der Stellung des Steuerzentrums des Flügelantriebsgestänges eines Flügelradpropellers |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2024146A1 DE2024146A1 (de) | 1971-12-02 |
DE2024146B2 DE2024146B2 (de) | 1977-01-20 |
DE2024146C3 true DE2024146C3 (de) | 1977-09-08 |
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