DE2137061C2

DE2137061C2 - Vorrichtung zum Verstellen der Blätter eines Verstellpropellers

Info

Publication number: DE2137061C2
Application number: DE2137061A
Authority: DE
Inventors: Arne Federal Way Wash. Feroy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-21
Filing date: 1971-07-23
Publication date: 1983-04-21
Also published as: SE388828B; GB1345003A; US3676016A; JPS5520916B1; DE2137061A1; NO129393B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen der Blätter eines Verstellpropellers mit einer Propellerwelle und mehreren davon radial abgehenden Propellerblättem, wobei die Vorrichtung einen Flansch an jedem Propellerblatt und zwei Kurbelzapfen an jedem Flansch sowie einen Antrieb mit einem axial beweglichen Hydraulikzylinder und einem axial beweglichen Kolben zur Verstellung des Anstellwinkels der Propellerbläuer aufweist, wobei ferner zur Kurbelzapfenverschwenkung der erste Kurbelzapfen mit dem Hydraulikzylinder und der zweite Kurbelzapfen mit dem Kolben mechanisch gekoppelt ist.

Eine solche Vorrichtung beschreibt die US-PS 33 93 749. Die Verstellung der Blätter evfolgt dort nach dem mechanischen Lastverteilungsprinzip, was aber den Nachteil mit sich bringt, daß die einzelnen Blätter bei ihrer Verstellung nicht immer gleich belastet werden und somit nicht immer einander gleich ausgerichtet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die so ausgebildet ist, daß die Kurbelzapfen und damit die Blätter des Verstellpropellers bei einer Verstellung gleich belastet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kurbelzapfen einzeln mit dem Kolben durch einen die Wandung des Hydraulikzylinders durchdringenden Bolzen über eine selbstausrichtende Verbindung derart gekoppelt ist, daß der Kolben gegenüber der Bolzenachse verschwenkbar ist.

Der technische Fortschritt liegt in der Lösung der Erfindungsaufgabe, das heißt, die Blätter werden bei einer Verstellung gleich belastet.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Längsschnitt einer Propellernabe mit drei Blättern bei einer ersten Ausführungsform der neuartigen Vorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 von Fig. I;

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 von Fig. 1;

Fig. 5 ein Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der neuartigen Vorrichtung mit einer steuerbaren Verstellpropellcrnabe mit vier Blättern;

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 von Fig. 5;

Fig. 7 eine Schnittansichi längs der Linie 7-7 von Fig. 5;
Fig. 8 eine schematische Schnittansicht, die die Druckflächen eines steuerbaren Verstellpropellers mit fünf Blättern darstellt;

Fig. 9 eine Schnittansicht einer selbstausrichtenden Verbindung bei der Vorrichtung nach Fig. I bis 4 oder Fig. 5 bis 7.

Eine Propellernabe K) ist an eine Welle 11 mit Kopfschrauben 12 angeschraubt. Die Propellernabe 10 ist mit Muffen 13 versehen, von denen jede einen Flansch 14 aufnimmt, der an einem Propellerblau 15 befestigt ist. Der Flansch 14 ist mit zwei Kurbelzapfen 16', 16" versehen.

Kreuzköpfe 17 und 18 sind gleitend auf der Innenfläche des Flansches 14 angebracht und weisen Schlitze 19 bzw. 20 auf. Ein Gleitblock 21 ist schwenkbar auf dem Kurbelzapfen 16 des Flansches 14 gelagert und ist gleitbar in dem Schlitz 19 des Kreuzkopfes 17. Ein Gleitblock 22 ist schwenkbar auf dem anderen Kurbelzapfen 16 des Flansches 14 gelagert und ist gleitend in dem Schlitz 20 des Kreuzkopfes 18 gehalten. Der Kreuzkopf 18 ist an einen Hydraulikzylinder 23 durch Kopfschrauben 24 angeschraubt. Ein Bolzen 26 Ist gleitbar in der Wand des Zylinders 23 angebracht und verbindet den Kreuzkopf 17 mit einem Kolben 25, mit einer Unterlagsscheibe 36 und einer Halteschraube 27. Der Bolzen 26 und die Unterlagsscheibe 36 sind mit Kugelflächen 28 bzw. 29 verse hen, welche mit Kugelflächen 30 und 31 des Kolbens 25 bzw. der Halteschraube 27 zusammenpassen und daran gleiten, um eine flexible, selbstausrichtende Verbindung zwischen dem Kolben 25 und dem Kreuzkopf 17 herzu-

stellen, wie in Fig. 9 dargestellt. Rohre 32 und 33 sind flexibel mit dem Kolben 25 verbunden und weisen Flüssigkeitsauslässe zu dem vorderen bzw. hinteren Teil des Zylinders 23 auf.

Ein Vorderteil 34 des Zylinders 23 ist mit Nuten 35 versehen, welche als Gleitführungen dienen und die seitliche Bewegung der Kreuzköpfe verhindern.

Fig. 1 bis 4 veranschaulicht einen -.euerbaren Verstellpropeller mit drei Blättern und drei Kreuzköpfen 17, von denen jeder mit flexiblen, selbstausrichtenden Verbindungen mit dem Kolben 25 verbunden ist. Es sind maximal drei Verbindungspunkie vorgesehen, die ein solches selbstausrichlendes Glied aufweisen kann und es ist eine gleiche Belastung aller Kurbelzapfen vorgesehen.

Fig. 5 bis 7 veranschaulicht eine andere Ausführungsform eines steuerbaren Verstellerpropellers mit vier Blättern. Der Kreuzkopf 18 ist mil einem Federkeil 37 mit dem Vorderteil 34 des Zylinders 23 verbunden. Der Bolzen 26 ist gleitend in der Wand des Zylinders 23 aufgenommen und verbindet zwei diametral gegenüberliegende Kreuzköpfe 17 mit dem Kolben 25, mit der Unterlagsscheibe 36 und der Halleschraube 27. Die Kugelflächen 28 und 29 des Bolzens 26 bzw. der Unierlagsscheibe passen mit den Kugelflächen 30 und 31 des Kolbens 25 bzw. der llalieschraube 27 zusammen und gleiten darauf, um eine flexible selbstausrichtende Verbindung zwischen dem Kolben 25 und dem Kreuzkopf 17 zu bilden. Bolzen 38 sind gleitend in der Wand des Zylinders 23 angebracht und erstrecken sich durch den Kolben 25, wobei sie die zwei übrigen Kreuzköpfe 17 mit einer Platte 39 verbinden. Die Platte 39 ist hinter und in abdichtender Berührung mit dem Kolben 25 angebracht. Die Verbindung /wischen dem Bolzen 38 und der Platte 39 ist ebenfalls selbstausrichtend, d. h. Kugelflächen 28 und 29 des Bolzens 38 und der Dnierlagsscheibe 36 passen mit den Flächen 30 und 31 des Kolbens 25 und der Halteschraube 27 zusammen und gleiten darauf.

Eine Dichtung 41 ist zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 angebracht und trennt eine Fläche A (vgl. Fig. 7) von dem Resl der Kolbenfläche. Eine zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 innerhalb der Dichtung 41 gebildete Flüssigkeilskammer umschließt die Bolzen 38 und steht durch ein Loch 42 in dem Kolben 25 mit dem vorderen Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Die Kolbenfläche außerhalb der Fläche A steht mit dem hinteren Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Bei einem steuerbaren Verstellpropeller mit vier Blättern sind beide Flächen A von gleicher Größe.

Der Vorderteil 34 des Zylinders 23 ist mit zwei Öffnungen versehen, wobei eine Öffnung mil jedem Ende des Zylinders 23 in Verbindung steht. Ein Servoventil 40 ist an dem Ende einer Steuerslange 43 angebracht, welche auch als Flüssigkeits-Speiseleilung dient, die Öl unter Druck veranlaßt, den Zylinder 23 und den Kolben 25 in entgegengesetzten Richtungen zu bewegen, um die Steigung des Propellers von einer Vorwärtsstellung in eine neutrale und Rückwärtsstellung bzw. umgekehrt zu steuern.

Fig. 8 veranschaulicht schematisch die Druckflächen einer steuerbaren Verstellpropelleranordnung mit fünf Blättern, bei welcher gleiche Belastung auf allen Kurbelzapfen erreicht ist. Der Bolzen 26 ist gleitend in der Wand des Zylinders 23 angebracht und verbindet drei Kreuzköpfe 17 zum Kolben 25 mit .selbstausrichtenden Verbindungen. Die Bolzen 38 sind gleitend in der Wand des Zylinders 23 angebracht, erstrecken sich durch den Kolben 25 und verbinden die übrigen zwei Kreuzköpfe 17 zur Platte 39 mit selbstausrichtender Verbindung. Die Platte 39 ist hinter und in abdichtender Berührung mit dem Kolben 25 angebracht. Eine Dichtung 44 ist zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 angebracht und trennt eine Fläche B von dem Rest der Kolbenfläche. Die zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 innerhalb der Dichtung 44 gebildete Flüssigkeliskammer umschließt die Bolzen 38 und steh; mit dem vorderen Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Die Kolbenfläche außerhalb der Fläche B steht mit dem hinteren Ende des Zylinders 23 in Verbindung. Bei einem steuerbarere Verstellpropeller mit fünf Blättern beträgt die Fläche B innerhalb der Dichtung 44 zwei Fünftel der gesamten Kolbenfläche, wobei die von dem auf diese Fläche wirkenden Druck herrührende Kraft auf die Platte 39 und die zwei Kurbelzapfen übertragen wird, mit welchen die Platte 39 verbunden ist. Die von dem auf die Fläche außerhalb der Dichtung 44 wirkenden Druck herrührende Kraft wird auf den Kolben 25 und die drei Kurbelzapfen übertragen, mit welchen der Kolben verbunden ist.

Im Betrieb wird, wie in Fig. 1 bis 4 zu ersehen. Flüssigkeit in den Leitungen 32 oder 33 auf eine Seite des Kolbens 25 gerichtet und veranlaf3i den Zylinder 23, sich in einer Richtung zu bewegen und den Kolben 25, sich in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen. Der ZyMnder 23 (der durch Kreuzköpfe 18 und Gleitblöcke 22 mit einem Satz von Kurbelzapfen 16' 16" verbunden ist) und der Kolben 25, der durch Kreuzköpfe 17 und Gleitblöcke 21 mit dem anderen Satz von Kurbelzapfen 16', 16" verbunden ist, arbeiten zusammen, um die Flansche 14 und die Propellerblätter 15 zu verdrehen und den Anstellwinkel der Blätter zu verstellen. Da die Kugelflächen 28 und 29 konzentrisch mit den Flächen 30 bzw. 31 sind, sind die an diesen Flächen gebildeten Verbindungen selbstausrichtend und erlauben dem Kolben 25, sich zu schwenken und sich selbst auszurichten, um mit gleicher Kraft auf den Bolzen 26 zu liegen und somit die Kurbelzapfen gleich stark zu belasten.

Im Betrieb der in Fig. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform richtet die axiale Bewegung der Sleuerstange 43 Flüssigkeit auf eine Seite des Zylinders 23 und veranlaßt den Kolben 25, sich in einer Richtung zu bewegen, und den Zylinder 23, sich in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen. Wenn beispielsweise Flüssigkeit in das vordere Ende des Zylinders 23 einströmt, und eine Kraft auf den Kolben 25, die Bolzen 26 und die verbundenen Kurbelzapfen ?6', 16" ausübt, tritt diese Flüssigkeit auch in den Raum zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 innerhalb der Dichtung 41 durch das Loch 42 in den Kolben 25 ein und übt eine Kraft auf die Platte 39, die BoI-zen 38 und die Kurbelzapfen 16 aus, mit welchen die Bolzen 38 verbunden sind. Da die effektiven Druckflächen des Kolbens 25 und der Platte 39 proportional der Anzahl der verbundenen Kurbelzapfen sind, und da alle Verbindungen selbstausrichtend sind, schwenken der Kolben und die Platte unabhängig und richtsn sich selbst aus, um alle Kurbelzapfen gleich stark zu belasten.

Im Betrieb eines steuerbaren Verstellpropellers mil fünf Blättern, wie in Fig. 8 dargestellt, wird, wenn Flüssigkeit auf eine Seite des Kolbens 25 gerichtet wird, um eine Kraft auf den Kolben und die drei verbundenen Kurbelzapfen auszuüben, diese Flüssigkeit auch in den Raum zwischen dem Kolben 25 und der Platte 39 innerhalb der Dichtung 44 eintreten, und eine Kraft auf die Platte 39. und die zwei damit verbundenen Kurbelzapfen ^h5 ausüben. Die auf den Kolben und die Platte wirkenden Krallt; sind proportional der Kolbenfläche außerhalb bzw. innerhalb der Dichtung 44, wie auch der Anzahl der damit verbundenen Kurbelzapfen, und werden deshalb

durch die flexiblen, selbstausrichlenden Verbindungen auf alle Kurbelzapfen gleich verieili.

In den in Fig. 5 bis 8 dargestellten Auslührungslormen sind der Kolben 25 und die Platte 39 hintereinander angebracht, um zwischen sich die Ringdichtung 41 aulzunehmen, und um die Abdichtung zwischen den /wei Druckflächen sicherzustellen, die noch ausreichend voneinander getrennt sind, um dem Kolben 25 und der Platte 39 zu erlauben, unabhängig voneinander /u schwenken, und sich selbst auszurichten, um auf ihren jeweiligen Kurbelzapfen einzuwirken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

I. Vorrichtung zum Verstellen der Blätter eines Verstellpropellers mit einer Propellerwelle und mehreren davon radial abgehenden Propellerblättern, wobei die Vorrichtung einen Flansch an jedem Propellerblatt und zwei Kurbelzapfen an jedem Flansch sowie eineii Antrieb mit einem axial beweglichen Hydraulikzylinder und einem axial beweglichen Kolben zur Verstellung des Anstellwinkels der Propellerblätter aufweist, wobei ferner zur Kurbelzapfenverschwenkung der erste Kurbelzapfen mit dem Hydraulikzylinder und der zweite Kurbelzapfen mit dem Kolben mechanisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kurbelzapfen (16') einzeln mit dem Kolben (25) durch einen die Wandung des Hydraulikzylinders (23) durchdringenden Bolzen (26) über eine selbstausrichtende Verbindung (27, 3u) derart gekoppelt ist, daß der Kolben gegenüber der Bolzenachse verschwenkbar ist.
2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbstausnchtende Verbindung (27, 36) einander entsprechende, ringförmige Kugelflächen (28, 30; 29, 31) am Bolzen (26) bzw. am Kolben (25) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylinder-Einheit (23, 25) doppeltwirkend ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (39) über eine Ringdichtung (41) an der Rückseite des Kolbens (25) anliegt, mit derein weiterer Bolzen (38) über eine selbstausrichtende Verbindung (27, 36) derart gekuppelt ist, daß die Platte (39) gegenüber der Bolzenachse verschwenkbar isi, wobei der Bolzen (38) durch eine Bohrung im Kolben (25) geführt ist und an einem zweiten Kurbelzapfen (16') eines anderen Blaus (15) angreift.