DE2144889A1

DE2144889A1 - FIN PROPELLERS

Info

Publication number: DE2144889A1
Application number: DE19712144889
Authority: DE
Inventors: Heinrich Prof Hertel; Rolf Dipl Ing Moeller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-09-08
Filing date: 1971-09-08
Publication date: 1973-03-29
Also published as: DE2144889B2; JPS4836888A

Description

FLOSSENPROPELLER Die Erfindung bezieht sich auf z.B. aus der deutschen Patentschrift 153 810 zum Antrieb von Schiffen bekannte Flossenpropeller, welche aus einem, um eine feststehende Achse hin- und herbewegten Schwingarm und einer an dessen schwingendem Ende drehbar gelagerten Flosse bestehen, deren Arbeitein-bzw. Arbeitsanstellwinkel gegenüber dem Schwingarm durch Anschlagstücke am Schwingarm begrenzt sind. FIN PROPELLER The invention relates to e.g. from the German Patent specification 153 810 for propulsion of ships known fin propellers, which from a swing arm reciprocating about a fixed axis and one exist at the swinging end rotatably mounted fin, whose work or. Working angle of incidence in relation to the swing arm by means of stop pieces on the swing arm are limited.

Diese Flossenpropeller haben noch Nachteile, z.B. den, daß die Fahrtrichtung das Schiffes nicht umkehrbar ist, oder daß der Schwingarm- bzw. Flossenausschlag nicht den Betriebsbedingungen und Betriebserfordernissen des Schiffsbetriebs angepaßt werden kann, was zu Schwierigkeiten beim Anfahren, Bremsen und Manövrieren führen kann, ganz abgesehen davon, daß der Wirkungsgrad des Flossenpropellers wegen des schwachen Flüssigkeitsschubs gering ist.These fin propellers still have disadvantages, e.g. that the direction of travel the ship is not reversible, or that the swing arm or fin deflection not adapted to the operating conditions and requirements of ship operations causing difficulties in starting, braking and maneuvering can, quite apart from the fact that the efficiency of the fin propeller because of the weak liquid surge is small.

Diese Nachteile sind erfindungsemäß dadurch vermieden, daß im Umkehrbereich des Schwingarms verstellbare Anseh löge ortsfest angeordnet'si nd, welche den Anstellwinkel der Flosse beim Umkehren des Schwingarms von Hin- auf Rückschlag und umgekehrt und gegebenenfalls die Flossenstellung vom Vorwurts- auf den Rückwärtsben@rieb und umgekehrt umstellen. Zu diesem Zweck kann mit der Flossenachse ein Steuerorgan, z.B. ein Steuerhebel fest verbunden sein, welcher mit don Aschlagstücken zusammenarbeitet.These disadvantages are avoided according to the invention in that in the reversal area The swing arm's adjustable viewer is arranged in a stationary manner, which adjusts the angle of attack the fin when reversing the swing arm from back to back and vice versa and if necessary, the fin position from the foreword to the backward rubbing and vice versa rearrange. For this purpose, a control element, e.g. a control lever, can be used with the fin axis be firmly connected, which works together with the Aschlagstück.

Gemäß der weiteren Erfindung sind die Anschlagstücke am Schwingarm verstellbar. Dadurch wird eine Anpassung des Ein- bzw. Anstellwinkels an die jeweiligen Betricebserferdernisse erreicht. Diese Anschlagstücke können auch während des Betriebs kontinuierlich verstellt werden, was beim Manövrieren vortilhaft sain kann.According to the further invention, the stop pieces are on the swing arm adjustable. This enables the angle of incidence or angle of attack to be adapted to the respective Operational earthquakes reached. These stop pieces can also be used during operation can be continuously adjusted, which can be advantageous when maneuvering.

Darüberhinaus kann mit einer Ein- bzw. Ans, llwitlkelverstelleinrichtung die Flosse in Abhangigkeit vorn Schwingarmwinkel insbesondere bei schneller Fahrt mit ihrem Anstallwinkel dam effektiven Anströmwinkel angepaßt werden, welcher sich aus der Überlagerung der Rotationsbewegung des Schwingarms und der Translationsbewegung in Fahrtrichtung ergibt. Zu diesem Zweck kann durch den Schwingarm ein verstellbares, parallelogrammartiges oder dreieckiges Gestänge in der Schwingebene mitbewegt werden.In addition, it can be equipped with an input or adjustment device the fin depends on the front swing arm angle, especially when driving fast be adapted with their angle of attack dam effective angle of attack, which from the superposition of the rotational movement of the swing arm and the translational movement in the direction of travel. For this purpose, an adjustable, adjustable parallelogram-like or triangular linkage are moved along in the oscillation plane.

Um einen ruhigen Gang bei einem möglichst stoßfreien Arbeiten des Flossenpropellers zu erreichen, können Mittel, z.B. federn zur Dämpfung der hin- und hergehenden Massen des Schwingarms angeordnet werden.In order to have a smooth gait while working the To achieve fin propellers, means, e.g. springs to dampen the back and moving masses of the swing arm are arranged.

Der Schwingarm kann zwischen Federn derart angeordnet und mit diesen verbunden sein, daß diese das Verzögern bzw. Beschleunigen der hin-und herbewegten Massen untcrstützen, indem die beim Verzögern in die Federngelangte Energie den anschließenden Beschleunigungsvorgang unterstützt. Dabei sind die Federkräfte in der Schwingarmmittel lage gleich Null. Günstig ist der Pvesonanzfall zwischen der Antriebsfrequenz und dem Feder-Massen-System.The swing arm can be arranged between springs and with these be connected that this decelerating or accelerating the reciprocating Support masses by releasing the energy that entered the springs during deceleration subsequent acceleration process is supported. The spring forces are in the swing arm mean was zero. Favorable is the case of resonance between the Drive frequency and the spring-mass system.

Auch die im Umkehrbereich des Schwingarms ortsfest angeordneten, verstellbaren Anschlagstücke zur Änderung des Flossenanstellwinkels im Umkehr-sowie Vorwörts- und Rückwärtsbetrieb sind gemäß der weiteren Erfindung federnd ausgebildet. Auch diese Maßnahme trägt ebenso wie die oben beschriebene Federancrdnung am Scilwingart um ruhigen Lauf des Flossenpropellers und durch dcn Energieaustausch zur Veibesserung des Wirkungsgrades bei, der aber im we@entlichen durch die triebsmößige Steuerung, d.h. Anpassung des Ein- bzw. Anstellwinkels an die Betriebserfordernisse einen hohen Wert erreicht.Also the adjustable ones, which are fixedly arranged in the reversing area of the swing arm Stop pieces for changing the fin angle of attack in reverse and forward and reverse operation are designed to be resilient according to the further invention. Even this measure contributes as well as the above-described spring arrangement on the Scilwingart around the smooth running of the fin propeller and through the exchange of energy for improvement the degree of efficiency, but this is mainly due to the drive-like control, i.e. adaptation of the angle of attack or the angle of attack to the operating requirements a high value reached.

Einige Ausführungsbeispiele von Flossenprcpellern gemäß der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 8 schematisch d@rgestellt. Diesen Darstellungen und deren Beschreibungen können weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung entnommen werden.Some embodiments of fin predicators according to the invention are shown schematically in FIGS. 1 to 8. These representations and their Descriptions can provide further details, features, and advantages of the invention can be removed.

Die Figur 1 zeigt ein Schema eines arbeitenden Flossenpropellers, die Figur 2 einen Schnilt "A-A" gemäß der Figur 1, die Figur 3 einen Schnitt "ß-B" gemäß der Figur 1, die Figur 4 einen Schnitt "C-C" gemäß der Figur 1, die Figur 5 einen Schnitt "D-D" gemüß der Figur 1, die Figur 6 einen Schnitt "E-E" gemäß der Figur 1, die Figur 7 ein Schema einer mit dem Schwingarm gekoppelten Anstellwinkelverstelleinrichtung in Parallelogrammausführung und die Figur 8 einen Schnitt "F-F" gemöß der Figur 7.Figure 1 shows a scheme of a working fin propeller, FIG. 2 shows a section "A-A" according to FIG. 1, FIG. 3 shows a section "β-B" according to FIG. 1, FIG. 4 a section "C-C" according to FIG. 1, FIG 5 shows a section "D-D" according to FIG. 1, FIG. 6 shows a section "E-E" according to FIG FIG. 1 and FIG. 7 a diagram of a setting angle adjustment device coupled to the swing arm in parallelogram design and FIG. 8 shows a section "F-F" according to the figure 7th

Gemäß dan Figuren 1 bis 6 besteht der Flossenpropeller aus einem Schwingarm 1, einer Flosse 2 mit einer Flossenachse 7, einem Kurbeltrieb 3, einem, einen einstellbaren Winkel 1 1, 14', der Flesse 2 gegenüber dem Schwingarm 1 begrenzenden Anschlag, :L 5', einem cm Schwingarm 1 in Richtung 1' verstellbaren, das Anschle@p@ar 5' fragenden Verschiebestück 5 und aus Anschlagstücken 8 und 8', wolche von verstellbaren Wippen 8c und 8d getragen werden, die mit Hilfe voii Sockeln 9 und 9' z.B. am Schiffsboden 11 befestigt sind. Nüt der Flossenachse 7 ist ein Steuerkreuz festverbunden, welches aus Anschlagstäben 4 und é besicht, von denen der Anschlagstab 4 mit dem Anschl@gpaar 5' und der Anschlagsiab 6 mit den Anschlagstücken 8 und 8' zusammen@beitet. Mit 10 sind am Schwingarm 1 angreif@nde @edern beziffert, welche mit ihren @nderen Enden an Widerl@gern 10' befestigt sind.According to FIGS. 1 to 6, the fin propeller consists of a swing arm 1, a fin 2 with a fin axis 7, a crank drive 3, one, an adjustable Angle 1 1, 14 ', the seam 2 opposite the swing arm 1 limiting stop, : L 5 ', a cm swing arm 1 adjustable in direction 1', the Anschle @ p @ ar 5 'asking Sliding piece 5 and stop pieces 8 and 8 ', maybe of adjustable rockers 8c and 8d, which can be carried with the help of sockets 9 and 9 ', e.g. on the ship's floor 11 are attached. A control cross is firmly connected to the fin axis 7, which of stop rods 4 and é, of which the stop rod 4 with the pair of stops 5 'and the stop 6 with the stop pieces 8 and 8' together @ worked. With 10 are numbered on the swing arm 1 attacking springs, which are numbered with their other ends are attached to Widerl @ like 10 '.

Der Kurbeltrieb 3 erzeugt eine Hin- und Herbewegung 12 bzw. 13 des Schwingarms 1 um seine Achse 28. Am freien Ende des Schwingarms 1 ist die Flosse 2 im Lager la drehbar gelagert. Für eine Schiffsbewegung in Richtung 30 ist die Flosse mit gestrichelten Linien gezeichnet. Der Anstellwinkel 14, 14' der Flosse 2 gegenüber dem Schwingarm 1 wird Uber das auf dem Schwingarm 1 verstellbar angebrachte Verschiebestück 5 und den mit der Flosse 2 starr verbundenen Anschlagstab 4 begrenzt.The crank mechanism 3 generates a reciprocating movement 12 or 13 of the Swing arm 1 about its axis 28. At the free end of swing arm 1 is the fin 2 rotatably mounted in the camp la. For a ship movement in the direction of 30 is the Fin drawn with dashed lines. The angle of attack 14, 14 'of the fin 2 opposite the swing arm 1 is mounted on the swing arm 1 adjustably Sliding piece 5 and the stop rod 4 rigidly connected to the fin 2 is limited.

Die Anschläge 8 und 8' sind an den Umkehrpunkten 15 und 16 des hin-und herbewegten Schwingarms 1 angeordnet. Sie dienen zur Umsteuerung der Flossenstellungen vom Hin- und Rückschlag und umgekehrt. Dabei stößt der starr mit der Flossenachse 7 verbundene Anschlagstab 6 im Umkehrbereich des Schwingarms 1 mit seinem Zapfen a auf den Anschlag 8 und dreht die Flosse 2 in die neue Schlagstellung, die sie wöhrend des eigentlichen Schlages durch die hydraulischen Kräfte automatisch beibehält. In Stellung 8a bzw. 8a' der Anschläge 8 bzw. 8' stößt das Ende mit dem Zapfen a des Anschlagstabes 6 auf die Anschläge 8 bzw.The stops 8 and 8 'are at the reversal points 15 and 16 of the back and forth moved swing arm 1 arranged. They serve to reverse the fin positions from back and forth and vice versa. In doing so, it hits rigidly with the axis of the fin 7 connected stop rod 6 in the reversal area of the swing arm 1 with its pin a on the stop 8 and turns the fin 2 into the new flapping position that it automatically maintained during the actual impact by the hydraulic forces. In position 8a or 8a 'of the stops 8 or 8', the end abuts with the pin a of the stop rod 6 on the stops 8 or

8'. Dadurch ist die Flosseneinstellung für die Schiffsbewegung in Richtung 30 gegeben.8th'. This means that the fin setting for the ship's movement is in Direction 30 given.

Soll das Schiff in entgegengesetzter, also in Richtung 31 fahren, so werden die federnden Anschlagstücke 8 und 8' durch Drehen der Wippen 8c und 8d (s. die Pfeile 17) in die gestrichelt gezeichneten Stellungen 8b und 8b' gebracht. In diesen Stellungen trifft bei der Hin- und Herbewegung des Schwingarms 1 das andere Ende des Anschlagstabes 6 mit seinem Zapfen b auf die Anschlagstücke 8 bzw. 8' . Soll das Schiff wieder in Richtung 30 fahren, so werden die Wippen in die anderen Stellungen zurückgestellt. Es ist also durch einfaches Umstellen der Wippen 8c bzw. 8d (Pfeile 17) möglich, von der Vorwärtsfahrt auf die Rückwärtsfahrt schlagartig umzuschalten.Should the ship go in the opposite direction, i.e. in direction 31, so the resilient stop pieces 8 and 8 'by turning the rockers 8c and 8d (see arrows 17) brought into the positions 8b and 8b 'shown in dashed lines. In these positions, when the swing arm 1 moves back and forth, the other meets End of the stop rod 6 with its pin b on the stop pieces 8 and 8 '. If the ship is to go in direction 30 again, the seesaws will switch to the others Positions reset. It is therefore possible to simply move the rockers 8c or 8d (arrows 17) possible, from forward travel to reverse travel suddenly to switch.

Die Federn 10 nehmen die Bewegungsenergie der hin- und herbewegten Massen wechselseitig auf und geben sie wieder ab, so daß bei gut angepaßtem Feder-Masse-SyJtem (abgesehen vom Anfahrvorgang) nur noch die Widerstandskräfte der Flosse und die Reibungskräfte der übrigen Mechanik vom Antriebsmotor aufgebracht werden müssen.The springs 10 take the kinetic energy of the reciprocating Masses reciprocally and give them up again, so that with a well-matched spring-mass system (apart from the start-up process) only the drag forces of the fin and the Frictional forces of the rest of the mechanics have to be applied by the drive motor.

Die in den Figuren 7 und 8 schematisch dargestellte, mit einem Schwingarm 1 gekoppelte Anstellwinkelverstelleinrichtung in Parallelogrammausführung, besteht aus einer Leitstange 18, einem Leitwinkel 19, einem Lagerbock 20 und einer Führungsstange 21, welche senkrecht zur Mittelstellung 22 des Schwingarms 1 bzw. parallel zur Basislinie 23 des Schwingarmsystems angeordnet ist. Der Leitwinkel 19 ist auf der Flossenachse 7 drehbar gelagert und mit einem Bolzen 24 mit der Leitstange 18 drehbar verbunden. Die Leitstange 18 ist mit ihrem anderen Ende durch einen Bolzen 25 mit dem Lagerbock 20 drehbar gekoppelt, weicher auf der Fuhrungsstange 21 in Richtung 26 verstellbar ist. Das Verschiebestück 5 mit dem Anschlagpaar 5' ist am Leitwinkel 19 in Richtung 27 verstellbar angeordnet.The one shown schematically in Figures 7 and 8, with a swing arm 1 coupled setting angle adjustment device in parallelogram design from a guide rod 18, a guide bracket 19, a bearing block 20 and a guide rod 21, which is perpendicular to the central position 22 of the swing arm 1 or parallel to the base line 23 of the swing arm system is arranged. The guide bracket 19 is on the fin axis 7 rotatably mounted and rotatably connected to the guide rod 18 with a bolt 24. The other end of the guide rod 18 is connected to the bearing block by a bolt 25 20 rotatably coupled, more easily adjustable on the guide rod 21 in the direction 26 is. The sliding piece 5 with the pair of stops 5 'is on the guide bracket 19 in the direction 27 adjustable.

Zur Verstellung des Anstellwinkels können an sich bekannte Mittel,wie z.B. Bowdenzüge oder biegsame Wellen verwendet werden, welche nicht dargestellt sind und an dem beweglichen Lagerbock 20 angelenkt sind bzw. angreifen. Durch Verschieben des Lagerbocks 20 auf der Führungsstange 21 in Richtung 26 kann der Anstellwinkel während des Stillstands und auch während des Betriebs geregelt werden.To adjust the angle of attack, means known per se, such as E.g. Bowden cables or flexible shafts are used, which are not shown are and are hinged to the movable bearing block 20 or attack. By moving of the bearing block 20 on the guide rod 21 in the direction 26, the angle of attack can be regulated during standstill and also during operation.

Mit dieser Anste 1 lwi nke Iverste 1 leinri chtung kann wie folgt gearbeitet werden Je nach Wahl der Exzentrizität e (Stellung des Lagerbocks 20 auf der Führungsstange 21 bezogen auf den Schwingarmdrehpunkt 28) wird mit Hilfe der Leitstange 18 der Leitwinkel 19, der das Verschiebestück 5 mit dem Anschlagpaar 5' tragt, um die Flossenachse 7 in Abhängigkeit vom Schwingormwinkel ßverdreht. Durch die Wahl der Exzentrizität e kann damit dem durch das Anschla3paar 5' gegenüber dem Schwingarm eingestellten Winkel 14 ein vom Schwingarmwinkel abhängiger Einstellwinkel überlagert werden.With this approach 1 lwi nke Iverste 1 direction can be as follows Depending on the choice of eccentricity e (position of the bearing block 20 on the guide rod 21 based on the swing arm pivot point 28) is with the help of the Guide rod 18 of the guide bracket 19, which the sliding piece 5 with the stop pair 5 'carries around the fin axis 7 in dependence on the Schwingormwinkel ß twisted. By choosing the eccentricity e can do this through the pair of attachments 5 'with respect to the swing arm set angle 14 is dependent on the swing arm angle Setting angles are superimposed.

Diese Verstelleinrichtung ermöglicht ein optimales Anpassen des Flosseneinstellwinkels an die jeweiligen Betriebsbedingungen.This adjustment device enables the fin adjustment angle to be optimally adjusted to the respective operating conditions.

Für den Standschub wird e = 0 gewühlt. Mit zunehmender Vorwärtsfahrt (Rückwärtsfahrt) wird e zu größeren Werten verstellt.For the static thrust, e = 0 is chosen. With increasing forward travel (Backward travel) e is adjusted to larger values.

Der Schwingwinkel des Schwingarms 1 kann durch Verändern der Kurbelarmlänge 32 reguliert werden.The swing angle of the swing arm 1 can be adjusted by changing the crank arm length 32 can be regulated.

Der Flossenpropeller gemäß der Erfindung ist nicht nur zum Antrieb von Schiffen, sondern auch fUr Pumpen zur Förderung von Flüssigkeiten verwendbar.The fin propeller according to the invention is not just for propulsion by ships, but also for pumps for conveying liquids.

Claims

1. Fin propeller, vzelcllcr from one, around a fixed axis reciprocating swing arm and one rotatably mounted at its swinging end There is a fin whose angle of attack against the swing arm is provided by stop pieces are limited on the swing arm, characterized in that in the reversal area of the swing arm (1) adjustable stop pieces (8,8 ') are fixedly arranged, with which the Working angle of the fin (2) when reversing the swing arm (1) from the back to the other Setback and vice versa and given if the fin position from forward to Reverse operation can be set.

2. Fin propeller according to claim 1, characterized in that that a control member (Ansclllagstube 4,6) is firmly connected to the fin axis (7) is, which cooperates with the stop pieces (8,8 ').

3. Fin propeller according to claim 1, characterized in that that the stop pieces (5 ') e.g. with the help of a sliding piece (5) on the swing arm (1) are arranged to be adjustable.

4. Fin propeller according to claim 1, characterized in that that means (springs 10) for damping the reciprocating masses of the swing arm (1) are arranged.

5. Fin propeller according to claim 1, characterized in that it is gel-marked, that the stop pieces (8, 8 ') are resilient.

6. Fin propeller according to claim 1, characterized gekennzeichnot, that a device for adjusting the angle of incidence or angle of attack of the fin (2) is arranged as a function of the swing arm angle (see Figure 7,8).

L e r s e i t e