DE2718727A1 - Einrichtung zum verstellen der steigung von schiffsschrauben - Google Patents

Einrichtung zum verstellen der steigung von schiffsschrauben

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Description

Rcsc.S ".-/!'-.A1JiC. Ζ/ΙΙ
D-8000 München 2
Chuetsu Waukesha Kabushiki Kaisha Tokio, Japan
Einrichtung zum Verstellen der Steigung von Schiffsschrauben
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verstellen der Steigung einer Schiffsschraube.
Nach dem Stand der Technik ist ein Servomotor zum Verstellen der Steigung einer Schiffsschraube im allgemeinen in einer Nabe der Schiffsschraube oder in einer Welle angeordnet, wie dies in den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen gezeigt ist. Infolge der Anordnung eines Servomotors in der Schraubennabe oder in einer Welle war es erforderlich, ein das rotierende Bauteil umfassendes stationäres Bauteil zu
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verwenden, um dem Servomotor Drucköl zuzuführen, und außerdem waren die Ölbohrungen in der Nabe und in der Welle verhältnismäßig kompliziert. Bei diesen bekannten Einrichtungen kam es daher zu beträchtlichen Leckölverlusten, was häufig eine ungenaue Arbeitsweise verursachte. Diese Art von Einrichtungen hatte auch zahlreiche Teile, die in schlecht zugänglichen Hohlräumen angeordnet waren. Bei den Einrichtungen nach dem Stand der Technik war die Reparatur einzelner Teile ziemlich zeitraubend und kostspielig.
Bei den vorstehend beschriebenen bekannten Einrichtungen mußte darüberhinaus die Schraubenwelle zum Zuführen von Öl oder zur Aufnahme eines kraftübertragenden Bauteils mit einer langen Zentralbohrung und mit Zweigbohrungen versehen sein. Zur Ausführung dieser Bohrungen war es notwendig. Spezialwerkzeuge zu verwenden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Verstellen der Steigung einer Schiffsschraube zu schaffen t die nicht mit den vorstehend geschilderten Nachteilen behaftet ist, die eine einfache Konstruktion aufweist, leicht zu warten ist und genau arbeitet.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine Hülse vorgesehen, die eine Schraubenwelle umgibt und mit dieser rotiert, die am hinteren Ende in einer Nabe endet, in der die Schraubenblätter derart gelagert sind, daß sich ihre Steigung verändern läßt, indem eine Relativbewegung zwischen der Hülse und der Welle bewirkt wird. Zwei das vordere Ende der Hülse abstützende Drucklager sind ihrerseits in einem Gehäuse abgestützt, das zugleich als Kolben eines doppelt wirkenden Servomotors dient. Eine das Lagergehäuse aufnehmende Umhüllung ist im Rumpf des Schiffes angeordnet
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und dient gleichzeitig als Zylinder des Servomotors, und eine Veränderung der Steigung der Schraubenblätter wird bewirkt, indem Drucköl wahlweise dem einen oder dem anderen Ende des Zylinders zugeführt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert» Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte Verstelleinrichtung, bei der der Servomotor in der Schraubennabe angeordnet ist,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine bekannte Verstelleinrichtung, bei der der Servomotor in der Schraubenwelle angeordnet ist,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Einrichtung zum Verstellen der Steigung von Schiffsschrauben, und
Fig. 4 einen Querschnitt, der die Schraubennabe, die Schaftbereiche der Schraubenblätter und den Versteller der Einrichtung nach Fig. 3 zeigt.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen sind zwei AusfUhrungsbeispiele herkömmlicher Verstelleinrichtungen gezeigt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein Servomotor S in einer Nabe H der Schiffsschraube P angeordnet, und bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist ein Servomotor S als Teil der Schraubenwelle ausgebildet. Die in diesen Figuren gezeigten Konstruktionen sind allgemein bekannt, und sie sind mit den bereits erläuterten Mangeln behaftet.
In den Fig„ 3 und 4 ist eine erfindungsgemäße Einrich-709883/0650
tung zum Verstellen der Steigung von Schiffsschrauben gezeigt* Wie aus diesen Figuren hervorgeht, ist eine Schraubennabe aus vorderen und hinteren Bereichen 1, lf zusammengesetzt, die durch mehrere Gewindebolzen 9 miteinander verbunden sind. Jedes der Schraubenblätter 2 ist durch die Schraubennabe 1, 1* abgestützt und in seinem Schaftbereich mit einem Kurbelzapfen 3 zum Verstellen der Steigung versehen. Bin Versteller 5 ist an einer Schraubenwelle 8 befestigt. In dem Versteller 5 sind Aussparungen zur Aufnahme von Lagerbuchsen 4 mit quadratischem Querschnitt ausgebildet, und jede dieser Lagerbuchsen 4 steht mit dem am Schaftbereich des Schraubenblattes 2 angeordneten Kurbelzapfen 3 in Eingriff.
Die Schraubenwelle 8 ist massiv, und sie ist von einer Hülse 7 umgeben. Der vordere Bereich der Hülse 7 ist durch zwei Kegelrollenlager 12, 13 abgestützt, und das hintere Ende der Hülse 7 ist an dem vorderen Bereich 1 der Schraubennabe befestigt. Die Schraubenwelle 8 rotiert daher zusammen mit der Hülse 7. Bei den Kegelrollenlagern 12, 13 handelt es sich um Bauteile, die in einer Ummantelung angeordnet sind. Die Schraubenwelle 8 wird durch ein Heckrohr 10 abgestützt« das mit einem Heckrohrlager 11 versehen ist. Die auf die Schraubenblätter einwirkenden Schubkräfte werden über die Hülse 7 auf die Kegelrollenlager 12, 13 übertragen. Da das Drehmoment zum Antreiben der Schraube im wesentlichen nicht auf die Hülse 7 übertragen wird, kann die Hülse 7 mit einer Dicke auegeführt werden, die lediglich einige Prozent des Durchmessers der Schraubenwelle 8 beträgt.
Die Kegelrollenlager 12, 13 werden durch ein Gehäuse 14 abgestützt, das als Kolben in einem Zylinderbereich einer Ummantelung 15 wirkt. Der Zylinderbereich der Ummantelung 15 und das Gehäuse 14 bilden einen Servomotor mit Druckkammern 16, 17, in die Drucköl über eine (nicht gezeigte) Regulier-
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vorrichtung eingespeist wird. Bei der Ummantelung 15 handelt es sich um ein Bauteil, das an einem Schiffsrumpf befestigt ist, und dieses Bauteil dient außerdem als Ölvorratsbehälter.
Die Zuführung von Öl zu dem Heckrohrlager 11 und zu demjenigen der Schraubennabe 1, 1' kann durch ein gemeinsames System bewirkt werden« indem das vordere Ende des Heckrohres 10 mit dem hinteren Ende der Ummantelung 15 mit Hilfe einer öldichten flexiblen Manschette 18 verbunden wird. Das vorstehend genannte gemeinsame System kann auch dadurch erhalten werden, indem die Ummantelung 15 innerhalb des Heckrohres 10 vorgesehen wird.
Das Lagergehäuse 14 wird axial verschoben, um eine gewünschte Stellung einzunehmen, indem Öl in eine der Druckkammern 16, 17 eingespeist wird, was über ein Pilotventil geschieht, das durch ein Signal zur Steuerung der Schraubensteigung betätigt wird.
Anstelle der Kegelrollenlager 12, 13 können auch Axialdrucklager verwendet werden. Die Verwendung von Kegelrollenlagern, insbesondere die Verwendung von Axial-Pendelrollenlagern ist jedoch vorzuziehen, weil sie eine extrem lange Lebensdauer haben. Da die Axial-Pendelrollenlager radiale Belastungen aufnehmen und da sie sich außerdem selbst ausrichten, wird das Ausrichten der Wellen beim Einbau im Vergleich mit dem Stand der Technik sehr einfach.
Die Verstellung der Schraubensteigung von Rückwärtsfahrt auf Vorwärtsfahrt wird durch Betätigung eines Handgriffs bewirkt, so daß Öl in die Druckkammer 17 eingespeist wird. Der Kolben des Servomotors, d.h. das Gehäuse 14 der Kegelrollenlager 12, 13 bewegt sich in eine bestimmte Stellung nach hinten, wobei sie die Hülse 7 und die an der HUl-
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se 7 befestigte Schraubennabe 1, I1 mitnimmt. Da sich die Schraubenwelle 8 axial nicht bewegen kann, findet zwischen der Schraubenwelle 8 und der Schraubennabe 1, 1* eine Relativbewegung statt, die die Schraubenblätter 2 verdreht, so daß sich deren Steigung von Rückwärtsfahrt auf Vorwärtsfahrt verändert. In ähnlicher Weise wird eine Veränderung von Vorwärtsfahrt auf Rückwärtsfahrt durch eine derartige Betätigung des Handgriffs bewirkt, daß Öl in die Druckkammer 16 eingespeist wird.
Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird ein großer Teil der auf die Schraubenblätter ausgeübten Schubkräfte im Bereich der Kegelrollenlager 12« 13 abgefangen, wodurch das Untersetzungsgetriebe und andere Bauelemente von starken Belastungen entlastet werden. Da die Ummantelung 15 zugleich als Ölvorratsbehälter ausgebildet ist, können Dichtungen einfach angepaßt werden.
Zusammenfassung
Eine Relativbewegung zwischen einer massiven Schraubenwelle und einer die Schraubenwelle umgebenden Hülse wird benutzt, um die Steigung einer Schiffsschraube zu steuern. Das vordere Ende der Hülse ist dabei durch zwei Kegelrollenlager abgestützt, und das hintere Ende der Hülse ist mit der Nabe der Schiffsschraube verbunden. Ein die Kegelrollenlager abstützendes Lagergehäuse ist als Kolben eines Servomotors ausgebildet, und eine das Lagergehäuse aufnehmende Ummantelung ist als Zylinder des Servomotors ausgebildet. Die Ummantelung bildet einen gemeinsamen Ölvorratsbehälter für die Zuführung von Schmieröl zu einem Heckrohrlager und zu Lagern in der Schraubennabe.
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Claims (4)

  1. Patentansprüche
    Einrichtung zum Verstellen der Steigung einer Schiffsschraube, gekennzeichnet durch eine massive Schraubenwelle (8), eine die massive Schraubenwelle umgebende Hülse (7), zwei das vordere Ende der Hülse abstützende Drucklager (12, 13), ein die beiden Drucklager aufnehmendes und abstützendes Gehäuse (14), wobei das Gehäuse als Kolben eines Servomotors ausgebildet ist, eine das Lagergehäuse (14) aufnehmende Ummantelung (15), wobei die Ummantelung in einem Schiffsrumpf angeordnet und als Zylinder des Servomotors aus gebildet ist, und einen Kurbelmechanismus (3) zum Verdrehen mehrerer Blätter (2) der Schiffsschraube, indem zwischen der massiven Schraubenwelle (8) und der Hülse (7) eine Relativbewegung bewirkt wird, wobei die Relativbewegung durch Zuführen von Öl in eine der beiden Druckkammern (16, 17) des Servomotors bewirkt wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das den Kolben des Servomotors bildende Lagergehäuse (14) zwei Axial-Pendelrollenlager (12, 13) eingesetzt sind.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (15) des Lagergehäuses (14) als Ölvorratsbehälter ausgebildet ist und mittels eines öldichten flexiblen Bauteils (18) mit einem vorderen Ende eines Heckrohres (10) verbunden ist, wobei der ölvorratsbehälter mit Öl gefüllt ist, das zu einem Heckrohrlager (11) oder zu Lagern in der
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    ORIGINAL INSPECTED
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    Schraubennabe (1, 1') gelangt.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (15) des Lagergehäuses (14) als Ölvorratsbehälter ausgebildet und in einem Heckrohr (10) angeordnet ist, wobei der Ölvorratsbehälter mit Öl gefüllt ist, das zu einem Heckrohrlager (11) oder zu Lagern in der Schraubenna be (1, 1') gelangt.
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