DE2744913A1 - Pitch control for ducted marine screw - has closed hydraulic circuit and pump to adjust blades whose tips run in guides in duct - Google Patents

Pitch control for ducted marine screw - has closed hydraulic circuit and pump to adjust blades whose tips run in guides in duct

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Abstract

The ducted marine screw has its blade tips mounted in runners (30) in the duct and is driven by the tips. The blades are mounted on swivel supports and are set by a hydraulic pitch control incorporating an electric pump (13) and servo motor (14) in a closed circuit loop with a reservoir (19) in the duct (19). The hydraulic connections are simplified and the system requires only electric connections for the pitch control.

Description

Hydraulische Steuervorrichtung Hydraulic control device

für Verstellpropeller Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuervorrichtung zur Flügelverstellung eines Schraubenflügelpropellers mit düsenförmigem Außenmantel, insbesondere für elektrisch angetriebene Schiffsschrauben, wobei die einzelnen Schraubenflügel an ihrer Flügel spitze durch einen Zapfen über einen Läufer im Bußenmantel gelagert sind und die Nabe des Propellers über eine Welle durch ortsfeste Raltearme geführt ist. for controllable pitch propellers The invention relates to a hydraulic Control device for adjusting the blades of a screw propeller with nozzle-shaped Outer jacket, in particular for electrically driven propellers, the individual screw wings at their wing tip through a pin over a runner are stored in the pen jacket and the hub of the propeller via a shaft through stationary Raltearme is led.

Propelleranordnungen dieser Art sind als elektrisch angetriebene Schiffsschrauben gemäß der DT-PS 688 114 bekannt.Propeller assemblies of this type are used as electrically driven propellers according to DT-PS 688 114 known.

Diese als Kort-Düsen bezeichneten Antriebe sind derart ausgebildet, daß ein Rotor, der die einzelnen Flügel mit ihren Außenenden miteinander verbindet, und der Stator in einer nach strömungstechnischen Grundsätzen auagebildeten Düse untergebracht ist. Hierbei wird der'Propeller über eine Welle getragen und über Armkreuze gehalten.These drives, known as Kort nozzles, are designed in such a way that that a rotor, which connects the individual wings with their outer ends, and the stator in a nozzle designed according to fluidic principles is housed. Here, the propeller is carried over and over a shaft Crossed crosses held.

Weiterhin ist es gemäß der D-PS 814 713 bekannt, einen Verstellpropeller vorzusehen, dessen Flügel durch Je einen, zur Verstellachse der Flügel zentrischen Zapfen im lußenmantel zu lagern.Furthermore, it is known according to D-PS 814 713, a controllable pitch propeller to provide, the wing by one each, centric to the adjustment axis of the wing To store cones in the lußen mantle.

Neben diesen elektrisch angetriebenen Schlrsuchrauben sind auch Anordnungea mit uechanischeu Antrieb bekannt.In addition to these electrically driven locking screws, there are also arrangements a known with mechanical drive.

Bei diesen Anordnungen besteht das Problem, daß die bekannten hydraulischen Steuervorriohtungen sehr aufwendig sind, da sie einen Antriebsmotor und eine Pumpe erforderlich machen, die aus Platzgründen außerhalb des eigentlichen Antriebs angeordnet werden müssen. Dadurch werden auch die Steuerleitungen relativ lang und es treten entsprechend hohe Strömungsverluste auf. Es muß auch berücksichtigt werden, daß bei derartigen Steuervorrichtungen der Oeltank mit einem zusätzlichen Ölkühlersystem gekoppelt werden muß, um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten.In these arrangements there is the problem that the known hydraulic Control devices are very expensive because they have a drive motor and a pump make necessary, which are arranged outside the actual drive for reasons of space Need to become. As a result, the control lines are also relatively long and kick correspondingly high flow losses. It must also be taken into account that in such control devices the oil tank with an additional oil cooler system must be coupled to ensure proper operation.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten hydraulischen Anordnungen zur Flügelverstellrnig eines Propellers Z'1 verbesern und eine kompakte Steuervorrichtung mit geringem Aufwand zu schaffen, die zusammen mit dem eigentlichen Antrieb eine Baueinheit bildet und einen guten hydraulischen Wirkungsgrad gewährleistet.The object of the invention is the known hydraulic arrangements to improve the wing adjustment of a Z'1 propeller and a compact control device to create with little effort, which together with the actual drive a Forms unit and ensures good hydraulic efficiency.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Pumpe, Steuerzylinder, Steuerleitungen mit Tank und Steuerventil im Antriebsaggregat integriert sind und die Propellerwelle mit der Antriebswelle der Pumpe verbunden ist, und in der Propellerwelle eine mit dem Steuersylinder verbundene Stellstange für die Flügelverstellung angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the Pump, control cylinder, control lines with tank and control valve in the drive unit are integrated and the propeller shaft is connected to the drive shaft of the pump is, and in the propeller shaft an adjusting rod connected to the control cylinder is arranged for the wing adjustment.

Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Steuervorrichtung bestebt darin, daß ein zusätzliches Antriebsaggregat.The advantage of this control device according to the invention is that that an additional drive unit.

für die Pumpe eingespart werden kann und Leitungen zur Steuerölzuflhrung wesentlich kürzer als bei bekannten Verstellpropelleranlagen sind, eo daß die auftretenden Strömungsverluste innerhalb der Rohrleitungen gering sind. Durch diese Ausbildung der Verstellvorrichtung besteht auch die Möglichkeit, eine Verdrehung oder ein Verschwenken des gesamten Antriebsaggregates besser vornehmen zu können.can be saved for the pump and lines for the control oil supply are much shorter than with known controllable pitch propeller systems, eo that the occurring Flow losses within the pipelines are low. Through this training the adjustment device also has the option of rotating or pivoting of the entire drive unit to be able to make better.

Eine einfache Steuervorrichtung wird erfindungsgemäß dadurch gebildet, daß Pumpe und Steuerzylinder axial zur Propellerwelle angeordnet sind.According to the invention, a simple control device is formed by that the pump and control cylinder are arranged axially to the propeller shaft.

Um eine kompakte Anordnung zu schaffen, ist weiterhin vorgesehen, daß die Pumpe und der Steuerzylinder auf einer Seite des Propeller angeordnet sind.In order to create a compact arrangement, it is also provided that the pump and the control cylinder are arranged on one side of the propeller.

Zur ortsfesten Anordnung des Steuerzylinders ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Stellstange mit dem Steuerkolben des Steuerzylindere zur Verstellung durch einen Kolbenlaufring verbunden ist.The stationary arrangement of the control cylinder is in development the invention provides that the control rod with the control piston of the control cylinder is connected for adjustment by a piston ring.

Weiterhin wird zur Vermeidung von Kantenpressungen vorgeschlagen, daß die Laufflächen von Steuerkolben und Kolbenlaufring jeweils halbkreisförig ineinandergreifen.Furthermore, it is proposed to avoid edge pressure, that the running surfaces of the control piston and piston raceway each interlock in a semicircular manner.

Zur Einsparung eines gesonderten Kühlsystems ist vorgesehen, daß der Tank durch einen Teil des düsenförmigen AuBenmantels gebildet ist. Hierdurch ist es möglich, die Kühlung des Öles im Tank durch das vorbeiströmende Wasser vorzunehmen.To save a separate cooling system, it is provided that the Tank is formed by part of the nozzle-shaped outer jacket. This is it is possible to cool the oil in the tank by the water flowing past it.

In der Zeichnung ist ein AusrUhrungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längs schnitt einer elektrisch angetriebenen Verstellpropelleranordnung und Fig. 2 eine Teildarstellung eines Steuerzylinders im Schnitt.In the drawing, a AusrUhrungsbeispiel the invention is schematically shown. Shown are: Fig. 1 is a longitudinal section of an electrically driven Variable pitch propeller arrangement and FIG. 2 shows a partial illustration of a control cylinder on average.

Der dargestellte Verstellpropeller 1 wird aus einzelnen Schraubenflügeln 2 gebildet, die durch einen düsenförmigen Ilußenmantel 3 umhüllt werden. Die Schraubenflügel 2 sind verstellbar in einer zentralen Nabe 4 zusammengeführt, die über eine Welle 5 in entsprechend zugeordnete Lager 6 und 7 durch Haltearme 8 am Außenmantel 3 geführt ist. Die Lager 6 und 7 nehmen dabei Radial- und liialkräfte des Propellers 1 auf und sorgen für einen ruhigen Lauf.The variable pitch propeller 1 shown is made up of individual propeller blades 2, which are enveloped by a nozzle-shaped outer jacket 3. The screw wings 2 are adjustably brought together in a central hub 4, which has a shaft 5 guided into correspondingly assigned bearings 6 and 7 by holding arms 8 on the outer jacket 3 is. The bearings 6 and 7 absorb radial and liial forces of the propeller 1 and ensure a smooth run.

Der Antrieb erfolgt über den Außendurchmesser des Propellers 1, wobei die Flügelspitzen mit einem Läufer 9 eines Elektromotors verbunden sind, der in dem Sußenmantel 3 drehbar geführt ist und einem Stator 10 im Anßenmantel 3 zugeordnet ist. Durch eine entsprechende Dichtung 11 wird verhindert, daß Wasser in den Motorbereich 9, 10 gelangt. Elektrische Versorgungskabel werden durch einen Haltehals 12 dem Stator 10 zugeführt und sind nicht näher dargestellt.The drive takes place via the outer diameter of the propeller 1, wherein the wing tips are connected to a rotor 9 of an electric motor, which in the outer jacket 3 is rotatably guided and assigned to a stator 10 in the outer jacket 3 is. A corresponding seal 11 prevents water from entering the engine area 9, 10 reached. Electrical supply cables are through a holding neck 12 the Stator 10 supplied and are not shown in detail.

Die Schraubenflügel 2 werden an den Flügelspitzen über Zapfen 30 mit dem Läufer 9 verbunden, um eine Verstellung der Schraubenflügel 2 zu ermöglichen.The screw wings 2 are attached to the wing tips via pins 30 connected to the rotor 9 in order to enable the screw blades 2 to be adjusted.

Die hydraulische Steuerung zur Flügelverstellung aus Pumpe 13, Steuersylinder 14, Steuerleitungen 15, 16, 17 und 18 mit Tank 19 und Steuerventil 20 ist in dem Außenmantel 3, in den Haltearmen 8 bzw. in dem Quertunnel 29 angeordnet. Die Pumpe 13 und der Steuerzylinder 14 sind dabei axial zur Propellerwelle 5 im Quertunnel 29 angeordnet. Hierbei ist die Propellerwelle 5 mit der Antriebswelle der Pumpe 19 verbunden und wird dadurch direkt angetrieben. Der Steuerzylinder 14 ist mit einer Stellstange 21 gekoppelt, die durch die Propellerwelle 5 zur Nabe 4 geführt ist und bei einer Verstellbewegung über ein Joch mit einer Kulissenführung eine Drehbewegung der Schraubenflügel 2 herbeiführt.The hydraulic control for wing adjustment from pump 13, control cylinder 14, control lines 15, 16, 17 and 18 with tank 19 and control valve 20 is in the Outer jacket 3, arranged in the holding arms 8 or in the transverse tunnel 29. The pump 13 and the control cylinder 14 are axial to the propeller shaft 5 in the transverse tunnel 29 arranged. Here, the propeller shaft 5 is connected to the drive shaft of the pump 19 connected and is thereby driven directly. The control cylinder 14 is with coupled to an adjusting rod 21 which is guided through the propeller shaft 5 to the hub 4 is and during an adjustment movement via a yoke with a link guide a Rotational movement of the screw wing 2 brings about.

Der Steuerzylinder 14 besitst hiertu einen Steuerkolben 22 und wird durch die Steuerleitungen 15 und 16 über die Anschlüsse 23 und 24 versorgt.The control cylinder 14 has a control piston 22 and is supplied by the control lines 15 and 16 via the connections 23 and 24.

Die Ölversorgung erfolgt durch eine Saugleitung 17 vom Tank 19, der innerhalb de. Außenmantels 3 angeordnet ist, über die Pumpe 13 und die Leitung 18 gu einem Steuerventil 20, das tiber eine angedeutete beispielsweise elektrische Fernsteuerung 25 betätigbar ist und die gewünscht Steuerleitung 15 bzw. 16 beaufschlagt.The oil is supplied through a suction line 17 from the tank 19, the within de. Outer jacket 3 is arranged over the pump 13 and the line 18 gu a control valve 20, which is indicated by an electrical, for example Remote control 25 can be operated and the desired control line 15 or 16 is applied.

Zur den Steuerzylinder 14 und den Steuerkolben 22 wird keine Drehbewegung übertragen. Der Steuerkolben 22 führt im Steuerzylinder 14 eine Bewegung aus und erhält eine Führung durch zusätzliche Puhrungsstangen 26 und über die Dichtungen 27. Die Bewegung des Steuerkolbens 22 wird über einen tolbenlaufring 28 auf die in diesem Bereich als Kolbenstange ansusehende Stellstange 21 übertragen und auf das Joch des Verstellpropellers 1 in der Rabe 4 weitergeleitet, wobei diese über eine tulissenführung in eine Drehbewegung der Schräubenflägel umgesetzt wird. In diesem Ausführungsbeispiel greifen die Laufflächen vom Steuerkolben 22 und Kolbenlaufring 28 halbkreisförmig ineinander, um ein Verkanten des Steuerkolbens 22 auszuschließen.There is no rotational movement to the control cylinder 14 and the control piston 22 transfer. The control piston 22 performs a movement in the control cylinder 14 and is guided by additional Puhrungsstangen 26 and over the seals 27. The movement of the control piston 22 is via a piston race 28 on the in this area as a piston rod seen control rod 21 transferred and on forwarded the yoke of the variable pitch propeller 1 in the raven 4, this over a tulip guide is converted into a rotary movement of the screw wing. In In this exemplary embodiment, the running surfaces of the control piston 22 and the piston bearing ring engage 28 semicircular inside one another in order to prevent the control piston 22 from tilting.

Selbstverständlich können an der Stellstange 21 zusätzliche Geber angeordnet werden, um eine Anzeige über die Verstellung der Schraubenflügel 2 zu ermöglichen.Of course, additional sensors can be installed on the control rod be arranged in order to display an indication of the adjustment of the screw wing 2 enable.

Claims (6)

Patentansprüche 9 Hydraulische Steuervorrichtung zur Flügelverstellung eines Schraubenflügelpropellers mit düsenförmigem Außenmantel, insbesondere für elektrisch angetriebene Schiffsschrauben, wobei die einzelnen Schraubenflügel an ihrer Plügelspitze durch einen Zapfen über einen Läufer im Außenmantel gelagert sind und die Nabe des Propellers über eine Welle durch ortsfeste Haltearme geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Flügelverstellung dienende Pumpe (13), Steuerzylinder (14), Steuerleitungen (15, 16, 17, 18) mit Tank (19) und Steuerventil (20) im Antriebsaggregat integriert sind und die Propellerwelle (5) mit der Antriebawelle der Pumpe (13) verbunden ist, und in der Propellerwelle (5) eine mit dem Steuerzylinder (14) verbundene Stellstange (21) für die Flügelverstellung angeordnet ist. Claims 9 Hydraulic control device for wing adjustment of a screw propeller with a nozzle-shaped outer jacket, in particular for electrically driven propellers, with the individual propeller blades attached their plügel point stored by a pin via a runner in the outer jacket and the hub of the propeller is guided over a shaft by stationary retaining arms is, characterized in that the pump (13) used for wing adjustment, Control cylinder (14), control lines (15, 16, 17, 18) with tank (19) and control valve (20) are integrated in the drive unit and the propeller shaft (5) with the drive shaft the pump (13) is connected, and in the propeller shaft (5) one with the control cylinder (14) connected control rod (21) is arranged for the sash adjustment. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpe (13) und Steuerzylinder (14) axial zur Propellerwelle (5) angeordnet sind.2. Control device according to claim 1, characterized in that Pump (13) and control cylinder (14) are arranged axially to the propeller shaft (5). 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (13) und der Steuerzylinder (14) auf einer Seite des Propellers angeordnet sind.3. Control device according to claim 1 and 2, characterized in that that the pump (13) and the control cylinder (14) are arranged on one side of the propeller are. 4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellstange (21) mit dem Steuerkolben (22) des Steuerzylinders (14) zur Verstellung durch einen Kolbenlaufring (28) verbunden ist.4. Control device according to claim 1 to 3, characterized in that that the control rod (21) with the control piston (22) of the control cylinder (14) to Adjustment is connected by a piston ring (28). 5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen von Steuerkolben (22) und Kolbenlaufring (28) jeweils halbkreisförmig ineinandergreifen.5. Control device according to claim 4, characterized in that the running surfaces of the control piston (22) and piston ring (28) are each semicircular interlock. 6. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (19) durch einen Teil des düsenförmigen Außenmantels (3) gebildet ist.6. Control device according to claim 1 to 5, characterized in that that the tank (19) is formed by part of the nozzle-shaped outer jacket (3).
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