DE3118230A1 - Verstellpropeller und einrichtung zur verstellung der fluegel - Google Patents

Description

• Pie Erfindung betrifft einen fr die Fortbewegunq von
• Ijasserfahrzeugen neeigneten erstellproneller mit einer zum Verstellen der Flügel durch Verschwenken derselben um ihre in einer Propellernabe im wesentlichen radial gelagerten Lagerschaft eingerichteten Verstelleinrichtung, bestehend aus einem Kraftgeber, einer konzentrisch durch die Propeller-Antrtebswslle geführten und mittels des Kraftgebers translatorisch bewegbaren Stellstange mit einem die Bewegung der letzteren in eine Schwenkbewegung der Flügel umsetzenden Joch, sowie einer Rückmeldeeinrichtung.
• Solche Einrichtungen sind aus der Schiffsbetriebstechnik allgemein bekannt und werden sowohl als Hauptantrieb, als auch als Steuereinrichtung,beispielsweise in einer Querstrahl-Ruderanlage, angewendet.
• Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-AS 1 253 092 zu entnehmen, bei welcher der als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildete hydraulische Kraftgeber in die Antriebswelle mit dieser umlaufend integriert ist. Dabei ist die Kolbenstange als Verstellstange zwecks Übertragung der Stellkräfte auf die Schwenkflügel des Propellers durch die hohlgehohrte Haupt-ntriebswelle hindurchgeführt. Die Arretierung der eingestellten Flügelposition erfolgt ohne weitere Druckbeatfschlagung durch Abschließen der beiderseits des Kolbens befindlichen Druckräume, welche während des Verstellvorganges über durch die Getriebewelle geführte und mit gesteuerten Rückschlagventilen versehene Ölführungsbohrungen mit Drucköl beaufschlagt werden, das über eine entsprechende Anschlußeinheit in die drehende Getriebewelle eingeführt wird.
• Dieses System ist aufwendig und hinsichtlich Abdichtung und Verschleißverhalten im Ölführungsbereich problematisch.
• Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine für die Verstellung der Flügel von Uerstellpropellern aeeignete Einrichtung zu schaffen, bei welcher derartige Probleme auf einfache eise umgangen werden. Darüberhinaus soll die Einrichtung das Instellunghalten der Flügel ohne Leckflfisse verursachenden Druckaufbau im nesamtbereich der Druckmittelführunq ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgsmäß dadurch gelöst, daß der Kraftgeher stationär angeordnet und die Verbindung zwischen der Stellstange und dem Joch als durch Zug- und/oder Druckkräfte belastbare Lagerung ausgebildet ist.
• Die damit erzielbaren Votteile bestehen insbesondere darin, daß der Betrieb der Einrichtung möglich ist, ohne daß das Druckmittel über relativ zueinander drehbewegte Grenzflächen geleitet zu werden braucht, wodurch in der gesamten Druckmittel führung lediglich verschleiß- und reibungsverlustarme Schiebedichtungen für die Abdichtung erforderlich sind.
• Um das Mitdrehen des Kolbens des Kraftgebers infolge der auf die Stellstange wirkenden Lager- Relbungskräfte zu unterbinden, ist die Stellstange relativ zu dem Kraftgeber dreharretiert.
• Der Kraftgeber kann als doppelt wirkende, hydrautisch betätigbare Zylinder-Kolben-Einheit ausgebildet sein, wobei die mit der Stellstange fest verbundene Kolbenstange durch den Zylinder hindurchgeführt ist und mit der Rückmeldeeinrichtung in Verbindung steht. Damit kann auch die letztere sehr einfach und praktisch verschleißfrei ausgeführt werden, was eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.
• Eine die Flügel des Verstellpropellers in der jeweilen 9rbeitsstellung blockierende, mit dem Kraftgeber steuerbare und direkt auf mindestens einen Flügel einwirkende Arretiervorrichtung ermöqlicht jeweils die Entlastung der zwischen Stellstange und Joch befindlichen Lagerung nach Beendigung des Verstellvorganges sowie des gesamten Drucksystems.
• In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann die Arretiervorrichtung mindestens ein in Ruhestellung durch die Kraft einer Druckfeder mit dem Lagerschaft in formschlüssige Verbindung tretendes Arretierelement aufweisen, welches bei Aktivierung des Kraftgebers außer Eingriff steuerbar ist.
• Die Einrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig.4 einen schematischen Querschnitt durch die Gesamteinrichtung Fig.2 eine schematische Darstellung der Arretiervorrichtung sowie der Druckmittelführung für deren Betätigung Fig.3 eine ausschnittweise Draufsicht auf die Arretierstelle.
• Der in Fig.1 dargestellte Hauptantrieb ist allgemeiner Stand der Technik und zeigt in schematischer Wiedergabe ein Winkelgetriebe 1, in welchem die den Propeller 2 tragende, als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle 3 angeordnet ist. gelagert ist sie abgangsseitig mittels eines zur Wasserseite hin durch eine Dichtung 5 geschützten, beispielsweise als Rollenlager ausgebildeten Radiallagers 4 und an der dem Propeller abgekehrten Seite mittels eines kombinierten Radial-Axiallagers 6, beispielsweise eines Kegelrollenlagers. An dem das letztere aufnehmenden Lagerflansch ist ein doppeltwirkender Kraftgeber 7,bestehend aus Kolben 9 und Zylinder 8, befestigt.
• Die den Kolben 9 tragende Kolbenstange lo ist durch beide Abschlußdeckel 11 durchmessergleich unter entsprechender Abdichtung hindurchgeführt und setzt sich an ihrem dem Prooeller 2 zugekehrten Ende in einer die Antriebswelle 3 durchdringenden und die Kolbenkräfte in die Propellernabe 12 überleitenden Stellstange 13 fort. Sie ist mit einer bis in den Bereich des Kolbens 9 geführten Innenbohrung 14 versehen und mit ihrem propellerseitigen Ende in einer als Ringkolben ausgebildeten Schiebe-Flanschhlse 15 geführt, die ihrerseits in einer F!abe 16 des Abschlußdeckels 17 der Propellernabe 12 verschiebbar gelagert ist, In der Ebene der auf übliche Art in der Propellernabe 12 radial gelagerten und durch einen Innenflansch 18 drehfähig eingespannten Flügel 19 trat die Stellstange 13 ein sich gegenüber dieser mittels einer axial beanspruchbaren Lagerung 20 abstützendes Joch 21, welches an auf geeignete beins mit den Lagerschaften 22 der Flügel 19 befindlichen Kurbelzapfen in Eingriff steht. Jeder Innenflansch 18 ist zumindest auf einem Teil seines Umfanges mit einer Fein-Verzahnung 23 versehen, in welche jeweils die entsprechend verzahnte Stirnfläche eines Arretierelementes 24 unter der Kraft einer Druckfeder 25 eingreift, das in einer zu der Propellerachse parallelen und in dieser angeordneten bohrung radial zu der Flügelachse verschiebbar geführt ist.
• Jedes Arretierelement 24 steht mit dem Flansch 26 der Schiebe-Flanschhülse 15 mittels eines Druckstiftes 27 in Verbindung, welcher das Joch 21 unter leichtem Schiebesitz gelagert durchdringt. Der Kolben 9 weist eine seine beiden Druckflächen verbindende Bohrung 28 auf, in welcher ein Kölbchen 29 frei bewegbar geführt ist und in jeweils einer Endlage eine die Bohrung 28 mit der Innenbohrung 14 in der Stellstange 13 verbindende Bohrung 30 freigibt.
• Zur Verstellung der Flügel 1 9 werdend' beiden Seiten des Kolbens 9 befindlichen Druckräume des Kraftgebers 7 unter Druck gesetzt, was zunachst je nach Stellung des Kölbchens 29 eine Beaufschlagung der Ringfläche der Schiebe-Flanschhülse 15 und damit das Ausrücken der Arretierelemente 24 gegen die Kraft ihrer Druckfedern 25 bewirkt. Wird nunmehr durch Verstellen eines geeigneten Ventils einer der Druckräume des Kraftcebers 7 druckentlastet, so wird der Kolben 9 zu der druckentlasteten Seite hin verschoben, was eine entsorechende Verschiebung des Joches 21 unter Verschwenken der Flügel 19 bewirkt. Ist die gewünschte Flügelstellunq erreicht, so wird der gesamte Kraftgeber 7 druckentlastet, was zur Folge hat, daß jedes Arretierelement 24 unter der Wirkung seiner Druckfeder 25 in Eingriff mit der Fein-Verzahnung 23 des entsprechenden Innenflansches 18 verbracht wird. Damit ist bei absoluter Drucklosigkeit des Gesamtsystems das Instellunghalten der Flügel 19 gewährleistet und die Lagerung 20 von Rückstellkräften der Flügel 19 entlastet. Um die Verriegelung bereits sicherzustellen, bevor der Kolben 9 vollständig entlastet ist, sind die Druckfedern 25 der Arretietelemente 24 so dimensioniet, daß sie bei etwa 50% Restdruck zu expandieren in der Lage sind. Die Rückmeldung der Flügslposition kann an der nicht mitdrehenden, und aus dem rückwärtigen Abschlußdeckel 11 des Kraftgebers 7 herausragenden Ende der Kolbenstange lo abgegriffen werden.
• Infolge der Einfachheit des Aufbaus sowie der kompakten Bauweise eignet sich diese Einrichtung besonders zur Umrüstung bestehender Festpropelleranlagen. Dabei ist ein wessntlicher Vorzug der minimale Energiebedarf für die Druckmittelversorgung der Uerstelleinrichtung, der lediglich während des Uerstellens der Flügel bereitzustellen ist und notfalls auch manuell mittels einer Handpumpe aufgebracht werden kann.
• Liste der benutzten Dezeichnungen.
• 1 inkelgetriebe 2 Propeller 3 Antriebswelle 4 Radiallager 5 Dichtung f3 Radial-Axiallager 7 Kraftgeber 8 Zylinder 9 Kolben 10 Kolbenstange 11 Abschlußdeckel 12 Propellernabe 13 Stellstange 14 Innenbohrung 15 Schiebe-Flanschhülse 16 Nabe 17 Abschlußdeckel 18 Innenflansch 19 Flügel 20 Lagerung 21 Joch 22 Lagerschaft 23 Fein-Verzahnung 24 Arretierelement 25 Druckfeder 26 Flansch 27 Druckstift 28 Fohrung 29 Kölbchen 3a Bohrung L e e r s e i t e

Claims (5)

1. Verstellpropeller und Einrichtung zum Einrichtung zum verstellung der Flügel.

   Patentansprüche: 1. Für die Fortbeuegung von Wasserfahrzeugen geeigneter Verstellpropeller mit einer zum Verstellen der Flügel durch Verschwenken derselben um ihre in einer Propeller nabe im wesentlichen radial gelagerten Lagerschaft eingerichteten Verstelleinrichtung , bestehend aus einem Kraftgeber, einer konzentrisch durch die Propeller-Antriebsuelle geführten und mittels des Krsftgebers translatorisch bewegbaren Stellstange mit einem die Bewegung der letzteren in eine Schwenkbewegung der flügel umsetzenden Joch, sowie einer Rückmeldeeinrichtung, d a d u r' c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Kraftgeber (7) stationär angeordnet und die Verbindung zwischen der Stellstange (13) und dem Joch (21) als durch Zuq- und/oder Druckkräfte belastbare Lagerung (20) ausgebildet ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Stellstange (13) relativ zu dem Kraftgeber (7) dreharretiert ist.
3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 , d a d u r c h n e k e n n z e i c h n e t , daß der Kraftqeber (7) als doppelt wirkende, hydraulisch betätigbare Zylinder-Kolben-Einheit ausqebildet ist, wobei die mit der Stellstange (13) fest verbundene Kolbenstange (10) durch den Zylinder (8! hindurchgeführt ist und mit der Hiickmeldeeinrichtung in Verbindung steht.
4. 4. Einrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine die Flügel (19) des Verstellpropellers in der jeweiligen Arbeitsstellung blockierende, mit dem Kraftgeber (7) steuerbare und direkt auf mindestens einen Flügel (19) einwirkende Arretiervorrichtung vorgesehen ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Arretiervorrichtung mindestens ein in Ruhestellung durch die Kraft einer Druckfeder (25) mit dem Lagerschaft (22) in formschlüssigs Verbindung tretendes Arretierelement (24) aufweist, welches bei Aktivierung des Kraftgebers (7) außer Eingriff steuerbar ist.