DE3205216C2

DE3205216C2 - Verstellpropeller

Info

Publication number: DE3205216C2
Application number: DE3205216A
Authority: DE
Inventors: Michinobu Akashi Hino
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1981-02-23
Filing date: 1982-02-13
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE8204060U1; DE3205216A1; JPS57140291A; US4474533A

Abstract

Bei einem Verstellpropeller ist am Ende seiner Welle (16) eine Nabe (17) mit einem Hohlraum befestigt. Die Flügelblätter (19) sind an der Nabe so gelagert, daß sie zusammen mit der Welle drehbar sind, wobei die Flügelblätter ferner zur Verstellung der Flügelblättersteigung drehbar sind. In der Nabe ist ein Verstellkreuz (18) axial verschiebbar gelagert und mit den Flügelblättern so gekuppelt, daß die Flügelblättersteigung durch Verschiebung des Verstellkreuzes verstellbar ist, wobei der Endteil des Verstellkreuzes nahe der Welle liegt. Ein in der Nabe gelagerter Kolben begrenzt auf seiner einen Seite eine erste Kammer (28) und auf seiner anderen Seite eine zweite Kammer (30), wobei die erste Kammer ferner durch die Nabe und die Welle begrenzt und beiden Kammern individuell Drucköl zuführbar ist. Zur Vereinfachung des Aufbaus des Verstellpropellers ist die Nabe an ihrem anderen Ende geschlossen, der Endteil als Kolben ausgebildet und die zweite Kammer ebenfalls durch die Nabe begrenzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verstellpropeller nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Propeller wird besonders in Querstrahlanlagen für Seeschiffe verwendet. Derartige Seitenantriebe werden in zunehmendem Maße für verhältnismäßig große Schiffe verwendet. Normalerweise sind sie unterhalb der Wasserlinie in der Nähe des Bugs angeordnet, und durch Einstellen der Steigung der rotierenden Flügelblätter des Propellers sind Betrag und Richtung des Querschubes steuerbar.

Die nachstehend beschriebene Fig. 1 und 2 zeigen einen bekannten Verstellpropeller der gattungsgemäßen Art, wie er weitgehend aus dem Prospekt »Kawasaki KT-N Side Thruster«, April 1980. bekannt ist.

Bei diesem bekannten Verstellpropeller liegt der Kolben in einer Kappe, die an der Nabe angeschraubt ist. Die erste Kammer ist durch eine an der Nabe ausgebildete Trennwand, den Kolben und die Kappe begrenzt. Eine die Kolbenstange bildende Verlängerung des Verstellkreuzes ist durch die Trennwand abgedichtet hindurchgeführt, so daß das Verstellkreuz auf der einen und der Kolben auf der anderen Seite der Trennwand liegt. Diese Konstruktion ist hinsichtlich der getrennten Ausbildung und Montage der Kappe sowie der Ausbildung der Nabe mit einer Trennwand und einer abgedichteten Durchführung aufwendig.

Aus der DE-OS 25 28 387 ist ein Verstellpropeller mit einteiliger Nabe bekannt, bei dem ein Doppelzylinder auf feststehenden Kolben, nicht jedoch an der Innenseite der Nabe, verschiebbar gelagert ist. Diese Konstruktion ist aufwendig, insbesondere wegen der für jede Zy

linderhälfte erforderlichen Abdichtung.

Aus der DD-Z »Seewirtschaft« 6/1977, Seiten 331—336 ist eine einteilige Nabe eines Verstellpropellers bekannt, wobei der Kolben jedoch nicht in der Nabe angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstellpropeller der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der Herstellungs- und Montageaufwand germ ger ist

ίο Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Bei dieser Ausbildung entfällt die getrennte Herstellung und Montage einer Kappe sowie die Trennwand der Nabe einschließlich der abgedichteten Durchfüh-

li rung in der Trennwand. Der Kolben bewirkt die Abstützung des einen Endes des Verstellkreuzes und unterteilt gleichzeitig die beiden Druckkammern. Wegen des Wegfalls der Trennwand ergibt sich nicht nur ein geringerer Materialaufwand, sondern auch eine kürzere Baulänge und ein entsprechend geringeres Gewicht. Die wirksame Kolbenfläche kann größer ausgebildet sein, so daß der Öldruck zur Verstellung des Propellers verringert werden kann, um die gleiche Verstellungskraft wie bisher zu erzielen.

Eine Weiterbildung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet.

Der bekannte, gattungsgemäße Verstellpropeller und

ein bevorzugtes A.usführungsbeispiei der Erfindung werden nachstehend ausführlicher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 und 2 den bekannten Verstellpropeller der gattungsgemäßen Art und

F i g. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verstellpropellers im Axialschnitt.

Nach F i g. 1 trägt bei dem bekannten Verstellpropeller eine Nabe 4 mehrere Propeller- oder Flügelblätter 1 (von denen nur eines dargestellt ist). Er ist an einer Propellerwelle 13 befestigt, wobei das hintere oder linke Ende der Nabe 4 durch eine Kappe 7 abgedeckt ist. Die strichpunktierte Linie um das Flügelblatt 1 herum stellt den Umriß des Flügelblattes in der Ansicht von links dar. Die Steigung der Flügelblätter 1 kann durch axiale Verschiebung eines Verstellkreuzes 5, das innerhalb der Nabe 4 gelagert ist, mittels Drucköl verändert werden. Innerhalb der hohlen Propellerwelle 13 ist konzentrisch zu dieser eine Druckölleitung in Form eines Rohres 9 angeordnet, die zwei Ölkanäle begrenzt, und zwar einen innerhalb und einen außerhalb des Rohres 9. die dem Vorlauf oder Rücklauf des Steue^röls dienen. Die Innenseite der Kappe 7 bildet einen Zylinder, und das Druckö! wird entweder in eine vor oder eine hinter einem KoI-

-,0 ben 6 liegende Kammer gedrückt. Der Kolben 6 ist an dem Verstellkreuz 5 mittels e.ier Mutter 8 befestigt, und wenn das Drucköl in die links vom Kolben 6 liegende Kammer geleitet wird, wird der Kolben zusammen mit dem Rohr 9 und dem Verstellkreuz 5 nach rechts verschoben. Das Rohr 9 mündet in die links vom Kolben 6 liegende Kammer, während der das Rohr 9 umgebende ölkanal in die rechts vom Kolben 6 liegende Kammer mündet.

Jedes Flügelblatt 1 hat einen tellerartiger inneren Abschnitt, der durch eine in der Wand der Nabe 4 ausgebildete Blattaufnahmeöffnung hindurchgeführt und an dieser mittels einer an der Innenseite liegenden Scheibe 2 und Schrauben oder dergleichen so befestigt ist, daß das Flügelblatt 1 um seine Längsachse schwenkbar ist. Eine

wasserdichte Dichtung 12 dient zur Abdichtung der Öffnung, und der Innenraum der Nabe 4 ist mit Schmieröl gefüllt, das über einen Kanal zwischen der Propeller-• welle 13 und einem Mantel 14 zugeführt wird.

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Das Zusammenwirken des Verstellkreuzes 5 und der Flügelblätter 1 wird anhand von F i g. 2 beschrieben, die den Querschnitt 2—2 der Fig. 1 darstellt. Von jeder Scheibe 2 steht ein exzentrisch zur A.chse des Flügelblattes gelagerter Zapfen 15 ab. Jeder Zapfen 15 ragt in eine Bohrung eines Schuhs 3, der in einer Nut 5' des Verstellkreuzes 5 verschiebbar gelagert ist. Wenn das Versteilkreuz 5 vor- oder zurückverschoben wird, wird die Scheibe 2 verdreht und dadurch die Steigung der Flügelbiätter 1 wegen der exzentrisch angeordneten Zapfen geändert. Die Schuhe oder Kulissensteine 3. die die exzentrischen Zapfen 15 aufnehmen, sind in den Nuten 5' des Verstellkreuzps frei verschiebbar gelagert, um die exzentrische Bewegung der exzentrischen Zapfen 15 zu ermöglichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ve-stellpropellers nach F i g. 3 ragt eine Propellerwelle 16 aus einem Lagerteil oder Gestell 20 heraus und endet in einem Flansch 22 an ihrem Antriebsende. Eine weitgehend zylindrische einteilige Nabe 17 ist an ihrem hinteren Ende geschlossen und an ihrem anderen Ende offen, wobei das offene Ende an den Flansch 22 angeschraubt ist und die Nabe 17 einen Hohlraum aufweist. Die Nabe 17 schließt in dem Hohlraum ein Verstellkreuz 18 ein, mittels dem die Steigung mehrerer Flügelblätter 19 im wesentlichen ebenso wie bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verstellpropeller geändert werden kann. Das Verstellkreuz 18 hat einen hinteren Vorsprung 24. der axial verschiebbar in einer koaxialen Ausnehmung 26 der Nabe 17 gelagert ist.

Der dem Flansch 22 zugekehrte Endteil des Verstell kreuzes 18 ist als Kolben 46 ausgebildet. Der Kolben 46 ist an der zylindrischen Innenseite der Nabe 17 anliegend verschiebbar und begrenzt eine erste Zylinderkammer 28, die ferner von der zylindrischen Wand der Nabe 17 und dem Flansch 22 begrenzt wird. Der Kolben 46 und die Nabe 17 begrenzen sodann eine zweite Zylinderkammer 30 auf der anderen Seite des Kolbens.

Das Ver-tellkreuz 18 hat eine axial durchgehende mittlere Bohrung 32, deren Ende in die Ausnehmung 26 mündet. Eine radiale Bohrung 34 verbindet die axiale Bohrung 32 mit der Kammer 30.

Die Propellerwelle 16 ist ebenfalls mit einer axial durchgehenden Bohrung 38 versehen, die in die Kammer 28 mündet. Durch die Bohrung 38 erstreckt sich ein Rohr 47. das innerhalb des Rohrs einen inneren Ölkanai 40 und einen das Rohr 47 umgebenden äußeren Ölkanai 42 innerhalb der Bohrung 38 begrenzt. Das Rohr 47 ist mit dem Kolbenende des Verstellkreuzes 18 durch Schrauben verbunden, um den inneren Kanal 40 mit der axialen Bohrung 32 zu verbinden. Der äußere Ölkanai 42 steht mit der Zylinderkammer 28 in Verbindung, und die Kammern 28 und 30 sind mit Steueröl gefüllt.

Durch die WeIb 16 sowie durch die Nabe 17 ist ein Kanal 44 ausgebildet, über den der Scheibe 48 der Fiügelblätter 19 Dichtungsöl zugeführt wird.

Wenn die Steigung der Flügelblätter 19 geändert bzw. verstellt werden soll, wird beispielsweise der Kammer 30 und der Ausnehmung 26 Drucköl über die Bohrungen 40,34 und 32 zugeführt, während das Öl aus der so Kammer 28 über den äußeren Kanal 42 abgeführt wird. Dadurch wird das Verstellkreuz 18 in Richtung auf die Propellerwelle 16 verschoben, so daß die Scheiben 48 durch die exzentrischen Zapfen 49, die in das Verstellkreuz 18 eingreifen, verdreht und die Steigung der Flügelblätter 19 geändert vird.

Wenn dagegen das Drucköl in die Kammer 28 geleitet und aus den Kammern 26 und 30 Öl abgeführt wird, wird die Propellersteigung in entgegengesetzter Richtung geändert.

Um die Lagerung der Flügelblätter 19 wasserdicht abzudichten, ist eine Dichtung 51 vorgesehen, während eine weitere Dichtung 52 eine Steueröl-Leckage aus der Kammer 30 verhindert. Der Raum zwischen diesen Dichtungen 51 und 52 ist vorzugsweise mit Dichtungsöl gefüllt, das über den Kanal 44 zugeführt wird, um die Dichtwirkung zu verbessern.

Durch die Erfindung wird daher die Anzahl der Teile und der Herstellungsaufwand im Vergleich zn dem bekannten Verstellpropeller verringert Ferner wird das Gewicht des Propellers verringert, so daß auch die Belastung der Propellerwellenlager verringert wird. Der Abstand des Gestells 20 von den Flügelblättern ist größer, und die Nabe ist kurzer als in dem bekannten Falle, so daß bei Anwendung auf einen seitlichen Schiffsantrieb dieser Abstand vergrößert werden kann, ohne daß die Gesamtlänge der Nabe vergrößert wird. Diese Anordnung verringert eine gegenseitige üörung von Propeller und Antriebskörper sowie Vibrationen, so daß der Antriebswirkungsgrad verbessert wird.

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55 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verstellpropeller mit einer Propellerwelle; mehreren Flügelblättern; einer mit ihrem einen Ende an der Propellerwelle befestigten Nabe; einer Einrichtung, die die Flügelblätter bei der Verstellung der Steigung in der Nabe drehbar abstützt; einem in der Nabe axial verschiebbar gelagerten Verstellkreuz, das mit den Flügelblättern so gekuppelt ist daß die Steigung der Flügelblätter durch Verschiebung des Verstellkreuzes verstellbar ist; einem eine erste Kammer aus seiner einen Seite und eine zweite Kammer auf seiner anderen Seite begrenzenden Kolben, wobei beiden Kammern individuell Drucköl zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (17) durch einteilige Ausbildung an ihrem anderen Ende geschlossen ist, daß der Kolben (46) mit dem Verstellkreuz (18) einteilig ausgebildet ist und zwirnen dem Verstellkreuz (18) und der Propellerwelk |16) liegt und an der Innenseite der Nabe gleitend verschiebbar gelagert ist und daß die erste Kammer (28) ferner durch die Propellerwelle (16) und die zweite Kammer (30) ebenfalls durch die Nabe (17) begrenzt ist.

2. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Versleilkreuz (18) auf seiner dem Kolben (46) gegenüberliegenden Seite einen Vorsprung (24) aufweist, daß die Nabe (17) eine Ausnehmung (26) bildet, die den Vorsprung (24) aufnimmt, und daß der Kolben (46) und der Vorsprung (24) das Verstellkreuz (18) an der Nabe (17) abstützen.