DE61492C - Schraubenpropeller mit verstellbaren Flügeln - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schraubenpropeller und hat vor allem den Zweck, die Flügel der Schraube so schnell als wünschenswerth umzustellen, so dafs der Propeller im Betrieb sofort aus einem linksgä'ngigen in einen rechtsgängigen verwandelt werden kann oder umgekehrt, wodurch die Richtung, in welcher die treibende Kraft ausgeübt wird,, umgekehrt wird, ohne die Umsteuerung der Maschine zu benöthigen; hierdurch wird Zeit gespart und die Gefahr vermieden, die in dem Befehlertheilen nach dem Maschinenraum und deren Ausführungen in demselben sowie in dem plötzlichen Drehsinnwechsel und anderen Zufälligkeiten liegen, die das Stoppen und Wiederingangsetzen der Maschine und Propellerwelle mit sich bringt.

Da die Maschine immer in derselben Richtung läuft, so wird der ganze Umsteuerungsmechanismus überflüssig.

Aufser der erwähnten Leichtigkeit, mit der die Flügel aus der einen Richtung in die entgegengesetzte gestellt werden können, kann auch die Steigung derselben beliebig verstellt werden, wie es die Schnelligkeit, die Tiefe oder ; Bodenbeschaffenheit oder andere Umstände erfordern; auch können die Flügel in entgegengesetzten Richtungen zu einander gestellt werden, zu dem Zwecke, wenig Widerstand hervorzubringen, wenn das Schiff durch Segelkraft vorwärts bewegt wird.

Die Flügel können daher so gestellt werden, dafs das Schiff mit beliebiger Geschwindigkeit läuft oder sogar auf der Stelle stehen bleibt. '

Die Erfindung umfafst gewisse Schraubenconstructionen, wodurch gleichmäfsiger Gang gesichert ist, und die Verstellung der Flügel, jeder um seine eigene Achse, während der Arbeit der Schraube ermöglicht ist, zu dem Zwecke, wie oben erwähnt, den Winkel der Flügel ändern zu können; aufserdem müssen noch verschiedene Mechanismen vorhanden sein, wodurch die Ausführung der Verstellung controlirt oder bewirkt werden kann, von dem Deck oder der Commandobrücke oder anderen passenden Punkten innerhalb des Schiffes aus, ohne mit dem Maschinenraum in Verbindung stehen zu müssen. Erwähnte Mechanismen werden entweder von der Hauptmaschine oder durch Hülfsdampfmaschinen, hydraulische Motoren oder dergleichen Maschinen in Verbindung mit Hülfsmitteln angetrieben, wodurch das Durchgehen der Hauptmaschine unmöglich gemacht wird (was beim Umkehren der Flügel vorkommen könnte) und die Maschinen in derselben Tourenzahl gehalten werden und immer nur den für die dabei geleistete Arbeit entsprechenden Dampf verbrauchen.

In vorliegender Erfindung sind ferner mit der Hand zu bedienende Mechanismen zum Umkehren von kleinen Schiffsschrauben vorgesehen.

Die Erfindung hat ferner den Zweck, die arbeitenden Theile der Schraube zu schmieren und die Oberflächenreibung der Schraube gegen das dieselbe umgebende Wasser zu verringern. Dies wird dadurch erreicht, dafs OeI unter Druck durch die Schraubenwelle und die Lager der Schraubenflügel gedrückt und nach den Rändern der Schraubenflügel in sol-

eher Weise geführt wird, dafs es sich über die Fläche der Flügel vertheilt und sozusagen eine dünne Schicht zwischen der Flügeloberfläche und dem Wasser bildet.

In beiliegender Zeichnung sind einige Aus- . führungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausgeführt.

Fig. ι ist ein centraler senkrechter Schnitt einer Schraube, deren Flügel ihre Neigung nach rechts und links verändern können, wobei der Einfachheit halber angenommen ist, dafs die Flügel in einer Mittelstellung zwischen voller Vorwärtsneigung und Rückwärtsneigung sich befinden. Fig. 2 ist ein Schnitt in Richtung der Linie 1-1 der Fig. 1, Fig. 3 ein axialer Querschnitt, Fig. 4 eine Seitenansicht und Fig. 5 eine Endansicht einer Anordnung mit direct wirkendem Dampf, um die Umstellung der Schraube zu bewirken. Fig. 6 ist ein Längsschnitt einer Anordnung, durch welche die Umkehrung der Schrauben von der Schraubenwelle selbst aus bewirkt wird durch die Kraft der Hauptmaschine. Fig. 7 und 8 sind zugehörende Schnitte des Reversionsmechanismus. Fig. 9 und 10 stellen andere Anordnungen von mit der Hand zu reversirenden Schrauben dar. Fig. 11 stellt die Anwendung einer reversirenden Schraube dar, wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, an der die Oberflächenschmierung zur Anwendung kommt. Fig. 12 und 13 zeigen das Drosselventil.

In Bezug auf Fig. 1 bis 3 ist jeder Flügel A der Schraube so angeordnet, dafs er um seine Achse in der Nabe B sich drehen kann; zu diesem Zwecke . geht der Flügel von einem Flantsch α aus, der ein ihn umgebendes Lager einnimmt. Dieses Lager ist in der Nabe vorgesehen und umgiebt einen Bolzen oder Drehzapfen A¹, der in einen Flantsch a¹ ausläuft. Kugeln a¹ aus Stahl oder dergleichen oder passend angebrachte Rollen liegen in losen Tragringen,. können zwischen die Grundfläche und dem Flantsch α a^l eingesetzt werden und gestatten, die Reibung zu verringern und den Flügel mit Leichtigkeit um seine Achsen zu drehen. Die Nabe besteht aus zwei Hälften, welche durch Bolzen b wieder mit einander verbunden werden, sobald die Zapfen der Flügel in ihre Lager in der Nabe eingesetzt sind.

Die Nabe ist so gezeichnet, dafs sie in ihrer Querrichtung aus zwei Theilen besteht, doch ist selbstverständlich, dafs die Nabe auch in ihrer Längsrichtung in einzelne Theile zerlegbar sein kann.

Die mit Vortheil verwendete Verbindungsform der Flügel mit dem Verdrehmechanismus besteht aus gegenüberliegenden Armen A², welche an den Flügeldrehzapfen A¹ sich befinden und durch die Querstange c mit einem in seiner Längsrichtung verschiebbaren Theile verbunden sind, welcher von dem Innern des Schiffes zu bewegen ist. In Fig. 1 bis 5 ist dieser verschiebbare Theil, ein Querhaupt C, welches auf dem Ende einer Stange D sich befindet; diese Stange D geht durch die hohle Propellerwelle E hindurch; Querhaupt C und Querstangen c sind in einer Kapsel B¹ eingeschlossen, welche einen Theil der Nabe bildet. Das Querhaupt C kann hinter dem Ende der Propellerwelle liegen oder durch Lä'ngsschlitze derselben hindurchgehen, wenn die Welle nach hinten verlängert und in dem Steuer gelagert ist.

Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, kann die Gleitstange D durch den Kolben eines Dampfoder hydraulischen Cylinders F angetrieben werden, dessen Kolbenstange mit einem Hebelpaar G verbunden wird, das bei g gelagert ist und mit einer mit Flantschen oder Bund versehenen Muffe h eingreift, die frei auf der Propellerwelle gleiten kann.

Diese Muffe ist mit der Gleitstange D durch einen Keil h verbunden, der durch die in der Welle E befindlichen Längsschlitze e hindurchführt. Die Vertheilung des Kraftträgers nach dem Cylinder F. wird durch ein Ventil bethätigt, dessen Stange f von irgend einem Punkt des Deckes, der Commandobrücke oder dergleichen aus bedient werden kann.

Bei Anwendung von hydraulischem Druck hält der Wasserverschlufs in dem Cylinder F die Propellerflügel in jedem Winkel, in dem sie eingestellt werden. Bei der Anwendung von Dampf oder anderen comprimirbaren Gasen ist gleichzeitig eine Dämpfungsvorrichtung geschaffen.

Der in Fig. 6 gezeichnete Mechanismus wird durch die Propellerwelle E in Verbindung mit einerReibungs- oder Klauenkupplung beeinflufst, die auf einer Gegen welle J sich befindet; die Kupplung ist so angeordnet,' dafs sie die Welle J in Eingriff mit der Propellerwelle E durch das eine oder andere zweier Zahnräderpaare K K¹ von entgegengesetzter Wirkung bringt. Das eine Paar K kuppelt die Gegenwelle direct mit der Propellerwelle, das andere Paar mit Hülfe eines dazwischen liegenden Rades. Die Gegenwelle J ist mit Schraubengewinde versehen und greift in eine Mutter ein, die auf einem Hebelpaare G gelagert ist; dieses greift in die Muffe H ein, welche mit der Gleitstange D, wie vorher an der Hand der Fig. 4 und 5 beschrieben wurde, verbunden ist.

Je nachdem die Kupplung 1 mit dem einen oder anderen Rädersatz eingreift, wird die Kraft der Hauptmaschine mittelst der Gegenrolle, Schraube, Hebel, Bund und Gleitstange D dazu gebraucht, die Flügel der Schraube um ihre Achse zu drehen, d. h. deren Stellung zu

verändern oder je nach Erfordernifs die Richtung der Triebkraft umzukehren. An Stelle der Zahnräder K K¹ können vortheilhaft auch Bandbremsen in Anwendung kommen. Der Einrückhebel P wird durch ein Handrad W auf der Commandobrücke unter Vermittelung passender Gestänge, Schrauben etc. bethätigt, wobei ein Anzeiger zur Verwendung kommen kann, der die jedesmalige Stellung der Schraubenflügel angiebt.

In vorliegendem Beispiel ist der Einrückhebel P mit einer Gleitstange i verbunden, der durch eine Zahnstange und Zahnrad z¹ mit einer verticalen Welle W³ verbunden ist, welche wieder durch Kegelzahnräder mit dem Handrad W gedreht werden kann.

Um ein zu schnelles Laufen zu verhindern, ist der Doppelhebel G mit dem Kuppelhebel P durch eine geschlitzte Stange L verbunden, welche mit dem Bolzen / des Hebels /' eingreift, wodurch, wenn die Propellerflügel die gröfste Steigung nach einer Seite hin angenommen haben, der Druck des Kuppelhebels durch das Ende der geschlitzten Stange L vermindert wird, welche den Hebel aufser Thäügkeit setzt, so dafs eine Verletzung des Schraubenreversirmechanismus unmöglich gemacht ist. Diese Wirkung ist eine Folge der Bewegung des Hebels G in der entgegengesetzten Richtung, in welcher der Hebel /' bewegt wurde, um den .Kuppelhebel in Eingriff bringen zu können.

In jeder der beschriebenen Anordnungen ist der doppelte Hebel G oder ein anderer Theil des Mechanismus durch eine Stange V oder dergleichen mit einem besonderen Drosselventil der Hauptdampfleitung verbunden, welches so angeordnet ist, dafs es die Dampfzuleitung verringert, ohne den Dampfzuflufs gänzlich abzuschneiden, so dafs die Hauptmaschine eine niedere Tourenzahl annimmt (ohne jedoch in Stillstand zu gerath.en), und so ein Durchgehen unmöglich macht, wenn bei dem Reversiren die Steigung sich so vermindert, dafs die Kanten dem Wasser dargeboten werden (wie in Fig. ι bis 3 dargestellt ist); das Ventil öffnet sich wieder, sobald die Steigung der Schrauben in der entgegengesetzten Richtung wieder zunimmt. Beim Einstellen des Drosselventils in einer der Steigung der Flügel entsprechenden Weise mufs die Maschine immer mit derselben Schnelligkeit laufen und dabei immer nur so viel Dampf verbrauchen, als zur Aufrechterhaltung dieser Geschwindigkeit und der der Schraubenflügelstellung entsprechenden Arbeit entspricht. Wenn jedoch die Schraube so construirt ist, dafs'die Flügel beim Reversiren flach dem Wasser dargeboten werden (was in der That eintritt, wenn durch die Bogen 1-1 und 2-2 in Fig. 8 gedreht), so mufs das Dämpfen der Maschinenkraft ungebührlicher Beanspruchung der Flügel vorbeugen.

Das in die Hauptdampfleitung eingeschaltete und von dem Umsteuerungsmechanismus beeinflufste Drosselventil ist in der Fig. 12 im Schnitt und in der Fig. 13 in Aufsicht gezeichnet. Dasselbe besteht wie gewöhnlich aus dem Gehäuse Y und der Drosselklappe Z. Die Drosselklappe Z schliefst jedoch den Dampf nie ganz ab, sondern ist an beiden Seiten etwas verkürzt, so dafs auch hier bei anscheinend völligem Geschlossensein des Drosselventils doch noch Dampf genug durch die Oeffnungen V¹V¹ hindurch kann, um die Maschine in langsamerem Gange zu erhalten. Durch den Arm v" und die Stange ν steht die Drosselklappe mit dem Umsteuerungsmechanismus der Schraubenflügel in Verbindung.

Anstatt die Muffe H direct mit einem Kolben zu kuppeln, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, oder sie durch die Propellerkraft zu beeinflussen, wie Fig. 6 zeigt, kann man sie auch mittelst Schraube ohne Ende oder anderer Getriebe durch eine Hülfsmaschine oder hydraulische Steuermaschine oder dergleichen bethätigen, wie ohne Weiteres einleuchtet, und dabei dieselben Mittel anbringen, um ein Durchgehen der Maschine zu verhindern.

Anstatt den Hebel G, Fig. 6, auf die Kupplung einwirken zu lassen, konnte auch der Hebel P in dem Falle, wenn die Reversirung der Flügel durch eine Hülfsmaschine vorgenommen wird, auf die Umkehrwelle der Hülfsmaschine einwirken, so dafs die letztere allmälig zum Stillstand kommt, wenn die Schraubenflügel ihre volle Steigung nach vor- oder rückwärts erreichen. In diesem Falle ist keine Reibungskupplung oder Zahnradwerk nothwendig, da die Hülfsmaschine die mit Schraube versehene Welle J direct treibt und der Kuppelhebel P der Reversirhebel der Hülfsmaschine wird, welcher Hebel durch den Steuerarm mittelst eines Hebelsystems oder dergleichen bethätigt wird, so dafs die Bewegung der Maschine aufhört, wenn die Flügel die "gewünschte Stellung eingenommen haben.

In den Fig. 8 bis 10 ist der in seiner Längsrichtung verschiebbare Theil, von welchem die Schraubenflügel ihre Drehbewegung erhalten, eine Muffe M\ auf der Propellerwelle und in der in Fig. 8 dargestellten Ausführung sind an Stelle von Hebeln und Stangen starke Zahnstangen angewendet, welche in passenden Führungen in der Nabe gleiten und in die auf dem Umfange der Flügelzapfen befindlichen Zähne eingreifen. Diese Muffe wird von dem gegabelten Ende 0 einer Gleitstange O umfafst, welche gezahnt sein kann und durch Zahnräder und Schraube P von einer verticalen Welle W¹ mittelst eines Handrades W

Claims (1)

1. in Verbindung mit Kegelrädern n> oder dergleichen angetrieben wird.

   Die Radwelle kann mit Schraubengewinde versehen sein und einen gleitenden Index w"¹ bethätigen, durch welche Anordnung zu jeder Zeit die Steigung und Richtung der Flügel zu erkennen ist.

   Fig. 8a zeigt den Grundrifs einer solchen Anordnung, welche selbst in der verschiedensten Weise modificirt werden kann. In dieser Anordnung kann die Verstellung der Flügel durch die Bogen i-i und 2-2 stattfinden, und es ist statthaft, dafs die Flügel jede dazwischen liegende Stellung nach hinten und nach vorn einnehmen, wenn das Schiff allein mittelst Segelkraft fährt.

   Ferner ist es möglich, dafs die Gleitstange O, anstatt direct durch die Gabel 0 mit der Muffe M einzugreifen, auf letztere mit Hülfe eines doppelten oder gegabelten Hebels einwirken könnte, welche in dem festen Gestell gelagert ist (ähnlich wie der Hebel G in Fig. 4)·

   Anstatt die Stange ο mit Zähnen zu versehen, kann sie auch mit Schraubengewinde versehen sein, wie bei Q, Fig. 7, gezeigt ist, und durch Rad und Mutter g bethätigt werden, welche durch eine Kette ohne Ende von der Welle r angetrieben wird, die mit Schraube und Zahnrad v¹ oder ähnlichen Mitteln mit der Spindel des besonderen Drosselventils eingreift. Der Welle r wird wie vorher durch das Handrad W Bewegung mitgetbeilt. Auch kann hier das in Fig. 4 bis 6 gezeigte Getriebe Anwendung finden, um die Muffe M zu bethätigen, welche augenscheinlich das Querhaupt C ersetzt und welche ebenso wie das letztere durch Stangen mit Armen verkuppelt sein kann, welche sich an den Drehzapfen der Flügel befinden.

   Es ist selbstverständlich, dafs überall, wo ein Handrad W vorgesehen ist, um den Mechanismus von der Brücke aus zu bethätigen, dieses auch durch einen kleinen Motor beliebiger Art ersetzt werden kann, welcher dieselben Functionen wie das Handrad übernimmt.

   Um das Reversiren oder Verstellen der Flügel kleinerer Schrauben mit der Hand bewerkstelligen zu können, werden verschiedene Glieder angewendet, um von der Brücke aus diese Bewegung hervorzubringen, immer ist der gewählte Mechanismus aber zu oben beschriebenem Zwecke mit einem Drosselventil verbunden.

   In Fig. 9 ist die Muffe M an dem hinteren Theil der Schraube angebracht und direct von einem gegabelten Winkelhebel S beeinflufst, welcher an den Ruderpfosten gelagert und mit einer Stange 5 verbunden ist, welche direct nach oben führt. Die Stange endigt in den Bolzen s^l; dieser ist auf einem Segment T angebracht, welches durch die Schraube t mit dem Handrad W angetrieben wird.

   Anstatt des Handrades kann auch ein Hebel U vorgesehen sein, welcher mit einem Schliefskeil ausgestattet ist; dieser greift in einen Quadranten u ein, und der Hebel greift mit seinem anderen Ende direct die Muffe an. Eine Stange ν führt zu dem Drosselventil.

   Wird keine Veränderung der Steigung und Aenderung der Geschwindigkeit der Schraube erfordert, so können die beiden Flügel AA auf demselben Zapfen befestigt sein, welcher durch die Nabe hindurchgeht, und wird in diesem Falle kein besonderes Drosselventil oder Regulator vorgesehen, da der Widerstand der Schraube gegen das Wasser in allen Flügelstellungen ungefähr derselbe bleibt.

   Die Art der Flügelschmierung ist in Fig. 11 dargestellt und stellt X eine beliebige, direct wirkende Dampfpumpe dar, mittelst welcher durch die Rohre χ OeI nach der feststehenden Muffe x^l geprefst wird, welche die Propellerwelle E umgiebt; ein radialer Kanal x² führt zu der Bohrung der Welle, welche durch eine passende Packung oder Lederstulpe x³ so abgedichtet ist, dafs kein OeI daselbst austreten kann.

   Das Dampfvertheilungsventil der Pumpe wird durch eine Curvenscheibe angetrieben, welche bei jeder Umdrehung der Welle so auf die Ventilspindel einwirkt, dafs in jedem Moment, wenn der Kanal x² mit der Bohrung der Muffe zusammentrifft, die Pumpe ihren Hub macht und so OeI in die Welle preist, durch welche es unter Druck weiter fliefst, bis es den Ausflufskanal y erreicht, welcher radial durch die Welle nach den Schaufeln und mittelst des Kanalsj^¹ central durch die Flügeldrehachse hindurch nach dem perforirten Kanal / führt, welcher in passender Weise längs des Randes der Schraubenflügel angebracht ist. Die Durchbohrungen des Kanalsy sind so angeordnet, dafs das OeI in einer gleichmäfsigen Schicht über die eine oder über beide Oberflächen sich verbreitet und so die Oberflächenreibung ganz bedeutend herabmindert.

   Die vorliegende Erfindung kann natürlich auch auf Propeller angewendet werden, welche durch Elektricität oder andere Kraft getrieben werden, und mufs dabei nur an Stelle des Drosselventils ein der verwendeten Kraft entsprechender Regulirmechanismus angewendet werden.

   Pateντ-Ansprüche:

   i. An Schraubenpropellern mit verstellbaren Flügeln die Anordnung von zwei Zahnrädern auf der Schraubenwelle (JEJ, welche mit zwei auf einer Nebenwelle gelagerten

   Zahnrädern in Eingriff stehen, und zwar das eine direct, das andere durch Vermittelung eines weiteren Zahnrades zu ■ dem Zwecke, je nachdem das eine oder andere der auf der Nebenwelle (J) lose angeordneten Zahnräder durch Kupplung mit derselben fest verbunden wird, die Umsteuerung der Schraubenflügel zu bewirken, wobei ein selbsttätiges Ausrücken der Kupplung durch die Vermittelung von der durch den Hebel (G) bewegten Kurbelschleife (L) einer auf der mit Gewinde versehenen Nebenwelle (J) sitzenden Mutter ebenfalls selbsttätig geschieht.

   In Verbindung mit der in Anspruch ι. gekennzeichneten Umsteuerungsvorrichtung der Flügel ein Drosselventil, gekennzeichnet durch eine mit seitlichen Ausschnitten (V¹) versehene Drosselklappe (Z), welche unter Vermittelung der Kurbelarme (V²) mit der an den Umsteuerungshebel gelenkten Stange (V) in Verbindung steht, so dafs bei der Bewegung des Steuerhebels die Drosselklappe (Z) so gedreht wird, dafs der Dampf im Verhältnifs zu der jedesmaligen, der Schraubenflügelstellung entsprechenden Kraft gedrosselt wird.

   3. An den in Anspruch 1. und 2. gekennzeichneten Schraubenflügeln die Anordnung von kleinen Löchern an der Oberfläche der Flügel, welche Löcher mit der hohlen Propellerwelle durch passende Kanäle in Verbindung stehen, so dafs das in die hohle Welle passend eingepumpte OeI eine vortheilhafte Schraubenoberflächenölung besorgt.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.