DE654233C - Regeleinrichtung fuer Propeller, die mit relativ zum Propellerkoerper und taktmaessig zu dessen Drehung sich bewegenden Schaufeln arbeiten - Google Patents

Description

Bei den bisher bekannten praktisch ausgeführten Propellern, die mit relativ zum Propellerkörper und taktmäßig zu dessen Drehung sich bewegenden Schaufeln arbeiten, beispielsweise bei den Voith-Schneider-Propellern, werden die einzelnen Flügel, denen eine schwingende Bewegung erteilt werden muß, mechanisch verstellt, beispielsweise mittels einer Exzentersteuerung. Die Bewegungen der Verstellvorrichtung, die taktmäßig in Abhängigkeit von der Drehung der Propeller erfolgen, sind dynamisch einfach, erfordern jedoch einen umfangreichen, mechanisch schwierigen Bau der Verstellvorrichtung. Es sind auch schon Propeller der eingangs erwähnten Art beschrieben worden, bei denen die Drehflügel elektrisch mittels besonderer an ihrem Kopf angebrachter Elektromotoren gesteuert werden. Diesen Motoren wird d,er zur Erzielung der taktmäßigen Schwingbewegung erforderliche Strom von einem Stromerzeuger mit Hilfe entsprechender Steuerorgane zugeführt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelvorrichtung für Propeller, die mit relativ zum Propellerkörper und taktmäßig zu dessen Drehung sich bewegenden Schaufeln arbeiten, deren Verstellung aus einer bestimmten durch eine Rückstellkraft gesicherten Nullage heraus durch ein Wechselfeld erfolgt, das einem gleichstromgespeisten, mit einer der Propellerdrehzahl proportionalen Drehzahl umlaufenden Umformer entnommen wird. Erfindungsgemäß dient als Umformer ein Kontaktapparat, dessen einzelne Kontakte mit Anzapfpunkten einer an einer Gleichstromquelle liegenden Widerstandsanordnung verbunden sind, wobei diese Kontakte mit einem zur Abnahme des Wechselstroms dienenden, relativ zu den Kontakten mit einer der Propellerdrehzahl proportionalen Drehzahl umlaufenden Bürstenpaar zusammenarbeiten. Auf diese Weise erhält man eine Regelvorrichtung, die sich durch Einfachheit des Aufbaus, zuverlässiges Arbeiten und weitgehende Regelbarkeil auszeichnet.

Der von dem Umformer erzeugte Wechselstrom wird den mit den Propellerflügeln gekuppelten, zum Antrieb der Schaufeln dienen- ^ den Drehankern zugeführt. Die Rückführung der Propellerflügel in die Nullage erfolgt dadurch, daß der Drehanker entweder mechanisch oder elektrisch oder bei laufendem Propeller durch nicht balancierte Befestigung des Propellerflügels in die Ruhelage, d. h. in eine Richtung tangential zum Drehkreis der Propellerflügel zurückgebracht wird.

Mit Hilfe der elektrisch verstellbaren Flügel kann man ein mit derartigen Propellern angetriebenes Schiff ohne Steuerruder nach jeder beliebigen Richtung mit beliebiger Geschwindigkeit fortbewegen. Der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Hans Wolters in Berlin-Siemensstadt.

große Vorteil der elektrischen Einrichtungen gemäß der Erfindung besteht darin, daß man alle wichtigen zur Steuerung des Schiffes benötigten Handgriffe in einem gemeinsamen handlichen Steuergerät vereinigen kann, und ferner darin, daß man die Geschwindigkeits-,: regelung des Schiffes in einfacher Weise durch Änderung der an den Umformer angelegten Gleichspannung vornehmen kann, ίο Die Regelung der Fahrtrichtung des Schiffes wird durch gemeinsames Verdrehen des als Umformer dienenden Kontaktapparates und der diesem den Gleichstrom zuführenden Bürsten vorgenommen. Die Verstellung der Steuerorgane erfolgt zweckmäßig durch ein mechanisches oder elektrisches Fernsteuersystem. Besonders einfach wird die Anordnung, wenn man den Kontaktapparat mit dem feststehenden Teil des. Propellerantriebsmotors und die den Wechselstrom abnehmenden Bürsten mit dem Umlaufteil des Propellergehäuses verbindet.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Voith-Schneider-Propeller, der durch einen unmittelbar, d. h. unter Vermeidung eines Wellenstranges und eines Zwischengetriebes mit ihm gekuppelten Elektromotor angetrieben wird. ■ In Fig. ι ist mit 1 ein feststehendes Gehäuse bezeichnet. Fest damit verbunden sind die Statorbleche 2 des Antriebsmotors. Mit 3 ist die Statorwicklung des Antriebsmotors bezeichnet. An dem als Träger des Rotors ausgebildeten Propellergehäuse 4 sind die Rotorbleche 11 mit der Rotorwicklung 12 befestigt. . Das Propellergehäuse 4 wird von einer senkrechten Welle 6 getragen, die in dem feststehenden Gehäuse ι mittels eines Halslägers 7 und eines Führungslagers 8 gelagert ist. Die Nabe 5 des rotierenden Propellergehäuses 4 ist mit der Welle 6 verschraubt, das Gehäuse 4 selbst ist mit der Nabe 5 durch ' Arme 9 fest verbunden.

An dem Propellergehäuse 4 sitzen vier Pro_t 45 pellerflügel 10, die elektromagnetisch aus einer bestimmten Nullage heraus verstellt werden. Fest mit jedem Propellerflügel ist am oberen Ende ein Drehanker 13 verbunden. Fig. 2 zeigt ein schematisch.es Bild dieses Drehankers. " Er kann entweder polarisiert sein oder eine mit Gleichstrom erregte Wicklung tragen. Der Anker 13 wird durch eine fest mit ihm \^;erbundene Führungsstange 15 und mit dieser zusammenarbeitende Federn 16 in der Nullage gehalten. Bei dieser Stellung sind die Propellerflügel 10 so eingestellt, daß sie tangential zum Drehkreis der Propellerflügel stehen. Der dem Drehanker 13 zugeordnete Stator 17 besitzt eine der Polzahl des Drehankers entsprechende Anzahl von Magnetpolen, die durch eine Feldwicklung Ϊ4 erregt werden. In der Nullage des Propellerflügels steht der Anker 13 so, daß die Pole des Ankers und des Stators gegeneinander um . die halbe Polteilung verschoben sind. Wenn ^J die Statorwickiung erregt wird, wird der An-Jigr mitsamt dem Propellerflügel entsprechend der Stärke des Erregerströmes verdreht.

Um nun die für den Antrieb erforderliche Schwingbewegung der Propellerflügel zu bewirken, muß im Stator 17 ein Wechselfeld erzeugt werden. Hierzu dient der in Fig. 3 schematisch dargestellte Umformer. Er besteht aus einem Kollektor, der ein halbkreisförmiges Segment 18 und auf den übrigen Halbkreis gleichmäßig verteilte kleine Segmente 19 hat. Diese kleinen Segmente 19 sind mit einer entsprechend unterteilten Widerstandsanordnung 20 verbunden. Dieser Widerstandsanordnung wird durch ein Bürstenpaar 21, 22 von einer Gleichstromquelle her Strom zugeführt. Ein weiteres Bürstenpaar 23, 24, das mit derselben Drehzahl wie die Propellerwelle oder einer ihr proportionalen Drehzahl umläuft, dient dazu, den Wechselstrom zur Erregung der Drehanker abzunehmen, und zwar wird man den von diesem Bürstenpaar abgenommenen Strom zwei einander gegenüberliegenden Drehankern eines Propellers zuführen. Wenn es sich um einen Schiffspropeller handelt, der mit vier Schaufeln ausgerüstet ist, kann man für das zweite Flügelpaar einen gegenüber dem Bürstensatz 23, 24 um 90⁰ verschobenen Bürstensatz benutzen.

Es ist auch möglich, für jedes Flügelpaar getrennt eine Anordnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, zu benutzen. Man kann durch Verschieben des den Umformer speisenden Bürstenpaares 21, 22 die Kurve beeinflussen, die den räumlichen Verlauf des Wechsel- ioo feldes über eine volle Umdrehung des Propellers darstellt. Verschiebt man beispielsweise bei dem in Fig. 3 bezeichneten Umformer, dessen den Wechselstrom abnehmende Bürsten 23, 24 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn umlaufen, die den Gleichstrom zuführenden Bürsten 21,22 im Sinne des Uhrzeigers, so ergibt sich während jeder halben Propellerumdrehung bei dem an den Bürsten 23, 24 abgenommenen Wechselstrom eine Verschiebung des räumlichen. Strom- und Feldmaximums in solchem Sinne, daß dieses Maximum verhältismäßig schnell erreicht wird. Umgekehrt bewirkt eine Verschiebung des Bürstenpaares 21, 22 im entgegengesetzten Sinne, daß das Maximum verhältnismäßig langsam erreicht wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Regeleinrichtung für Propeller, die mit relativ zum Propellerkörper und takt-

   mäßig zu dessen Drehung sich bewegenden Schaufeln arbeiten, deren Verstellung aus einer bestimmten durch eine Rückstellkraft gesicherten Nullage heraus durch ein Wechselfeld erfolgt, das einem gleichstromgespeisten, mit einer der Propeller^ drehzahl proportionalen Drehzahl umlaufenden Umformer entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Umformer ein Kontaktapparat dient, dessen einzelne Kontakte mit Anzapfpunkten einer an einer Gleichstromquelle liegenden Widerstandsanordnung verbunden sind, wobei diese Kontakte mit einem zur Abnahme des Wechselstromes dienenden, relativ zu den Kontakten mit einer der Propellerdrehzahl proportionalen Drehzahl umlaufenden Bürstenpaar zusammenarbeiten.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gleichstrom zuführenden Bürsten einstellbar sind.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktapparat gemeinsam mit den den Gleichstrom zuführenden Bürsten verstellbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen