-
Flügelradpropeller Flügelradpropeller mit achsparallelen oder annähernd
achsparallelen Flügeln zeichnen sich in der als Voith-Schneider-Propeller bekanntgewordenen
Form dadurch aus, daß die Schwingbewegungen der Flügel, die diese während jedes
Umlaufs des Propellers ausführen, beliebig gesteuert werden können, und zwar derart,
daß ohne Umkehrung,der Drehrichtung und ohne Regelung der Drehzahl der Antriebsmaschine
der durch den Propeller erzeugte Schub sowohl in seiner Größe als auch in seiner
Richtung beliebig geändert werden kann.
-
Die Schwingbewegung der Flügel wird dabei meist über ein Gestänge
von einem sogenannten Steuerzentrum abgeleitet, das seinerseits etwa von Servomotoren
entsprechend der Befehlsgabe durch Fahrthebel und Ruderrad verstellt wird. Bei der
bekanntesten Lösung dieses Flügelantriebs wird das Steuerzentrum durch einen in
der Drehachse des Propellers allseitig beweglich gelagerten Knüppel verstellt, dessen
eines Ende in die das Steuerzentrum bildende Steuerscheibe eingreift, während das
andere Ende an die Verstellservomotoren eingelenkt ist. Bei dieser Ausführung erfolgt
die Steuerung der Flügelschwingung nach rechtwinkligen Koordinaten, d. h. mit dem
Fahrthebel wird unter Zwischenschaltung eines Servomotors die Schubkraftkomponente
in
Schiffslängsrichtung und mit dem Ruderrad unter Zwischenschaltung eines weiteren,
unter rechtem Winkel zum ersten angeordneten Servomotors die querschiffs gerichtete
Komponente beeinflußt.
-
Es ist verschiedentlich versucht worden, den Steuerknüppel, der zweckmäßig
im feststehenden Gehäuse gelagert wird und deshalb das Hereingreifen feststehender
Teile in den umlaufenden Radkörper mit a11 den daraus sich ergebenden konstruktiven
Folgen bedingt, durch andere Vorrichtungen zu ersetzen. So wurde vorgeschlagen,
um eine zentrale Antriebswelle herum zwei ineinandergelagerte, unabhängig voneinander
verstellbare Exzenter mit gleicher Exzentrizität anzuordnen, von denen der äußere
Exzenter über ein Gestänge mit den Schaufeln verbunden ist. Mit einer solchen Vorrichtung
kann, sofern in der Nullstellung die beiden Exzenter derart liegen, daß ihre Exzentrizitäten
nach entgegengesetzten Richtungen zeigen, durch gleichmäßiges Verdrehen beider Exzenter
in entgegengesetzter Drehrichtung eine geradlinige Verschiebung des Steuerzentrums
und durch gemeinsames Verdrehen der beiden Exzenter in gleicher Richtung eine Verdrehung
um den Nullpunkt vorgenommen werden.
-
Eine solche Ausführung ergibt demnach die Steuerung nach Polarkoordinaten,
wobei ein Betätigungsorgan für die gleichmäßige Drehung beider Exzenter in entgegengesetzter
Richtung die Größe der Relativbewegung der Flügel gegen das Rad, d. h. die Größe
des Gesamtschubes, und das zweite Betätigungsorgan für die gemeinsame Verdrehung
beider Exzenter in gleicher Richtung die Lage der Relativbewegung, d. h. die Richtung
des Gesamtschubes, beeinflußt.
-
Wird jedoch zur Verbesserung der Manövrierfähigkeit des mit dem Propeller
ausgerüsteten Schiffes eine Steuerungsrichtung nach rechtwinkligen Koordinaten gefordert,
dann ist eine Steuerung mit zwei einfachen Exzentern nicht ohne weiteres anwendbar.
Es ist dann vielmehr eine Beeinflussungsvorrichtung erforderlich, die nicht ganz
einfach auszubilden ist und für die eine Lösung bisher noch nicht angegeben werden
konnte. Die Schwierigkeiten beruhen u. a. darauf, daß bei einer Steuerung nach Polarkoordinaten
mit zwei Betätigungsorganen und ohne zusätzlichen Beeinflussungsmechanismus bei
der Fahrt Null, also bei der Steuerung des Fahrthebels in der Nullstellung, eine
Betätigung des Ruderrades wirkungslos bleibt. Außerdem ist hierbei die Unstetigkeit
der Steuerung zu berücksichtigen, und zwar der Umstand, daß gleiche Drehwinkel verschiedene
Wirkungen haben, je nachdem ob bei Ausführung des Steuerbefehls gerade mit großem
oder kleinem Schub gefahren wird. So sind beispielsweise bei sehr kleinem Schub
für ganz kleine Änderungen desselben, wie sie etwa bei Anlegemanövern verlangt werden,
große Verstellwinkel erforderlich, während die Exzenter bei großer Fahrt für kleine
Änderungen auch nur um entsprechend kleine Winkel verdreht werden müssen.
-
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Nachteile einer
Steuerung mit zwei einfachen Exzentern zu beseitigen. Die Erfindung besteht darin,
daß zwei getrennt angetriebene Exzenterscheiben nicht ineinander mit in Nullstellung
entgegengesetzt gerichteter Exzentrizität angeordnet werden, sondern übereinander,
und zwar derart, daß ihre Exzentrizitäten in der Nullstellung senkrecht zueinander
liegen und daß außerdem die beiden Exzenterscheiben in je einer in Richtung der
Exzentrizität in Nullstellung verlaufenden Führung einer als Steuerzentrum dienenden
Führungsscheibe angeordnet sind, die ihrerseits in den beiden angegebenen Richtungen
verschiebbar gelagert ist. Diese Führungsscheibe kann etwa mittels einer Parallelführung
mit einem feststehenden Teil verbunden sein. Es ist zweckmäßig, die beiden Exzenterscheiben
mittels je eines Gleitsteines in ihren Führungen zu lagern. Da die Führungsscheibe
bei der Betätigung jedes Exzenters je eine senkrecht zu dessen Gleitsteinbewegung
gerichtete Bewegung auszuführen hat, kann die Lagerung der Führungsscheibe in Form
eines Rahmens ausgebildet werden, durch den diese in Richtung der einen Gleitsteinbewegung
geführt ist, während der Rahmen selbst in senkrechter Richtung dazu in einem feststehenden
Teil gleitet.
-
Bei einer Ausführung gemäß der Erfindung wird die kreisförmige Drehbewegung
jedes Exzenters in zwei senkrecht zueinander stehende Bewegungskomponenten aufgelöst,
von denen zwei, und zwar je eine jedes Exzenters, die zueinander senkrecht stehen,
von den Gleitsteinen in der Führungsscheibe ausgeführt werden und nach außen nicht
in Erscheinung treten, während die verbleibenden. ebenfalls senkrecht zueinander
stehenden Bewegungskomponenten von der Führungsscheibe ausgeführt werden. Die Führungsscheibe
wird demnach durch Verdrehen der Exzenter nach rechtwinkligen Koordinaten verstellt.
-
Die bei umlaufendem Propeller ohne Steuerbewegung relativ zum Schiff
stillstehende Führungsscheibe bildet das Steuerzentrum für die Flügelschwingung.
Die Flügel sind daher in geeigneter Weise mit der Führungsscheibe verbunden, etwa
derart, daß die inneren Enden des Flügelgestänges in einer Nut der Führungsscheibe
formschlüssig geführt sind oder,
wie ebenfalls an sich bekannt,
in der Weise, daß um die Führungsscheibe noch eine drehbare, mit dem Laufrad etwa
durch eine Steuergabel oder durch eine Parallelführung auf Gleichlauf gekuppelte
Steuerscheibe angeordnet wird, an die die einzelnen Flügel angelenkt sind.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen
Propeller und Abb. 2 im Schnitt nach der Linie A-A eine Draufsicht auf die Exzentersteuerung.
-
In das Innere des Radkörpers i, in dem die Flügel 2 drehbar gelagert
sind, ragt die Welle 3 mit der an ihrem inneren Ende befestigten Exzenterscheibe
4 und eine zweite, die Welle 3 umgebende Welle 5 mit der Exzenterscheibe 6 hinein.
Die beiden Exzenterscheiben liegen räumlich übereinander und sind in j e einem Gleitstein
'7 und 8 drehbar angeordnet. Die beiden Gleitsteine 7 und 8 gleiten in j e einer
Führungsbahn g und io der Führungsscheibe i i.
-
In der gezeichneten Nullstellung liegen die beiden Exzenterscheiben
so, daß sie mit ihrer Exzentrizität senkrecht zueinander stehen. Die Führungsbahn
g der Führungsscheibe i i verläuft in Richtung der Exzentrizität der Exzenterscheibe
4 (in der Bildebene) und die Führungsbahn io in Richtung der Exzentrizität der Exzenterscheibe
6 (senkrecht zur Bildebene). In Richtung der Führungsbahn g verlaufen auch die Nuten
12, in die die Keile. 13 des Rahmens 14 eingreifen. Dieser Rahmen 14 trägt auf der
gegenüberliegenden Seite noch die senkrecht zu den Keilen 13 verlaufenden Keile
15, die in entsprechenden Nuten 16 des feststehenden Gehäuseteils 17 geführt sind.
Die beiden Exzenterwellen 3 und 5 werden über je ein Schneckenrad 18 und ig angetrieben.
-
Um die Führungsscheibe i i herum ist die Steuerscheibe 2o angeordnet,
mit der die Enden 2i des Antriebsgestänges verbunden sind.
-
Die Wirkungsweise dieser Steuervorrichtung ist folgende: Zu einer
geradlinigen Verschiebung des Steuerzentrums in Abb. 2 nach rechts wird die Exzenterscheibe
6 im Sinn des angedeuteten Pfeiles 22 gedreht. Dabei gleitet der Gleitstein 8 in
seiner Führung io nach unten und die Führungsscheibe i i in ihrer Führung 12, 13
nach rechts. Die maximale Verschiebung des Steuerzentrums in dieser Richtung um
das volle Maß der Exzentrizität wird bei einer Rechtsdrehung des Exzenters 6 um
go° erreicht. Durch Verdrehen des Exzenters 6 in der entgegengesetzten Richtung
wird das Steuerzentrum nach links verschoben. Wenn angenommen wird, daß die beiden
hierdurch erreichbaren äußersten Stellungen volle Fahrt voraus und volle Fahrt zurück
bedeuten, dann wird das Schneckenrad ig direkt oder unter Zwischenschaltung geeigneter
Übertragungsmittel vom Fahrthebel angetrieben. Entsprechend wäre dann das Schneckenrad
18 für den Exzenter 3 mit dem Ruderrad zu verbinden, um durch Drehung dieses Schneckenrades
in der einen oder anderen Richtung eine Verschiebung des Steuerzentrums in Abb.2
nach oben oder unten (Backbord oder Steuerbord) zu erzielen.
-
Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf das gezeigte
Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Für die Erfüllung des wesentlichsten Erfindungsgedankens
kommt es vielmehr nur darauf an, daß bei einer Steuerung mit Exzentern die Ausführung
derart gewählt ist, daß die Drehbewegungen der Exzenter in je zwei zueinander senkrecht
stehende Komponenten zerlegt werden, von denen je eine, und zwar zwei zueinander
senkrecht stehende, auf eine gemeinsame, das Steuerzentrum der Flügelschwingung
bildende Scheibe übertragen werden.