DE8317717U1 - DEVICE FOR ADJUSTING THE SLOPE OF A PROPELLER'S LEAF - Google Patents
DEVICE FOR ADJUSTING THE SLOPE OF A PROPELLER'S LEAFInfo
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KAWASAKI JUKOGYO KABUSHIKI KAISHAKAWASAKI JUKOGYO KABUSHIKI KAISHA
Vorrichtung zum Verstellen der Steigung der Flügelblätter eines PropellersDevice for adjusting the pitch of the blades of a propeller
Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The innovation relates to a device according to the preamble of claim 1.
Diese Vorrichtung ist eine hydraulisch betriebene Axialströmungsvorrichtung und wird für Verstellpropeller oder Seitenantriebe von Seeschiffen verwendet.This device is a hydraulically operated axial flow device and is used for controllable pitch propellers or final drives used by seagoing vessels.
Wenn bei dem bekannten Verstellpropeller der gattungs gemäßen Art das Verstellkreuz verschoben wird, üben die Seiten der Nut auf den Kulissenstein eine Kraft aus, so daß der Kurbelzapfen auf einer Kreisbahn um die Drehachse der Kurbel und damit das Flügelblatt gedreht wird. Diese Kraft hat eine axiale Komponente und eine quer dazu gerichtete Komponente. Die Axialkomponente bewirkt die Drehung der Kurbel und ist größer als die Querkomponente, wenn der Verstellpropeller nur in einem begrenzten Winkelbereich um die neutrale Stellung herum verstellt werden soll. Wenn der Verstellpropeller nur um etwa 30° in jedem der Vorwärts- und Rückwärtssteigungs-Verstellbereiche verstellt werden soll, steht zum Drehen der Kuroel ein erheblicher Teil der Schubkraft zur Verfügung,If the control cross is moved in the known controllable pitch propeller of the generic type, practice the sides of the groove on the sliding block a force so that the crank pin on a circular path the axis of rotation of the crank and thus the blade is rotated. This force has an axial component and a transverse component. The axial component causes the crank to rotate and is larger than the transverse component if the controllable pitch propeller is only in a limited angular range around the neutral position should be adjusted around. If the controllable pitch propeller is only about 30 ° in each of the Forward and backward incline adjustment ranges are to be adjusted, stands for turning the Kuroel a considerable part of the thrust is available,
-A--A-
die durch die Axialkraft des Verstellkreuzes dargestellt wird.represented by the axial force of the adjustment cross will.
Man möchte jedoch den Antriebswiderstand bei speziellen Schiffen möglichst gering halten, um Brennstoff einzusparen, und dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Flügelblätter einiger Propeller in Segelstellung gebracht werden, wie es in Fig. 2(c) dargestellt ist. Um bei einer herkömmlichen Einrichtung dieser Art die Flügelblätter in die Segelstellung zu bringen, muß das Verstellkreuz um 90° gegenüber der neutralen Stellung verdreht werden, wobei sich der Kulissenstein in einem Totpunkt befindet, weil die axiale Kraftkompunente weitgehend Null ist.However, one would like the drive resistance for special ones Keeping ships as small as possible in order to save fuel, and this can be achieved by that the blades of some propellers are brought into the sail position, as shown in Fig. 2 (c) is. In order to bring the blades into the feathered position in a conventional device of this type, the adjustment cross must be rotated by 90 ° in relation to the neutral position, whereby the sliding block is in a dead center because the axial force component is largely zero.
Zur Lösung dieses Problems hat man bislang die Stellung des Flügelblattes auf der Kurbel so gewählt, daß die Segelstellung mit einer Stellung des Kulissensteins zusammenfällt, die gegenüber dem Totpunkt verschoben ist. Die Vorwärts- und Rückwärtssteigungs-Verstellbereiche sind dann gegenüber denjenigen Stellungen verschoben, in denen sie symmetrisch zu beiden Seiten der neutralen Stellung liegen. Insbesondere in dem Rückwärtssteigungs-Verstellbereich wird der Druck des Verstellkreuzes wegen der verringerten Axialkraftkomponente nicht vollständig ausgenutzt, um die Kurbel zu drehen.To solve this problem, the position of the blade on the crank has so far been chosen so that the Sail position coincides with a position of the sliding block that is shifted from dead center is. The forward and backward pitch adjustment ranges are then opposite those positions shifted, in which they lie symmetrically on either side of the neutral position. Especially in the The backward incline adjustment range is the pressure of the adjustment cross because of the reduced axial force component not fully used to turn the crank.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, durch die der Propeller mit höherem Wirkungsgrad verstellt werden kann.The innovation is based on the task of a device specify the generic type through which the propeller is adjusted with higher efficiency can be.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Schutzanspruch 1 gekennzeichnet.The solution to this problem is characterized in claim 1 for protection.
Bei dieser Lösung kann der Kulissenstein keine Totpunktlage einnehmen.With this solution, the sliding block cannot have a dead center position take in.
Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Further developments are characterized in the subclaims.
Die Neuerung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen: 10The innovation and its developments are described below with reference to the drawing of preferred exemplary embodiments described in more detail. It show: 10
Fig. 1 einen Axialschnitt eines Teils des Verstellpropellers ,1 shows an axial section of part of the controllable pitch propeller,
Fig. 2a-2c jeweils in schematischer Form die Vorwärts-, Rückwärts- und Segelstellung der Flügelblätter des Propellers,2a-2c each in schematic form the forward, backward and sail position of the Propeller blades,
Fig. 3a-3c in vergrößerter schematischer Darstellung die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig.FIGS. 3a-3c show, in an enlarged schematic representation, the mode of operation of the device according to FIG.
1,1,
Fig. 4 einen Graphen, der die Abhängigkeit des Drehmoments der Kurbel nach den Fig. 3a bis 3c bei verschiedenen Steigungen der Flügelblätter des Propellers darstellt, undFig. 4 is a graph showing the dependence of the torque the crank according to FIGS. 3a to 3c with different pitches of the blades of the propeller, and
Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie die nach den Fig. 3a bis 3c, die jedoch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.5 is a view similar to that of FIGS. 3a to 3c, but showing a further exemplary embodiment of the invention.
Nach Fig. l hat der Verstellpropeller mehrere Flügelblätter, die auf einer Nabe 3 gelagert sind. Die Nabe 3 ist ihrerseits auf einer Welle 2 gelagert, die durch eine (nicht dargestellte) Antriebsmaschine gedreht wird. Die Steigung der Flügelblätter wird durch eine hydraulische Hilfskrafteinrichtung 4 verändert, dieAccording to Fig. L the controllable pitch propeller has several blades, which are mounted on a hub 3. The hub 3 is in turn mounted on a shaft 2, which by a prime mover (not shown) is rotated. The pitch of the wing blades is determined by a hydraulic auxiliary power device 4 changed, the
in der Nabe 3 vorgesehen ist. Die Einrichtung 4 hat ein Verstellkreuz 21, das in der Nabe 3 axia.1 in Bezug auf die Welle 2 hin- und herverschiebbar ist. Das Verstellkreuz 21 ist mit einer in der Mitte durchgehenden Axialbohrung 6a und einer weiteren Axiaibohrung 6b in einem vorderen Verlängerungsteil versehen. Die Bohrungen 6a und 6b sind an eine Mehrfachrohr-Fluidverbindung 5 angeschlossen, die in einer Bohrung der Welle 2 vorgesehen ist und einen Teil eines hydraulischen Systems zur Beaufschlagung der einen Bohrung 6a oder der anderen Bohrung 6b bildet.is provided in the hub 3. The device 4 has an adjustment cross 21, which in the hub 3 axia.1 in relation can be pushed back and forth on the shaft 2. The adjustment cross 21 is continuous with one in the middle Axial bore 6a and a further axial bore 6b provided in a front extension part. the Bores 6a and 6b are in multiple pipe fluid communication 5 connected, which is provided in a bore of the shaft 2 and part of a hydraulic Forms system for acting on the one hole 6a or the other hole 6b.
Das hintere Ende des Verstellkreuzes 21 ist mit seinem Umfang in einem Hilfszylinder 9 verschiebbar gelagert, der am hinteren Ende der Nabe 3 befestigt ist. Diese Teile bilden eine Hilfskammer 10 im Zylinder 9, und die Kammer 10 steht mit der mittleren Bohrung 6a in Verbindung. Das Verstellkreuz 21, die Nabe 3 und eine Trennwand 7, die am vorderen Ende der Nabe 3 ausgebildet ist, begrenzen eine weitere Hilfskammer 11, die mit der anderen Bohrung 6b verbunden ist. Durch das Druckfluid in der einen oder anderen Kammer wird auf das eine Ende des Verstellkreuzes 21 eine Kraft ausgeübt, durch die es in der Nabe 3 axial verschoben wird.The rear end of the adjustment cross 21 is with his The circumference is mounted displaceably in an auxiliary cylinder 9 which is fastened to the rear end of the hub 3. These Parts form an auxiliary chamber 10 in the cylinder 9, and the chamber 10 stands with the central bore 6a in Link. The adjustment cross 21, the hub 3 and a partition 7, which are formed at the front end of the hub 3 delimit another auxiliary chamber 11 which is connected to the other bore 6b. By the pressure fluid in one or the other chamber is a force on one end of the adjustment cross 21 exercised through which it is axially displaced in the hub 3.
Die Fußenden der Flügelblätter 1 sind jeweils an einer Kurbel 27 befestigt, die einen Kurbelzapfen 28 mit einem diesen umgebenden Kulissenstein 22 aufweist. Die Kurbel 27 hat die Form einer runden Scheibe und wird auch als "Zapfenscheibe" bezeichnet. Sie ist in der Wand der Nabe 3 drehbar gelagert.The foot ends of the blades 1 are each attached to a crank 27 which has a crank pin 28 with has a sliding block 22 surrounding it. The crank 27 has the shape of a round disc and is also known as a "pin washer". It is rotatably mounted in the wall of the hub 3.
Nach den Fig. 3a bis 3c ist jeder Kurbelzapfen 28 exzentrisch zur Drehachse 27a seiner Kurbel 27 angeordnet. Der Kulissenstein 22 ist auf dem Kurbelzapfen 28 drehbar gelagert.According to FIGS. 3a to 3c, each crank pin 28 is arranged eccentrically to the axis of rotation 27a of its crank 27. The sliding block 22 is rotatably mounted on the crank pin 28.
Das Verstellkreuz 21 ist in der durch die Pfeile 25 angedeuteten Axialrichtung verschiebbar gelagert. Das Verstellkreuz 21 hat eine bogenförmig gekrümmte Führungsnut 23 in jeder einem Hügelblatt zugekehrten Seite, in der der zugehörige Kulissenstein 22 verschiebbar geführt ist, um die Axialbewegung des Verstellkreuzes 21 in eine Drehbewegung des Zapfens 28 und der Kurbel 27 um die Achse 27a umzuformen. Wenn daher beispielsweise in die hintere Kammer 10 Öl gedruckt wird, verschiebt sich das Verstellkreuz 21 nach vorn, wobei es den Kulissenstein 22 längs der Nut 23 verschiebt. Dadurch wird die Kurbel 27 um ihre Achse 27a gedreht und die Steigung der Flügel blätter 1 verändert.The adjustment cross 21 is mounted displaceably in the axial direction indicated by the arrows 25. The adjustment cross 21 has an arcuately curved guide groove 23 in each one facing a hill leaf Side in which the associated sliding block 22 is slidably guided around the axial movement of the adjustment cross 21 into a rotary movement of the pin 28 and the crank 27 about the axis 27a. If, for example, oil is pressed into the rear chamber 10, the adjustment cross is displaced 21 forward, moving the sliding block 22 along the groove 23. This makes the crank 27 rotated about its axis 27a and the pitch of the blades 1 changed.
Wie die Fig. 3a und 3b zeigen, ist die Nut 23 so gekrümmt, daß, wenn sich der Kulissenstein 22 in einem vorbestimmten Vorwärtssteigungs- und Rückwärtssteigungs-Verstellbereich M des Flügelblatts befindet, die Tangente 24 an die Kurve der Nut 23 an der Stelle wo sich der Kulissenstein 22 befindet, nicht parallel sondern etwa senkrecht zur Richtung 25 der Hin- und Herbewegung des Verstellkreuzes verläuft. Die Seiten des Kulissensteins 22 sind vorzugsweise ebenso gekrümmt wie die Seiten der Nut 23.As FIGS. 3a and 3b show, the groove 23 is curved so that when the sliding block 22 is in a predetermined forward pitch and backward pitch adjustment range M of the blade is located, the tangent 24 to the curve of the groove 23 at the point where the sliding block 22 is located, not parallel but approximately perpendicular to the direction 25 of the back and forth Movement of the adjustment cross runs. The sides of the sliding block 22 are preferably also curved like the sides of the groove 23.
Wenn das Verstellkreuz 21 im normalen Verstellbereicl· der in den Fig. 3a und 3b dargestellt ist, nach vorn oder rechts verschoben v/ird, und zwar aus der Lage nach Fig. 3a in die Lage nach Fig. 3b, wird der Kulis senstein längs der Nut 23 zunächst nach oben und danr nach unten verschoben, so daß die Kurbel 27 im Uhrzeigersinne gedreht wird, um die Steigung der Flügelblätter zu ändern. Wie bereits erwähnt wurde, verlau-If the adjustment cross 21 is in the normal adjustment range which is shown in FIGS. 3a and 3b, moved forward or to the right, namely out of position According to Fig. 3a in the position of Fig. 3b, the Kulis is senstein along the groove 23 first up and then shifted downwards so that the crank 27 is rotated clockwise to the pitch of the blades to change. As already mentioned,
3b fen diejenigen Teile der Seiten der Nut, an denen der Kulissenstein anliegt, in diesem Verstellbereich3b fen those parts of the sides of the groove on which the sliding block rests in this adjustment range
im wesentlichen senkrecht zur Linie 25. Nach Fig. 3a wird im Verstellbereich M auf die Kurbel 27 ein Drehmoment ausgeübt, das gleich dem Produkt aus der Hauptkraftkomponente Fr (= Fcos Θ) der Kraft F des Verstellkreuzes 21, die senkrecht zu dem durch die Achse des Kulissensteins 22 verlaufenden Radius gerichtet ist, und dem radialen Abstand La des Kulissensteins 22 von der Verstellkreuzachse 27a ist.substantially perpendicular to the line 25. According to FIG. 3a, a crank 27 is activated in the adjustment range M Torque exerted equal to the product of the main force component Fr (= Fcos Θ) of the force F des Adjusting cross 21, which is directed perpendicular to the radius running through the axis of the sliding block 22 is, and the radial distance La of the sliding block 22 from the adjustment cross axis 27a.
wie Fig. 3c zeigt, ist die Nut 23 ferner so gekrümmt, daß, wenn der Kulissenstein 22 die Segelstellung N einnimmt, in der das Flügelblatt die Stellung nach Fig. 2c aufweist, die Tangente 26 an die Kurve der Nut 23 an der Stelle, wo sich der Kulissenstein 22 befindet, nicht senkrecht, sondern unter einem spitzen Winkel von vorzugsweise etwa 45° zur Richtung 25 verläuft. Infolgedessen gibt es keinen Totpunkt für den Kulissenstein 22, wenn er sich in oder in der Nähe der Segelstellung N befindet. Wenn die Tangente 26 daher unter einem Winkel von 45° verläuft, wie es in Fig. 3c dargestellt ist, kann die Kurbel 27 durch das Drehmoment, das gleich dem Produkt der Komponente F cos 45° der senkrecht zur Tangente 26 gerichteten Kraft F und dem Abstand Lb des Kulissensteir.s 22 von der Achse 27a ist, leicht in den normalen Verste.Mbereich M zurückgedreht werden.As Fig. 3c shows, the groove 23 is also curved so that when the sliding block 22 is the sail position N assumes, in which the blade is in the position of FIG. 2c, the tangent 26 to the curve of Groove 23 at the point where the sliding block 22 is located, not perpendicular, but under a pointed An angle of preferably approximately 45 ° to the direction 25 runs. As a result, there is no dead center for the Sliding block 22 when it is in or near the feathering position N. When the tangent is 26 therefore runs at an angle of 45 °, as shown in Fig. 3c, the crank 27 can through the torque, which is equal to the product of the component F cos 45 ° of that directed perpendicular to the tangent 26 Force F and the distance Lb of the sliding block 22 from the axis 27a is slightly within the normal range M can be turned back.
Fig. 3 veranschaulicht diesen Sachverhalt graphisch, d.h. die Abhängigkeit des effektiven Drehmoments, das auf die Kurbel 27 ausgeübt wird, von den verschiedenen Winkelstellungen.Fig. 3 illustrates this situation graphically, i.e. the dependence of the effective torque, which is exerted on the crank 27, from the various angular positions.
Die vorstehend geschilderte Ausführung ist vorteilhaft, wenn ein Schiff nicht die volle Antriebskraft benötigt, z.B. wenn es manövriert. Hierbei können einige seiner Propeller in Nullstellung gebracht undThe design described above is advantageous when a ship does not have full propulsion power needed, e.g. when maneuvering. Here, some of its propellers can be brought to zero and
nicht mehr gedreht werden, um den Antriebswiderstand zu verringern. Die rotierenden Propeller können demzufolge mit höherem Antriebswirkungsgrad arbeiten.can no longer be rotated to reduce the drive resistance to reduce. The rotating propellers can therefore work with a higher propulsion efficiency.
Fig. 5 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel dar, bei dem die Kurbel 27 eine bogenförmig gekrümmte Führungsnut 31 und das Verstellkreuz 21 einen Kulissenstein 32, der in der Nut 31 verschiebbar geführt ist, aufweist. Das Flügelblatt ist unter einem solchen Winkel an der Kurbel 27 befestigt, daß der Propeller die Vorwärtssteigung aufweist, wenn sich die Nut 31 in der durch die ausgezogene Linie dargestellten Stellung befindet, die Rückwärtssteigung aufweist, wenn sich die Nut 31 in der gestrichelt dargestellten Lage oofindet, und die Segelstellung einnimmt, wenn sich die Nut 31 in der strichpunktierten Stellung befindet. Wie bei der., ersten Ausführungsbeispiel verläuft die Tangente an die Seiten der Nut 31 nicht senkrecht zu einer radialen Linie, die durch die Drehachse der Kurbel 27 und den Kulissenstein verläuft. Die iangente verläuft stets unter einem spitzen Winkel zu dieser Radiallinie.Fig. 5 shows a second embodiment, in which the crank 27 has an arcuately curved guide groove 31 and the adjustment cross 21 a sliding block 32 which is guided displaceably in the groove 31, having. The blade is attached to the crank 27 at such an angle that the propeller has the forward slope when the groove 31 is in the position shown by the solid line is located, which has the backward slope when the groove 31 is in the position shown in dashed lines oofindet, and adopts the feathered position when the groove 31 is in the dot-dash position. As in the., First embodiment, the Tangent to the sides of the groove 31 not perpendicular to a radial line passing through the axis of rotation of the Crank 27 and the sliding block runs. The tangent always runs at an acute angle to this Radial line.
Claims (3)
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| DE19833321968 Ceased DE3321968A1 (en) | 1982-06-22 | 1983-06-18 | Device for controlling the pitch of the blades of a propeller |
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