EP0231503B1 - Verstellpropeller für den Antrieb eines Wasserfahrzeugs - Google Patents

Verstellpropeller für den Antrieb eines Wasserfahrzeugs Download PDF

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EP0231503B1
EP0231503B1 EP86117737A EP86117737A EP0231503B1 EP 0231503 B1 EP0231503 B1 EP 0231503B1 EP 86117737 A EP86117737 A EP 86117737A EP 86117737 A EP86117737 A EP 86117737A EP 0231503 B1 EP0231503 B1 EP 0231503B1
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housing
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adjusting
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H3/00—Propeller-blade pitch changing
    • B63H3/02—Propeller-blade pitch changing actuated by control element coaxial with propeller shaft, e.g. the control element being rotary
    • B63H3/04—Propeller-blade pitch changing actuated by control element coaxial with propeller shaft, e.g. the control element being rotary the control element being reciprocatable

Definitions

  • the invention relates to a variable pitch propeller for driving a watercraft, in which the propeller blades are rotatably mounted with their propeller hub in a housing fastened to a motor shaft and their pitch can be adjusted by a swivel device which is operatively connected to an adjusting lever, two or more
  • a propeller hub with its associated swivel device housing is provided, which is arranged on the circumference of an inner housing and is connected to the same and the swivel devices can be actuated by a common adjustment flange.
  • variable pitch propeller of the type described above is described, with which the object is achieved to adapt the hub of the variable pitch propeller to the dimensions and the weight of a corresponding propeller with fixed blades and to make the adjusting device easily sealable to avoid contamination of the water.
  • a propeller supported on a housing which is driven by an approximately vertically arranged drive shaft via a bevel gear.
  • the housing carrying the propeller also has a channel through which the engine exhaust gases are discharged and passages provided in the propeller hub are discharged into the water.
  • the arrangement of the passages in the propeller hub can only be realized in practice if the propeller blades can be arranged firmly on the outer hub shell.
  • the propeller blades which are rotatably mounted in the hub shell, are adjustable by longitudinally displaceable scenes.
  • a curved slot in which a pin attached to the front of the blade hub is guided is recessed in each setting.
  • this pin is rotated in the curved slot, and with it the propeller blade.
  • the space between the blade hubs and the propeller shaft is filled for the accommodation and the guides of the scenes.
  • the object of the invention of the present divisional application is to further develop the variable pitch propeller of the type described in the introduction so that the hub of the variable pitch propeller can be used for discharging engine gases while maintaining similar hub diameters to propellers with fixed blades.
  • these passages expediently connect to the mouth of the exhaust gases of at least one internal combustion engine, preferably the propeller drive motor or motors.
  • Fig. 1 the end of a motor shaft 1 is shown, the end 2 is designed as a splined shaft, on which an inner housing 3 is pushed and fastened with a nut 4.
  • the inner housing 3 is a cylindrical body which has a multi-wedge sleeve 5 from the inside out, which is embedded in an elastic sleeve 6, which in turn is surrounded by a metallic sleeve 7.
  • On the circumference of the support ring 9 holding rails 10 are arranged evenly distributed, which are designed according to FIG.
  • the module 12 comprises a propeller hub 13 with a control track 14 and an adjusting piston 15 with an adjusting pin 16 projecting into the control track 14.
  • the module 12 can be used unchanged, regardless of whether two, three or four propeller blades 17 are provided .
  • Only the inner housing 3 must have a number of holding rails 10 corresponding to the number of modules 12, the diameter of the support ring 9 also being able to be adapted to the respective embodiment as required.
  • the inner housing 3 and the modules 12 represent a space-saving lightweight construction, with which it is possible to maintain similar diameters of the propeller hub, which are common in propellers with fixed propeller blades.
  • the hub construction consisting of the inner housing 3 and the modules 12 can be covered by a light outer hub 18 which, however, does not have to absorb large forces and is therefore made of a light material, e.g. Plastic that can be manufactured.
  • the inner housing 3 has an end wall 19 on which the modules 12 are supported and are held in position by a screw 20.
  • the adjusting pistons 15 are connected at one end by an adjusting flange 21 by means of screws 22.
  • the adjusting flange 21 merges on the inside into a cylindrical connecting piece 23, which forms the seat for the outer ring of an axial rolling bearing 24, the inner ring of which is mounted on an adjusting sleeve 25.
  • the axial roller bearing 24 is held in its axial position by rings 26, 27, for example snap rings, so that the adjusting pistons 15 are adjusted together when a force is exerted on the adjusting sleeve 25.
  • the adjusting sleeve 25 has two tabs 28 with bores, between which a flat bar 29 is pivotally mounted by means of a bolt 30.
  • the flat bar 29 is part of an actuating lever 31 which can be pivoted to adjust the propeller blades 17.
  • the interior of the hub formed from the inner housing 3 and the modules 12 has various free spaces 45, 46, which can be used to discharge the exhaust gases from the drive motor of the variable pitch propeller.
  • the inner housing 3 has a further sleeve 32, see FIG. 2.
  • An end cap 33, with which the hub is otherwise closed, is omitted.
  • the adjusting piston 15 is guided in two pipe sockets 34, 35, which form part of the housing 11 and are integrally connected to a hub cylinder 36.
  • the housing 11 therefore consists of the hub cylinder 36, which has an inner collar 37, and the two pipe sockets 34, 35, on the latter of which a guide web 38 is formed on the motor shaft side, which is profiled such that it is pushed onto the holding rails 10 of the support ring 9 can be.
  • the holding rails 10 and the guides 38 form a positive, play-free connection.
  • the propeller hub 13 is connected to the foot 40 of the propeller blade 17 by means of screws 39 and is guided both axially and radially on the inner collar 37 of the hub cylinder 36. Since the propeller hub 13 is slidably moved on the inner collar 37 when the propeller blades 17 are adjusted, the contacting surfaces can be coated with a sliding material. So that the propeller hub 13 and the adjusting piston 15 take up little space, a recess 41 is provided in the center of the adjusting piston, into which the propeller hub 13 protrudes and receives the adjusting pin 16 with its control path 14. When installing a propeller blade 17 in the modules 12, the propeller blade is first screwed to the propeller nose 13 in the name cylinder 36.
  • a semicircular diagonal recess is provided in the propeller hub 13 (not shown), which is rotated for the assembly of the adjusting piston until the recess is aligned with the pipe socket 34, 35, whereupon the Adjusting piston 15 can be inserted.
  • the propeller blade 17 is then rotated until the adjusting pin 16 can be inserted into the control track 14.
  • elastic sealing rings 42, 43 e.g. O-rings arranged, which seals the arm formed by the recess 41, which is filled with a lubricant, to the outside.
  • the seal to the outside at the foot 40 of the propeller blade is carried out on the bearing surface on the inner collar 37 and by sealing the screw 39, so that a completely closed space is provided, through which the lubrication of the sliding surfaces in the region of the inner collar 37 is ensured.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verstellpropeller für den Antrieb eines Wasserfahrzeugs, bei dem die Propellerblätter mit ihrer Propellernabe in einem auf einer Motorwelle befestigten Gehäuse drehbar gelagert sind und in ihrer Steigung durch eine Schwenkvorrichtung einstellbar sind, die mit einem Verstellhebel in Wirkungsverbindung steht, wobei zwei oder mehr jeweils eine Propellernabe mit ihrer zugehörigen Schwenkvorrichtung aufnehmende Gehäuse vorgesehen sind, die an den Umfang eines Innengehäuses angeordnet und mit demselben verbunden sind und die Schwenkvorrichtungen durch einen gemeinsamen Verstellflansch betätigbar sind.
  • In der genannten Patentanmeldung ist ein Verstellpropeller der vorstehend geschilderten Art beschrieben, mit welchem die Aufgabe gelöst wird, die Nabe des Verstellpropellers den Abmessungen und dem Gewicht eines entsprechenden Propellers mit festen Schaufeln anzupassen und zur Vermeidung einer Verschmutzung des Wassers die Verstellvorrichtung leicht abdichtbar zu gestalten.
  • Aus US-A 3 567 334 ist ein an einem Gehäuse abgestützter Schiffspropeller bekannt, welcher von einer annähernd vertikal angeordneten Antriebswelle über ein Kegelradgetriebe angetrieben wird. Das den Propeller tragende Gehäuse weist zudem einen Kanal auf, durch welchen die Motorabgase abgeführt und in der Propellernabe vorgesehene Durchgänge ins Wasser entlassen werden. Die Anordnung der Durchgänge in der Propellernabe ist praktisch nur dann zu verwirklichen, wenn die Propellerschaufeln fest auf dem Nabenaußengehäuse angeordnet werden können. Wird jedoch ein Schiffspropeller mit verstellbaren Propellerschaufeln eingesetzt, wie dies aus DE-C 224 613 bekannt ist, sind die in dem Nabengehäuse drehbar gelagerten Propellerschaufeln durch längs verschiebbare Kulissen verstellbar. In jeder Kulisse ist ein gebogener Schlitz ausgespart, in welchem ein an der Stirnseite der Schaufelnabe befestigter Zapfen geführt ist. Beim Verschieben der Kulisse wird dieser Zapfen in dem gebogenen Schlitz gedreht und damit auch die Propellerschaufel. Für die Unterbringung und die Führungen der Kulissen wird der zwischen den Schaufelnaben und der Propellerwelle vorhandene Platz ausgefüllt.
  • Der Erfindung der vorliegenden Teilanmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, den Verstellpropeller der eingangs beschriebenen Art so weiter auszugestalten, daß die Nabe des Verstellpropellers für die Ableitung von Motorgasen unter Einhaltung ähnlicher Nabendurchmesser wie bei Propellern mit festen Schaufeln einsetzbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der von dem Innengehäuse und den Gehäusen gebildeten Nabe von der Eintrittsseite zur Austrittsseite der Nabe sich erstreckende, freie Durchgänge vorgesehen sind.
  • Zweckmäßig schließen hierbei diese Durchgänge an die Mündung eines die Abgase mindestens eines Verbrennungsmotors, vorzugsweise des bzw. der Propeller-Antriebsmotoren, an.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Schnitt der Nabe eines teilweise dargestellten Schiffs-Verstellpropellers, und
    • Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1.
  • In Fig. 1 ist das Ende einer Motorwelle 1 dargestellt, dessen Ende 2 als Vielkeilwelle ausgebildet ist, auf der ein Innengehäuse 3 aufgeschoben und mit einer Mutter 4 befestigt ist. Das Innengehäuse 3 ist ein zylinderförmiger Körper, der von innen nach außen eine Vielkeilhülse 5 aufweist, die in einer elastischen Hülle 6 eingebettet ist, die ihrerseits von einer metallischen Hülse 7 umgeben ist. An der Hülse 7 sind drei axial verlaufende Radialstege 8 befestigt, die einen Tragring 9 abstützen. Am Umfang des Tragringes 9 sind Halteschienen 10 gleichmäßig verteilt angeordnet, die nach Fig. 2 als Schwalbenschwanzprofil ausgebildet sind und einen Halter für ein Gehäuse 11 bilden, das zusammen mit einer noch zu beschreibenden Schwenkeinrichtung als Modul 12 bezeichnet wird. Der Modul 12 umfasst ausser dem Gehäuse 11 eine Propellernabe 13 mit einer Steuerbahn 14 und einen Verstellkolben 15 mit einem in die Steuerbahn 14 ragenden Verstellzapfen 16. Der Modul 12 kann unverändert benützt werden, unabhängig davon, ob zwei, drei oder vier Propellerblätter 17 vorgesehen sind. Lediglich das Innengehäuse 3 muss eine der Zahl der Modulen 12 entsprechende Zahl Halteschienen 10 aufweisen, wobei nach Bedarf auch der Durchmesser des Tragrings 9 der jeweiligen Ausführungsform angepasst werden kann. Das Innengehäuse 3 und die Modulen 12 stellen eine platzsparende Leichtbaukonstruktion dar, mit der es möglich ist, ähnliche Durchmesser der Propellernabe einzuhalten, die bei Propellern mit festen Propellerblättern üblich sind. Die aus dem Innengehäuse 3 und den Modulen 12 bestehende Nabenkonstruktion kann durch eine leichte Aussennabe 18 abgedeckt werden, die jedoch keine grossen Kräfte aufzunehmen hat und deshalb aus einem leichten Material, z.B. Kunststoff, hergestellt werden kann.
  • Zur Aufnahme des auftretenden, axialen Schubes weist das Innengehäuse 3 eine Stirnwand 19 auf, an der sich die Modulen 12 abstützen und durch eine Schraube 20 in ihrer Lage gehalten werden.
  • Da die einzelnen Propellerblätter 17 gemeinsam verstellt werden, sind die Verstellkolben 15 an ihrem einen Ende durch einen Verstellflansch 21 mittels Schrauben 22 miteinander verbunden. Der Verstellflansch 21 geht innenseitig in einen zylindrischen Stutzen 23 über, der den Sitz für den Aussenring eines Axialwälzlagers 24 bildet, dessen Innenring auf einer Verstellhülse 25 gelagert ist.
  • Das Axialwälzlager 24 ist durch Ringe 26, 27, z.B. Sprengringe, in ihrer axialen Lage gehalten, so daß bei einer Kraftausübung auf die Verstellhülse 25, die Verstellkolben 15 gemeinsam verstellt werden. Die Verstellhülse 25 weist zwei Laschen 28 mit Bohrungen auf, zwischen denen ein Flachstab 29 mittels eines Bolzens 30 schwenkbar gelagert ist. Der Flachstab 29 ist ein Teil eines Stellhebels 31, der zur Verstellung der Propellerblätter 17 schwenkbar ist.
  • Der Innenraum der aus dem Innengehäuse 3 und den Modulen 12 gebildeten Nabe weist verschiedene freie Räume 45, 46 auf, die zur Ableitung der Abgase des Antriebsmotors des Verstellpropellers dienen können. In diesem Fall weist das Innengehäuse 3 eine weitere Hülse 32 auf, siehe Fig. 2. Dafür entfällt eine Endkappe 33, mit der sonst die Nabe abgeschlossen wird.
  • Der Verstellkolben 15. ist in zwei Rohrstutzen 34, 35 geführt, die einen Teil des Gehäuses 11 bilden und mit einem Nabenzylinder 36 integral verbunden sind. Das Gehäuse 11 besteht demnach aus dem Nabenzylinder 36, der einen Innenbund 37 aufweist, und den beiden Rohrstutzen 34, 35, an welch letzterem motorwellenseitig je ein Führungssteg 38 angeformt ist, der derart profiliert ist, daß er auf die Halteschienen 10 des Tragrings 9 aufgeschoben werden kann. Die Halteschienen 10 und die Führungen 38 bilden eine formschlüssige, spielfreie Verbindung.
  • Die Propellernabe 13 ist mittels Schrauben 39 mit dem Fuß 40 des Propellerblattes 17 verbunden und ist am Innenbund 37 des Nabenzylinders 36 sowohl axial als auch radial geführt. Da beim Verstellen der Propellerblätter 17 die Propellernabe 13 gleitend am Innenbund 37 bewegt wird, können die sich berührenden Flächen mit einem Gleitmaterial belegt sein. Damit die Propellernabe 13 und der Verstellkolben 15 wenig Platz benötigen, wird in der Mitte des Verstellkolbens eine Ausnehmung 41 vorgesehen, in welche die Propellernabe 13 ragt und mit seiner Steuerbahn 14 den Verstellzapfen 16 aufnimmt. Bei der Montage eines Propellerblattes 17 in den Modulen 12 wird zunächst das Propellerblatt mit der Propellernase 13 im Namenzylinder 36 verschraubt. Damit nun der Verstellkolben 15 in die Rohrstutzen montiert werden kann, ist in der Propellernabe 13 eine halbkreisförmige Diagonalausnehmung vorgesehen (nicht dargestellt), die für die Montage des Verstellkolbens so lange gedreht wird, bis die Ausnehmung mit dem Rohrstutzen 34, 35 fluchtet, worauf der Verstellkolben 15 eingeführt werden kann. Anschliessend wird das Propellerblatt 17 gedreht, bis der Verstellzapfen 16 in die Steuerbahn 14 eingeführt werden kann. Im Verstellkolben 15 sind an seinen Enden elastische Dichtungsringe 42, 43, z.B. O-Ringe, angeordnet, die den durch die Ausnehmung 41 gebildeten Arm, der mit einem Schmierstoff gefüllt ist, nach aussen abdichtet. Die Abdichtung nach aussen beim Fuss 40 des Propellerblattes erfolgt auf der Auflagefläche am Innenbund 37 und durch Abdichten der Schraube 39, so dass ein vollständig geschlossener Raum vorhanden ist, durch den die Schmierung der Gleitflächen im Bereich des Innenbundes 37 gewährleistet ist.
  • Werden die genannten freien Räume 45, 46 in der Propellernabe zur Durchleitung der Motorabgase verwendet, wird eine Dämpfung der turbulenten Ströhmung an der Ablaufseite des Propellers erreicht.

Claims (2)

1. Verstellpropeller für den Antrieb eines Wasserfahrzeugs, bei dem die Propellerblätter (17) mit ihrer Propellernabe (13) in einem auf der Motorwelle (1) befestigten Gehäuse (11) drehbar gelagert und in ihrer Steigung durch eine Schwenkvorrichtung einstellbar sind, die mit einem Verstellhebel (31) in Wirkungsverbindung steht, wobei zwei oder mehr jeweils eine Propellernabe (13) mit ihrer zugehörigen Schwenkeinrichtung aufnehmende Gehäuse (11) vorgesehen sind, die an dem Umfang eines Innengehäuses (3) angeordnet und mit demselben verbunden sind und die Schwenkvorrichtungen durch einen gemeinsamen Verstellflansch (21) betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der von dem Innengehäuse (3) und den Gehäusen (11) gebildeten Narbe von der Eintrittsseite zur Austrittsseite der Nabe sich erstreckende Durchgänge (45, 46) vorgesehen sind.
2. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Durchgänge der Propellernabe an die Mündung einer die Abgase mindestens eines Verbrennungsmotors, vorzugsweise des bzw. der Propeller-Antriebsmotoren, führenden Abgasleitung anschliessen.
EP86117737A 1983-09-22 1984-09-12 Verstellpropeller für den Antrieb eines Wasserfahrzeugs Expired - Lifetime EP0231503B1 (de)

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