EP4023545A1 - Folding propeller - Google Patents

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EP4023545A1
EP4023545A1 EP21207957.8A EP21207957A EP4023545A1 EP 4023545 A1 EP4023545 A1 EP 4023545A1 EP 21207957 A EP21207957 A EP 21207957A EP 4023545 A1 EP4023545 A1 EP 4023545A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
propeller
locking device
hub
folding
propeller blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP21207957.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP4023545B1 (en
Inventor
Frank Despineux
Janus Milojevic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Torqeedo GmbH
Original Assignee
Torqeedo GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Torqeedo GmbH filed Critical Torqeedo GmbH
Publication of EP4023545A1 publication Critical patent/EP4023545A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP4023545B1 publication Critical patent/EP4023545B1/en
Active legal-status Critical Current
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14Propellers
    • B63H1/20Hubs; Blade connections
    • B63H1/22Hubs; Blade connections the blades being foldable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/12Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially in propulsive direction
    • B63H1/14Propellers
    • B63H1/20Hubs; Blade connections
    • B63H1/22Hubs; Blade connections the blades being foldable
    • B63H1/24Hubs; Blade connections the blades being foldable automatically foldable or unfoldable

Definitions

  • the present invention relates to a folding propeller which comprises a hub which can be driven in rotation about an axis of rotation via a drive shaft and has at least two propeller blades which are arranged on the hub such that they can be pivoted between a folded position and an unfolded position.
  • folding propellers are used in a motor drive for sailing boats.
  • auxiliary drives with folding propellers in sailing boats because of the advantageous flow properties when they are not used.
  • these are folding propellers which have two or more propeller blades which are mostly mounted transversely to the propeller hub and are essentially freely movable.
  • This principle basically allows two operating states. The first operating state occurs when the propeller blades are folded in axially backwards, which occurs, for example, when the drive shaft is at a standstill.
  • the second operating state occurs when the drive shaft rotates and is defined by the fact that the propeller blades are folded out radially outwards in order to be able to apply thrust to the boat in this way.
  • the propeller blades fold apart due to centrifugal force both when driving forwards and when reversing.
  • the propeller blades are coupled to one another at their base end in order to ensure synchronous opening of the propeller blades. This avoids strong imbalances occurring on the drive shaft when the propeller blades are opened. If the folding propeller is turned in a direction that corresponds to forward travel, the thrust generated by the propeller blades pushes the propeller blades into a fully open position from a certain opening angle of the propeller blades. Consequently, both centrifugal force and thrust generate an opening moment on the propeller blades.
  • a folding propeller comprising a hub which can be driven about an axis of rotation via a drive shaft, at least two propeller blades which are arranged on the hub such that they can be pivoted between a folded position and an unfolded position, and a propeller blade locking device which is set up to to lock the propeller blades in the deployed position.
  • the propeller blade locking device is movable relative to the hub in the direction of rotation between an initial position and a locking position.
  • the arrangement of the propeller blades on the hub which can be pivoted between a folded-in position and a folded-out position, enables two operating states.
  • the folding propeller When the propeller blades are in the folded-in position, the folding propeller is in a first operating state, in which the alignment of the propeller blades is oriented axially to the rear. This condition essentially only occurs when the drive shaft is at a standstill.
  • the folding propeller is in a second operating state, which occurs when the drive shaft rotates. In this second operating state, the alignment of the propeller blades is oriented radially outwards.
  • the folded position and/or the unfolded one Position can be predetermined end positions between which the propeller blades can be pivoted.
  • the pivotability of an individual propeller blade can be decoupled from the pivotability of other propeller blades, or the propeller blades can be coupled to one another in terms of pivotability.
  • the folding propeller can have two or three propeller blades, the pivotability of which is decoupled from the pivotability of the other propeller blades or is coupled to this.
  • a locking position is understood to mean a position of the propeller blade locking device relative to a propeller blade or to a plurality of propeller blades, in which the pivoting ability of the propeller blade or the propeller blades is restricted compared to the pivoting ability of the propeller blade or the propeller blades in the starting position.
  • the locking position can be a position in which the propeller blades are fully or partially folded out and are secured against folding in by the propeller blade locking device.
  • the locking position can be a position in which the propeller blades are fully deployed and locked in this position by the propeller blade locking device such that no pivoting of the propeller blades can occur as long as the propeller blade locking device is in the locking position relative to the hub.
  • the propeller blade locking device is connected to the drive shaft in a torsion-resistant manner, the hub being decoupled from the propeller blade locking device in the direction of rotation, the propeller blade locking device preferably having a sleeve.
  • the folding propeller thus has two components that can be moved relative to one another in the direction of rotation, the first component comprising the drive shaft and propeller blade locking device and the second component comprising the hub and the propeller blades.
  • the drive shaft and the propeller blade locking device can be designed as one component, which can be designed in one piece or can consist of several parts. Because the propeller blade locking device has a sleeve, the hub, which is decoupled from the propeller blade locking device in the direction of rotation, can be arranged inside the sleeve, for example. As a result, simple positioning and assembly of the hub, including the propeller blades pivotably arranged on the hub, can be guaranteed.
  • the hub is designed to be movable in such a way that when a torque is applied, the hub is forced to move from the starting position into the locking position.
  • forcing can mean that a stop is set between two parts that can be moved relative to one another.
  • torque is to be understood as meaning a torque on the drive shaft from which a corresponding movement of the hub relative to the propeller blade locking device takes place.
  • the hub is designed together with the propeller blades arranged on it in such a way that when a torque is applied to the drive shaft and thus also to the propeller blade locking device connected to it in a torsionally rigid manner, the hub moves from the starting position to the locking position in which the propeller blades are locked , is enforced.
  • the hub can be designed to be movable such that a movement of the hub from a starting position into a locking position in which the propeller blades are locked is forced by utilizing a torque exerted on the hub by the propeller blade locking device.
  • the torque of the drive shaft and the propeller blade locking device acts against the inhibition which is built up by the - at least partially - unfolded propeller blades, so that the propeller blade locking device is forced against the hub by the application of the torque in such a way that the aforementioned movement is achieved.
  • the hub can be designed to be movable in such a way that, by utilizing the mass inertia of the hub, the hub is forced to move from the starting position into the locking position in which the propeller blades are locked.
  • the mass inertia of the hub and the propeller blades arranged thereon can be used to support the movement of the propeller blade locking device into the locking position when a relative acceleration is applied between the components which are decoupled from one another.
  • Mass inertia is generally understood to be a moment of inertia, also called mass moment of inertia or inertial moment, which indicates the inertia of a relevant body with respect to a change in its angular velocity during rotation around the axis of rotation (torque divided by angular acceleration).
  • inertia is responsible for the movement of the propeller blade locking device from its starting position to its locking position, relative to the hub. This can be done, for example, in that an inert body, whose mass inertia is used to force the hub into the locking position when the rotation of the hub is accelerated, has a sufficient mass and a suitable bearing. How this is to be carried out in detail also depends on the angular velocity and the dimensions, which can be determined using simple tests. It is crucial that for a specific application from a desired angular acceleration of the drive shaft and the propeller blade locking device, the hub is placed in the locking position due to its mass moments of inertia relative to the propeller blade locking device.
  • the hub is connected to the drive shaft in a torsionally rigid manner, with the propeller blade locking device being decoupled from the hub in the direction of rotation, with the propeller blade locking device preferably having a sleeve.
  • the sleeve can preferably be arranged on the outside of the hub. This allows the propeller blade locking device to be easily integrated into a hub without having to make substantial modifications to the hub. Furthermore, the propeller blade locking device can be integrated into the hub without the flow in the Proximity of the folding propeller is significantly influenced by the propeller blade locking device. Finally, a sleeve is a cost-effective component that is easy to produce and that can easily be replaced or retrofitted if necessary.
  • the propeller blade locking device is designed to be movable in such a way that a movement of the propeller blade locking device from an initial position into a locking position in which the propeller blades are locked is forced by utilizing a mass inertia that occurs when the hub rotates.
  • a mass inertia is essentially responsible for the movement of the propeller blade locking device from its starting position into its locking position, relative to the hub.
  • a sufficient acceleration or a sufficient angular acceleration must be present, which leads to the relative movement being carried out.
  • the propeller blade locking device is designed to be movable in such a way that its mass inertia is specifically used to force the movement of the propeller blade locking device from the starting position into the locking position.
  • the locking function can be guaranteed solely by the propeller blade locking device.
  • the propeller blade locking device can thus be designed as a retrofit component with which conventional folding propellers can be equipped.
  • the other components of the folding propeller do not have to be modified, or only slightly so, in order to ensure the locking function of the propeller blades.
  • the effect of the mass inertia of the propeller blade locking device can optionally be supported or replaced by flow bodies that generate flow forces.
  • flow bodies can be wings, ribs, lamellae or other devices on the propeller blade locking device.
  • These airfoils are preferably configured to resist a change in rotational speed (particularly in the reverse direction) similar to the inertia of the propeller blade lock to keep the propeller blade lock stationary while the propeller spins backwards.
  • such flow bodies in particular wings
  • the direction of rotation corresponds to reverse rotation of the propeller blades.
  • the propeller blades can be opened both when driving forwards and when driving backwards, ie in both directions of rotation.
  • propeller blades If the propeller blades are driven via the drive shaft and set in rotation, they induce impulse forces on the adjacent fluid according to their blade geometry. When driving forwards, the opposing forces acting on the propeller blades increase the opening of the propeller blades. When reversing, on the other hand, it can happen that the counteracting forces that occur in the process cause an advancing moment on the propeller blades, which ultimately leads to the propeller blades folding into the folded position. This disadvantageous effect can be prevented by the propeller blade locking device.
  • the propeller blades can be designed in such a way that they also generate optimal lift when reversing. This means that reverse travel can also be initiated effectively and reliably, even at low engine speeds. This eliminates the frequently used practice of particularly increasing the speed of the hub to initiate reverse travel in order to provide sufficient centrifugal forces. As a result, the folding propeller can be used in a more environmentally friendly, reliable and quiet manner.
  • the efficiency of hydro-generation (recuperation), e.g. when sailing, can be improved by using the proposed lockable folding propeller.
  • the hydro-generation operation can thus be carried out particularly efficiently.
  • the propeller blades are mounted on a bearing journal arranged transversely to the axis of rotation.
  • the propeller blades can be folded in parallel to the axis of rotation on the one hand and pivoted into a plane of rotation that is orthogonal to the axis of rotation on the other hand.
  • the propeller blades of this design can be easily replaced and attached to the hub using commercially available bolts and/or locks.
  • the propeller blade arresting device is designed such that it is in the starting position when the drive shaft is at a standstill, in which case the propeller blades can be freely pivoted between the folded position and the unfolded position. If there is no rotation of the drive shaft and no mass moment of inertia is thereby induced, the propeller blade locking device is in the starting position relative to the hub and the propeller blades of the folding propeller can pivot freely.
  • the propeller blade locking device does not appear as a locking component when the drive shaft is at a standstill, as a result of which the folding propeller behaves like a conventional folding propeller when the drive shaft is at a standstill. Consequently, established assembly, maintenance and cleaning work can be carried out in the same way.
  • the sleeve of the propeller blade locking device has a recess and a latch in the region of each propeller blade, with the latch preferably being formed on a downstream end of the sleeve.
  • an end of the sleeve is to be understood as meaning an end face of the sleeve in the axial direction.
  • the downstream end of the sleeve is that end which is oriented downstream when the folding propeller is in forward motion.
  • the recess is preferably a partial area cut out of the outer surface of the sleeve, in which a propeller blade or a propeller blade root of a propeller blade is accommodated in the unfolded position.
  • the latch is part of the sleeve.
  • the bolt is formed in that the recess on the lateral surface of the sleeve extends only partially up to the face of the downstream end of the sleeve.
  • the remaining gap between the end of the bar and the adjoining lateral surface of the sleeve is large enough that a propeller blade can be inserted and removed through this gap into the recess.
  • the opening of the propeller blades is effected or supported by the shape of the recess or the latch in such a way that the propeller blades are folded out by a form fit which is altered by the forces between the driven propeller blade locking device and the inertial hub.
  • the propeller blade locking device has an insertion bevel that is designed in such a way that in a state in which the propeller blade locking device is not yet fully in the locking position, folding in the propeller blades results in the propeller blade locking device being reset to its starting position. Conversely, the incline causes the propeller blades to be pushed open by the incline when driving backwards.
  • the insertion bevel can be designed on the bolt, in particular on one side of the bolt, which is at the same time an edge structure of the recess.
  • the bar can have a width that tapers towards its free-standing end, the width relating to a dimension that lies in the plane of the lateral surface. The reliability of the function of the propeller blade locking device is improved by the insertion bevels.
  • the propeller blade locking device is made from one part.
  • the sleeve and bolt can be milled from one part, but in principle any type of primary shaping, in particular casting, forging or the like, is also conceivable.
  • the sleeve and/or the bolt can also be connected with any type of joining.
  • the locking bar can be adapted to the sleeve in the following shape or it can also be freely connected to it.
  • the propeller blade locking device and/or the propeller blades preferably have a metallic material.
  • using a metallic material has the advantage that the mass moment of inertia of the same is increased. As a result, the reliability and predictability of the propeller blade locking device and ultimately the folding propeller with such is improved.
  • the propeller blade locking device is designed to lock the propeller blades in an unfolded position during towing of the folding propeller, so that the propeller blades auto-rotate, the propeller blade locking device preferably being designed to allow the propeller blades to auto-rotate for energy recovery from a speed of about 5 knots .
  • the propeller blade locking device can have a recess and/or a latch for this purpose, which are designed in such a way that locking is also ensured when driving forward.
  • the propeller blades are designed in such a way that the initial opening of the propeller blades takes place using centrifugal force, preferably with the propeller blades having a metallic material, in particular a metal alloy.
  • the initial opening of the propeller blades can take place from the initial folded position using centrifugal forces.
  • a reliable and predictable function of the folding propeller can be achieved as a result.
  • further technical means for opening the propeller blades can be dispensed with by utilizing centrifugal forces for the initial opening of the propeller blades. Consequently, the propeller blades can be freely pivoted on the hub.
  • the use of a metallic material for the propeller blades has the advantage that the initial opening of the blades, which is based on centrifugal force, is simplified by the corresponding mass of the propeller blades. This improves the reliability and predictability of the propeller blade locking device and ultimately the folding propeller with one.
  • the object of the present invention is further achieved by means of a drive for a boat with a folding propeller as described herein. Furthermore, the object of the present invention is achieved by means of a boat with such a drive.
  • figure 1 1 is a schematic view of a folding propeller 10 according to a first embodiment in a folded position Z1.
  • the folding propeller 10 includes a hub 2 which is decoupled from the drive shaft 4 in the direction of rotation D. At the hub 2, two propeller blades 6a, 6b are pivotally mounted.
  • the hub 2 can be driven via the drive shaft 4 about a schematically illustrated axis of rotation A, namely via a propeller blade locking device 8 which is connected to the drive shaft 4 in a fixed and therefore torsionally rigid manner.
  • the hub 2 and the propeller blades 6a, 6b arranged on it form a first component which is mounted decoupled in the direction of rotation D in a further component consisting of the drive shaft 4 and the propeller blade locking device 8 .
  • the propeller blades 6a, 6b are between a folded position Z1 and an unfolded position Z2 (e.g. in figure 2 shown) pivotally mounted on the hub 2.
  • the propeller blade locking device 8 is set up to lock the propeller blades 6a, 6b in the unfolded position Z2, in order in this way to prevent (partial) folding in of the propeller blades 6a, 6b, for example when reversing, when stopping or during hydrogeneration.
  • the propeller blade locking device 8 is designed as a sleeve 14 .
  • the sleeve 14 has a recess 16 formed in its lateral surface and a latch 18 formed at the downstream end of the sleeve 14 .
  • the sleeve 14 The propeller blade arresting device 8 formed here is, together with the drive shaft 4 fastened to it, relative to the hub 2 in the direction of rotation D between an initial position Z10 and an arresting position Z20 (e.g. in figure 3 shown) movable.
  • a relative movement between the hub 2 and the sleeve 14 can be achieved by utilizing the torque exerted by the sleeve 14 on the hub 2, which occurs when the drive shaft 4 and thus the propeller blade locking device 8 in the form of the sleeve 14 rotates.
  • the hub 2, together with the propeller blades 6a, 6b arranged on it, is impeded by its movement through the water, so that it accordingly provides a counter-torque and by the torque exerted on the propeller blade locking device 8 on the hub 2, a movement between the propeller blade locking device 8 and the hub 2 is caused.
  • This allows a movement of the sleeve 14 relative to the hub 2 from a starting position Z10, as shown in figure 1 , to a Z20 detent position, as shown in figure 3 , to be forced.
  • figure 2 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the first embodiment in an unfolded position Z2, with the propeller blade locking device 8 still being in the initial position Z10 relative to the hub 2.
  • the representation shown corresponds approximately to the case that arises when the folding propeller 10 is in forward motion. Accordingly, the direction of rotation D is one that corresponds to forward travel.
  • the unfolding of the propeller blades 6a and 6b from the in figure 1 The folded-in position Z1 shown in the folded-out position Z2 is effected by rotating the drive shaft 4 together with the propeller blade locking device 8, which ultimately acts on the hub 2 via the propeller blades 6a, 6b.
  • a centrifugal force or centrifugal force acts on them, which promotes the opening of the propeller blades 6a, 6b and thereby generates an opening moment on the propeller blades 6a, 6b.
  • an opening moment acts on the propeller blades 6a, 6b when a rotation of the hub 2 is applied and the resulting simultaneous application of a forward thrust.
  • the propeller blade locking device 8 in the form of a sleeve 14 typically in its initial state Z10.
  • the propeller blade locking device 8 can also be designed in such a way that the folding propeller 10 is also locked via the propeller blade locking device 8 in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel. In this way, the propeller blades 6a, 6b can be locked both by “sharp” turning backwards and by “sharp” turning forwards.
  • FIG 3 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the first embodiment in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in a locking position Z20.
  • the illustration shown corresponds, for example, to the case that arises when the folding propeller 10 is driven in reverse. Accordingly, the direction of rotation D corresponds to that of reverse travel. Since in this direction of rotation D a feeding moment acts on the propeller blades 6a, 6b via the reverse thrust S R - for example due to the flow of the surrounding water and the exertion of the backward thrust S R directed in the closing direction of the propeller blades 6a, 6b - the feeding moment competes at Propeller blade with the centrifugal force acting on the propeller blade. Consequently, locking of the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is necessary or provided.
  • the proposed propeller blade locking device 8 in the form of a sleeve 14 and the hub 2 are designed in such a way that by utilizing the torque applied to the hub 2, which occurs when the drive shaft 4 rotates, a movement of the hub 2 relative to the sleeve 14 in the locking position Z20 is enforced. In this position, the propeller blades 6a, 6b are locked in the locking position Z20.
  • the difference between the starting position Z10 and the locking position Z 20 can be clearly seen from a comparison of Figures 2 and 3 derive From this it can be seen that the change in the direction of rotation D from the Forward travel in reverse travel means that the sleeve 14 in the latter case, cf.
  • FIG. 3 is rotated relative to the hub 2 in such a way that the sleeve 14 adjoins the propeller blade 6a with another flank, namely with the opposite flank of the recess 16 in which the relevant propeller blade 6b is located.
  • FIG 4 a schematic view of a folding propeller 10 according to a second embodiment is shown in a folded position Z1.
  • the folding propeller 10 comprises a hub 2 which can be driven about an axis of rotation A via a drive shaft 4 (shown schematically). Furthermore, the folding propeller 10 comprises at least two propeller blades 6a, 6b, which can be moved between a folded position Z1 as shown and an unfolded position Z2 (for example in figure 5 shown) are arranged pivotably on the hub 2. In addition, the folding propeller 10 comprises a propeller blade locking device 8 which is movably coupled to the hub 2 and is set up to lock the propeller blades 6a, 6b in the unfolded position Z2 in order in this way to (partially) fold in the propeller blades 6a, 6b, for example when reversing, stopping or hydro-generation.
  • the propeller blade locking device 8 is designed as a sleeve 14 .
  • the sleeve 14 has a recess 16 formed in its lateral surface and a latch 18 formed at the downstream end of the sleeve 14 .
  • the locking bar 18 has an insertion bevel 20 .
  • the propeller blade locking device 8 embodied as a sleeve 14 is in this case relative to the hub 2 in the direction of rotation D between an initial position Z10 and a locking position Z20 (e.g. in figure 6 shown) freely movable.
  • a relative movement between the hub 2 and the sleeve 14 can be achieved by utilizing the mass inertia of the sleeve 14, which occurs when the hub 2 accelerates.
  • figure 5 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment in an unfolded position Z2, with the propeller blade locking device 8 still being in the starting position Z10.
  • the representation shown corresponds approximately to that Case that occurs when the folding propeller 10 is in forward motion. Accordingly, the direction of rotation D is one that corresponds to forward travel.
  • the unfolding of the propeller blades 6a and 6b from the in figure 4 The folded-in position Z1 shown, into the unfolded position Z2, is effected by a rotation of the hub 2 and the centrifugal force acting above it on the propeller blades 6a, 6b.
  • an opening moment acts on the propeller blades 6a, 6b when a rotation of the hub 2 is applied and the resulting simultaneous application of a forward thrust.
  • the propeller blades 6a, 6b are moved to the unfolded position Z2 by the centrifugal force and the applied forward thrust.
  • the propeller blade locking device 8 in the form of a sleeve 14 typically in its initial state Z10.
  • the propeller blade locking device 8 can also be designed in such a way that the folding propeller 10 is also locked via the propeller blade locking device 8 in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel. In this way, the propeller blades 6a, 6b can be locked both by “sharp” turning backwards and by “sharp” turning forwards.
  • FIG 6 a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment is shown in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in a locking position Z20.
  • the illustration shown corresponds, for example, to the case that arises when the folding propeller 10 is driven in reverse. Accordingly, the direction of rotation D corresponds to reversing. Since in this direction of rotation D an advancing torque acts on the propeller blades 6a, 6b - for example due to the flow of the surrounding water and the exertion of the thrust directed in the closing direction of the propeller blades 6a, 6b - it is necessary or possible to lock the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 . intended.
  • the proposed propeller blade locking device 8 is designed in the form of a sleeve 14 such that a movement of the sleeve 14 into the locking position Z20 is forced by utilizing the mass inertia of the sleeve 14 that occurs when the hub 2 accelerates. In this position, the propeller blades 6a, 6b are locked in the locking position Z20.
  • the difference between the starting position Z10 and the locking position Z20 can be clearly seen from a comparison of the figures 5 and 6 derive From this it can be seen that the change in the direction of rotation D from forward travel to reverse travel results in the sleeve 14 in the latter case, cf.
  • FIG. 6 is rotated relative to the hub 2 such that the sleeve 14 abuts the propeller blade 6a. This takes place in that the inertia of the sleeve 14, which occurs when the hub 2 accelerates, is used to force a relative movement of the sleeve 14 from an initial position Z10 into a locking position Z20.
  • figure 7 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment in a position that lies between the folded position Z1 and the unfolded position Z2.
  • figure 7 serves essentially to illustrate a transitional state of the unfolding process of the propeller blades 6a, 6b. From the representation of figure 7 it can be seen that, if the hub 2 is driven in reverse, the locking of the propeller blades 6a, 6b takes place via the bolt 18. The latter can take the propeller blades 6a, 6b with the help of the insertion bevels 20 before they are fully unfolded.
  • figure 8 shows a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in an initial position Z10. From the figure in figure 8 It can be seen that the propeller blades 6a, 6b are each mounted via a bearing journal 12 which is arranged transversely to the axis of rotation A. In the figure 8 The representation shown corresponds to the case in which the folding propeller 10 is driven in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel. Since in this direction of rotation D no advancing torque acts on the propeller blades 6a, 6b, locking the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is not absolutely necessary.
  • the propeller blade locking device 8 remain in the form of a sleeve 14 in an initial state Z10.
  • the propeller blade locking device 8 can also be designed in such a way that the folding propeller 10 is also locked via the propeller blade locking device 8 in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel.
  • FIG 9 a schematic side view of the folding propeller 10 according to the second embodiment is shown in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in a locking position Z20.
  • the folding propeller 10 is driven in the direction of rotation D, which corresponds to reverse travel. Since in this direction of rotation D an advancing torque acts on the propeller blades 6a, 6b, locking of the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is necessary or provided.
  • the propeller blade locking device 8 is designed in the form of a sleeve 14 such that a movement of the sleeve 14 into the locking position Z20 is forced by utilizing the mass inertia of the sleeve 14 that occurs when the hub 2 rotates. In this position, the propeller blades 6a, 6b are locked in the locking position Z20.
  • FIG 10 a schematic side view of a folding propeller 10 according to a third embodiment is shown in a first position Z110.
  • the folding propeller 10 according to the third embodiment also includes a hub 2 which can be driven about an axis of rotation A via a drive shaft 4 .
  • the third embodiment comprises two propeller blades 6a, 6b, which are arranged on the hub 2 so that they can pivot between a folded-in position Z1 (shown in phantom) and an unfolded position Z2.
  • the third embodiment includes a propeller blade locking device 8 coupled to the hub 2, which is set up to lock the propeller blades 6a, 6b in the second, unfolded position Z2.
  • the propeller blade locking device 8 includes a thread 22.
  • the propeller blade locking device 8 is designed to be movable relative to the hub 2 in the direction of rotation D in such a way that by utilizing a mass inertia that occurs when the hub 2 rotates, a movement of the propeller blade locking device 8 from an initial position Z10 into a locking position Z20 (not in figure 10 pictured) is enforced.
  • An attachment and a thread 22 are arranged on the drive shaft 4 .
  • the hub 2 can be screwed onto the thread 22 .
  • the special feature of the hub 2 is that due to the thread 22 the entire hub 2 can be screwed on and off the drive shaft 4 in the direction of the axis of rotation of the drive shaft 4 .
  • This screw mechanism is actuated due to the inertia of the hub 2 and the drive shaft 4 .
  • the propeller blades 6a, 6b are freely pivotable via bearing journals 12 transverse to the axis of rotation A.
  • the propeller blades 6a, 6b are pivoted in a synchronized manner along their propeller blade roots via a toothed rack 24.
  • the propeller blades 6a, 6b can also be controlled via the toothed rack 24.
  • the influencing of the propeller blades 6a, 6b is also initiated via a rod 26 which communicates with the rack 24.
  • This force which is only effective in one direction, makes it possible, for example, to fold in the propeller blades 6a, 6b while driving forward.
  • the hub 2, the propeller blades 6a, 6b and the toothed rack 24 can be made of any material and can in particular have plastic or metal alloys.
  • the thread 22 must be made of a metal alloy in order to withstand the torques and to ensure sliding on the threaded surface.
  • the thread 22 is preferably made of a material whose hardness differs from that of the hub 2 . This can prevent cold welding from occurring.
  • figure 11 shows a schematic side view of the folding propeller 10 according to the third embodiment of a second position Z220.
  • the propeller blades 6a, 6b are controlled via the rack 24 so that they are in the unfolded position Z2.
  • the folding propeller 10 is in a locked position, the second position Z220, which is achieved in that due to the mass inertia of the drive shaft 4 and the hub 2, the two components are screwed onto one another.
  • figure 12 12 is a schematic perspective view of a folding propeller 10 according to a fourth embodiment in an unfolded position.
  • the folding propeller 10 comprises a hub 2, which has a first hub element 2a and a second hub element 2b, the hub 2 being about an axis of rotation A is drivable.
  • the fourth embodiment further comprises two propeller blades 6a, 6b (6b not shown), which are arranged pivotably on the hub 2, and a propeller blade locking device coupled to the hub 2 in the form of a forced hub 28, which is set up to secure the propeller blades 6a, 6b, in to lock the unfolded position Z2.
  • the propeller blade locking device in the form of a forced hub 28 is designed to be movable relative to the hub 2, in particular the hub element 2b, in the direction of rotation D such that by utilizing a mass inertia that occurs when the hub 2 rotates, a movement of the propeller blade locking device in the form of a forced hub 28 is forced into a locking position Z20, in which the propeller blades 6a, 6b are locked.
  • the backward driving torque can be used for locking.
  • the two hub elements 2a and 2b can rotate freely within 90° to each other. This torsion is initiated and controlled by inertia.
  • the first hub element 2a there is a forced hub 28, which produces a stroke at the 90° rotation and thus drives a toothed rack 24 between the two propeller blades 6a, 6b and can thus control their end positions.
  • the fourth embodiment has an indentation 30 on the constraining hub 28, which is located at the trailing end of the 90° twist and thus acts as an additional resistance against folding.
  • the first hub element 2a, the constraining hub 28, the rack 24 and the propeller blades 6a, 6b have no material restrictions. These can include or consist of both plastic and metal alloys.
  • the only limitation of the hub element 2b is that it should be heavier than the hub element 2a in order to achieve optimal results.
  • the forced hub 28 and the rack 24 must be made of materials of different hardness to avoid cold welding.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faltpropeller (10), umfassend eine Nabe (2), die über eine Antriebswelle (4) um eine Drehachse (A) antreibbar ist, zumindest zwei Propellerflügel (6a, 6b), die zwischen einer eingeklappten Position (Z1) und einer ausgeklappten Position (Z2) schwenkbar an der Nabe (2) angeordnet sind, sowie eine Propellerflügelarretiereinrichtung (8), die eingerichtet ist, die Propellerflügel (6a, 6b) in der ausgeklappten Position (Z2) zu arretieren, wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) relativ zu der Nabe (2) in Drehrichtung (D) zwischen einer Ausgangsposition (Z10) und einer Arretierposition (Z20) bewegbar ist.The present invention relates to a folding propeller (10), comprising a hub (2) which can be driven about an axis of rotation (A) via a drive shaft (4), at least two propeller blades (6a, 6b) which can be moved between a folded position (Z1) and an unfolded position (Z2) are arranged pivotably on the hub (2), and a propeller blade locking device (8) which is set up to lock the propeller blades (6a, 6b) in the unfolded position (Z2), the propeller blade locking device (8 ) is movable relative to the hub (2) in the direction of rotation (D) between an initial position (Z10) and a locking position (Z20).

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faltpropeller, der eine Nabe umfasst, die über eine Antriebswelle um eine Drehachse herum drehbar antreibbar ist, und zumindest zwei Propellerflügel aufweist, die zwischen einer eingeklappten Position und einer ausgeklappten Position schwenkbar an der Nabe angeordnet sind. Typischerweise werden solche Faltpropeller in einem motorischen Antrieb für Segelboote verwendet.The present invention relates to a folding propeller which comprises a hub which can be driven in rotation about an axis of rotation via a drive shaft and has at least two propeller blades which are arranged on the hub such that they can be pivoted between a folded position and an unfolded position. Typically, such folding propellers are used in a motor drive for sailing boats.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, aufgrund der vorteilhaften Strömungseigenschaften bei deren Nichtnutzung, in Segelbooten Hilfsantriebe mit Faltpropellern zu verwenden. Dabei handelt es sich in der Regel um Faltpropeller, welche zwei oder mehr Propellerflügel aufweisen, die zumeist quer zur Propellernabe gelagert und im Wesentlichen frei bewegbar sind. Dieses Prinzip ermöglicht grundsätzlich zwei Betriebszustände. Der erste Betriebszustand liegt vor, wenn die Propellerflügel axial nach hinten eingeklappt sind, was beispielsweise bei Stillstand der Antriebswelle auftritt. Der zweite Betriebszustand stellt sich bei Drehung der Antriebswelle ein und ist dadurch definiert, dass die Propellerflügel radial nach außen ausgeklappt sind, um auf diese Weise einen Schub auf das Boot aufbringen zu können.It is known to use auxiliary drives with folding propellers in sailing boats because of the advantageous flow properties when they are not used. As a rule, these are folding propellers which have two or more propeller blades which are mostly mounted transversely to the propeller hub and are essentially freely movable. This principle basically allows two operating states. The first operating state occurs when the propeller blades are folded in axially backwards, which occurs, for example, when the drive shaft is at a standstill. The second operating state occurs when the drive shaft rotates and is defined by the fact that the propeller blades are folded out radially outwards in order to be able to apply thrust to the boat in this way.

Im einfachsten Fall klappen die Propellerflügel sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsfahrt aufgrund der Fliehkraft auseinander. In den meisten Fällen sind die Propellerflügel an ihrem Fußende miteinander gekoppelt, um eine synchrone Öffnung der Propellerflügel zu gewährleisten. Dadurch wird vermieden, dass an der Antriebswelle starke Unwuchten beim Öffnen der Propellerflügel auftreten. Wird der Faltpropeller in einer Richtung gedreht, die einer Vorwärtsfahrt entspricht, schiebt ab einem gewissen Öffnungswinkel der Propellerflügel der durch die Propellerflügel erzeugte Schub die Propellerflügel in eine vollständig geöffnete Position. Mithin erzeugen sowohl Fliehkraft als auch Schubkraft ein öffnendes Moment an den Propellerflügeln.In the simplest case, the propeller blades fold apart due to centrifugal force both when driving forwards and when reversing. In most cases, the propeller blades are coupled to one another at their base end in order to ensure synchronous opening of the propeller blades. This avoids strong imbalances occurring on the drive shaft when the propeller blades are opened. If the folding propeller is turned in a direction that corresponds to forward travel, the thrust generated by the propeller blades pushes the propeller blades into a fully open position from a certain opening angle of the propeller blades. Consequently, both centrifugal force and thrust generate an opening moment on the propeller blades.

Dies funktioniert sehr gut bei der Vorwärtsfahrt. Bei der Rückwärtsfahrt hingegen ist ein Aufklappen der Propeller schwerer zu erzielen, was die Effizienz der bekannten Faltpropeller während der Rückwärtsfahrt reduziert. Bei der Rückwärtsfahrt bewirkt der an den Propellerflügeln erzeugte Schub ein schließendes Moment an den Propellerflügeln. Liegt zudem am Faltpropeller noch eine Strömung an, die einer Vorwärtsfahrt entspricht, bewirkt diese Anströmung ebenfalls ein schließendes Moment an den Propellerflügeln. Lediglich die Fliehkraft bewirkt ein öffnendes Moment und wirkt damit Schub und gegebenenfalls Anströmung entgegen. Im Ergebnis erreichen die Propellerflügel bei Rückwärtsfahrt oft nur eine teilweise geöffnete Position. Daher sind bei Rückwärtsfahrt und insbesondere beim Aufstoppen relativ hohe Drehzahlen notwendig, um die Fliehkraft den übrigen schließenden Momenten entgegenzusetzen. Die Effizienz des Faltpropellers ist daher bei Rückwärtsfahrt in der Regel recht gering.This works very well when driving forward. When reversing, on the other hand, it is more difficult to unfold the propellers, which reduces the efficiency of the known folding propellers when reversing. When reversing, the thrust generated at the propeller blades causes a closing moment on the propeller blades. If there is also a flow at the folding propeller that corresponds to forward travel, this flow also causes a closing moment on the propeller blades. Only the centrifugal force causes an opening moment and thus counteracts thrust and any incoming flow. As a result, the propeller blades often only reach a partially open position when reversing. Therefore, when reversing and especially when stopping, relatively high speeds are necessary in order to oppose the centrifugal force to the other closing torques. The efficiency of the folding propeller is therefore usually quite low when driving in reverse.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Faltpropeller bereitzustellen.Proceeding from the known prior art, it is an object of the present invention to provide an improved folding propeller.

Die Aufgabe wird durch einen Faltpropeller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.The object is solved by a folding propeller with the features of claim 1. Advantageous developments result from the dependent claims, the description and the figures.

Entsprechend wird ein Faltpropeller vorgeschlagen, umfassend eine Nabe, die über eine Antriebswelle um eine Drehachse herum antreibbar ist, zumindest zwei Propellerflügel, die zwischen einer eingeklappten Position und einer ausgeklappten Position schwenkbar an der Nabe angeordnet sind, sowie eine Propellerflügelarretiereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Propellerflügel in der ausgeklappten Position zu arretieren.Accordingly, a folding propeller is proposed, comprising a hub which can be driven about an axis of rotation via a drive shaft, at least two propeller blades which are arranged on the hub such that they can be pivoted between a folded position and an unfolded position, and a propeller blade locking device which is set up to to lock the propeller blades in the deployed position.

Erfindungsgemäß ist die Propellerflügelarretiereinrichtung relativ zu der Nabe in Drehrichtung zwischen einer Ausgangsposition und einer Arretierposition bewegbar.According to the invention, the propeller blade locking device is movable relative to the hub in the direction of rotation between an initial position and a locking position.

Durch die zwischen einer eingeklappten Position und einer ausgeklappten Position schwenkbare Anordnung der Propellerflügel an der Nabe werden zwei Betriebszustände ermöglicht. In der eingeklappten Position der Propellerflügel befindet sich der Faltpropeller in einem ersten Betriebszustand, in dem die Ausrichtung der Propellerflügel axial nach hinten orientiert ist. Dieser Zustand tritt im Wesentlichen nur bei Stillstand der Antriebswelle auf. In der ausgeklappten Position der Propellerflügel befindet sich der Faltpropeller in einem zweiten Betriebszustand, welcher bei Drehung der Antriebswelle auftritt. In diesem zweiten Betriebszustand ist die Ausrichtung der Propellerflügel radial nach außen orientiert. Die eingeklappte Position und/oder die ausgeklappte Position können dabei vorgegebene Endpositionen sein, zwischen denen die Propellerflügel geschwenkt werden können.The arrangement of the propeller blades on the hub, which can be pivoted between a folded-in position and a folded-out position, enables two operating states. When the propeller blades are in the folded-in position, the folding propeller is in a first operating state, in which the alignment of the propeller blades is oriented axially to the rear. This condition essentially only occurs when the drive shaft is at a standstill. When the propeller blades are in the unfolded position, the folding propeller is in a second operating state, which occurs when the drive shaft rotates. In this second operating state, the alignment of the propeller blades is oriented radially outwards. The folded position and/or the unfolded one Position can be predetermined end positions between which the propeller blades can be pivoted.

Die Schwenkbarkeit eines einzelnen Propellerflügels kann dabei von der Schwenkbarkeit weiterer Propellerflügel entkoppelt sein oder die Propellerflügel können bezüglich der Schwenkbarkeit miteinander gekoppelt sein. Insbesondere kann der Faltpropeller zwei oder drei Propellerflügel aufweisen, wobei deren Schwenkbarkeit jeweils von der Schwenkbarkeit der weiteren Propellerflügel entkoppelt ist oder mit diesem gekoppelt ist.The pivotability of an individual propeller blade can be decoupled from the pivotability of other propeller blades, or the propeller blades can be coupled to one another in terms of pivotability. In particular, the folding propeller can have two or three propeller blades, the pivotability of which is decoupled from the pivotability of the other propeller blades or is coupled to this.

Im Sinne der vorliegenden Offenbarung müssen nicht alle vorhandenen Propellerflügel direkt über die Propellerflügelarretiereinrichtung arretiert werden. Gleichwohl können alle vorhandenen Propellerflügel über die Propellerflügelarretiereinrichtung arretiert werden.For purposes of the present disclosure, not all existing propeller blades need to be locked directly via the propeller blade locking device. Nevertheless, all existing propeller blades can be locked using the propeller blade locking device.

Unter einer Arretierposition wird im Sinne der vorliegenden Offenbarung eine zu einem Propellerflügel oder zu mehreren Propellerflügeln relative Position der Propellerflügelarretiereinrichtung verstanden, in der die Schwenkbarkeit des Propellerflügels oder der Propellerflügel im Vergleich zur der Schwenkbarkeit des Propellerflügels oder der Propellerflügel in der Ausgangsposition eingeschränkt ist.For the purposes of the present disclosure, a locking position is understood to mean a position of the propeller blade locking device relative to a propeller blade or to a plurality of propeller blades, in which the pivoting ability of the propeller blade or the propeller blades is restricted compared to the pivoting ability of the propeller blade or the propeller blades in the starting position.

Die Arretierposition kann eine Position sein, in der die Propellerflügel ganz oder teilweise ausgeklappt sind und durch die Propellerflügelarretiereinrichtung gegen ein Einklappen gesichert werden. Insbesondere kann die Arretierposition eine Position sein, in der die Propellerflügel vollständig ausgeklappt sind und in dieser Position so durch die Propellerflügelarretiereinrichtung arretiert werden, dass kein Schwenken der Propellerflügel auftreten kann, solange sich die Propellerflügelarretiereinrichtung relativ zu der Nabe in der Arretierposition befindet.The locking position can be a position in which the propeller blades are fully or partially folded out and are secured against folding in by the propeller blade locking device. In particular, the locking position can be a position in which the propeller blades are fully deployed and locked in this position by the propeller blade locking device such that no pivoting of the propeller blades can occur as long as the propeller blade locking device is in the locking position relative to the hub.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Propellerflügelarretiereinrichtung drehsteif mit der Antriebswelle verbunden, wobei die Nabe in Drehrichtung von der Propellerflügelarretiereinrichtung entkoppelt ist, wobei vorzugsweise die Propellerflügelarretiereinrichtung eine Hülse aufweist.According to an advantageous development, the propeller blade locking device is connected to the drive shaft in a torsion-resistant manner, the hub being decoupled from the propeller blade locking device in the direction of rotation, the propeller blade locking device preferably having a sleeve.

Gemäß dieser Ausführungsform weist der Faltpropeller damit also zwei in Drehrichtung relativ zueinander bewegbare Komponenten auf, wobei die erste Komponente die Antriebswelle und Propellerflügelarretiereinrichtung umfasst und die zweite Komponente die Nabe und die Propellerflügel umfasst.According to this embodiment, the folding propeller thus has two components that can be moved relative to one another in the direction of rotation, the first component comprising the drive shaft and propeller blade locking device and the second component comprising the hub and the propeller blades.

Dadurch können die Antriebswelle und die Propellerflügelarretiereinrichtung als ein Bauteil ausgeführt sein, das einstückig ausgeführt sein kann oder aus mehreren Teilen bestehen kann. Dadurch, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung eine Hülse aufweist, kann beispielsweise die in Drehrichtung von der Propellerflügelarretiereinrichtung entkoppelte Nabe im Inneren der Hülse angeordnet sein. Dadurch kann eine einfache Positionierung und Montage der Nabe inklusive der an der Nabe schwenkbar angeordneten Propellerflügel gewährleistet werden.As a result, the drive shaft and the propeller blade locking device can be designed as one component, which can be designed in one piece or can consist of several parts. Because the propeller blade locking device has a sleeve, the hub, which is decoupled from the propeller blade locking device in the direction of rotation, can be arranged inside the sleeve, for example. As a result, simple positioning and assembly of the hub, including the propeller blades pivotably arranged on the hub, can be guaranteed.

Vorteilhafterweise ist die Nabe derart bewegbar ausgebildet, dass beim Aufbringen eines Drehmoments eine Bewegung der Nabe aus der Ausgangsposition in die Arretierposition erzwungen wird.Advantageously, the hub is designed to be movable in such a way that when a torque is applied, the hub is forced to move from the starting position into the locking position.

Unter dem Begriff erzwingen kann gemeint sein, dass sich ein Anschlag zwischen zwei relativ zueinander bewegbarer Teile einstellt.The term forcing can mean that a stop is set between two parts that can be moved relative to one another.

Unter dem Begriff Drehmoment ist im Sinne der vorliegenden Offenbarung ein Drehmoment auf die Antriebswelle zu verstehen, ab dem eine entsprechende Bewegung der Nabe relativ zur Propellerflügelarretiereinrichtung erfolgt.For the purposes of the present disclosure, the term torque is to be understood as meaning a torque on the drive shaft from which a corresponding movement of the hub relative to the propeller blade locking device takes place.

Mit anderen Worten ist die Nabe gemeinsam mit den daran angeordneten Propellerflügeln derart ausgebildet, dass beim Aufbringen eines Drehmoments auf die Antriebswelle und damit auch auf die drehsteif mit dieser verbundene Propellerflügelarretiereinrichtung eine Bewegung der Nabe aus der Ausgangsposition in die Arretierposition, in der die Propellerflügel arretiert sind, erzwungen wird.In other words, the hub is designed together with the propeller blades arranged on it in such a way that when a torque is applied to the drive shaft and thus also to the propeller blade locking device connected to it in a torsionally rigid manner, the hub moves from the starting position to the locking position in which the propeller blades are locked , is enforced.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Nabe derart bewegbar ausgebildet sein, dass mittels einer Ausnutzung eines von der Propellerflügelarretiereinrichtung auf die Nabe ausgeübten Drehmoments eine Bewegung der Nabe aus einer Ausgangsposition in eine Arretierposition, in der die Propellerflügel arretiert sind, erzwungen wird.According to an advantageous development, the hub can be designed to be movable such that a movement of the hub from a starting position into a locking position in which the propeller blades are locked is forced by utilizing a torque exerted on the hub by the propeller blade locking device.

Das Drehmoment der Antriebswelle und der Propellerflügelarretiereinrichtung wirkt dabei gegen die Hemmung, die von den - zumindest teilweise - ausgeklappten Propellerflügeln aufgebaut wird, so dass die Propellerflügelarretiereinrichtung durch das Aufbringen des Drehmoments so gegen die Nabe gezwungen wird, dass die vorgenannte Bewegung erreicht wird.The torque of the drive shaft and the propeller blade locking device acts against the inhibition which is built up by the - at least partially - unfolded propeller blades, so that the propeller blade locking device is forced against the hub by the application of the torque in such a way that the aforementioned movement is achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Nabe derart bewegbar ausgebildet sein, dass mittels einer Ausnutzung der Massenträgheit der Nabe eine Bewegung der Nabe aus der Ausgangsposition in die Arretierposition, in der die Propellerflügel arretiert sind, erzwungen wird.According to an advantageous development, the hub can be designed to be movable in such a way that, by utilizing the mass inertia of the hub, the hub is forced to move from the starting position into the locking position in which the propeller blades are locked.

Dadurch kann die Massenträgheit der Nabe und der daran angeordneten Propellerflügel dazu verwendet werden, die Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung in die Arretierposition zu unterstützen, wenn eine Relativbeschleunigung zwischen den voneinander entkoppelten Komponenten aufgebracht wird.As a result, the mass inertia of the hub and the propeller blades arranged thereon can be used to support the movement of the propeller blade locking device into the locking position when a relative acceleration is applied between the components which are decoupled from one another.

Unter einer Massenträgheit ist allgemein ein Trägheitsmoment zu verstehen, auch Massenträgheitsmoment oder Inertialmoment genannt, welches die Trägheit eines betreffenden Körpers gegenüber einer Änderung seiner Winkelgeschwindigkeit bei der Drehung um die Drehachse angibt (Drehmoment geteilt durch Winkelbeschleunigung).Mass inertia is generally understood to be a moment of inertia, also called mass moment of inertia or inertial moment, which indicates the inertia of a relevant body with respect to a change in its angular velocity during rotation around the axis of rotation (torque divided by angular acceleration).

Unter der Ausnutzung der Massenträgheit ist gemeint, dass im Wesentlichen eine Massenträgheit für die Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung aus deren Ausgangsposition in deren Arretierposition, relativ zu der Nabe, ursächlich ist. Dies kann etwa dadurch erfolgen, dass ein träger Körper, dessen Massenträgheit dazu herangezogen wird, die Nabe beim Beschleunigen der Drehung der Nabe in die Arretierposition zu zwingen, eine ausreichende Masse und eine geeignete Lagerung aufweist. Wie dies im Einzelnen auszuführen ist, hängt darüber hinaus noch von der Winkelgeschwindigkeit und den Abmessungen ab, was anhand einfacher Versuche festgestellt werden kann. Entscheidend ist, dass für eine bestimmte Anwendung ab einer gewünschten Winkelbeschleunigung der Antriebswelle und der Propellerflügelarretiereinrichtung die Nabe aufgrund ihrer Massenträgheitsmomente relativ zur Propellerflügelarretiereinrichtung in die Arretierposition gestellt wird.Utilization of inertia means that essentially inertia is responsible for the movement of the propeller blade locking device from its starting position to its locking position, relative to the hub. This can be done, for example, in that an inert body, whose mass inertia is used to force the hub into the locking position when the rotation of the hub is accelerated, has a sufficient mass and a suitable bearing. How this is to be carried out in detail also depends on the angular velocity and the dimensions, which can be determined using simple tests. It is crucial that for a specific application from a desired angular acceleration of the drive shaft and the propeller blade locking device, the hub is placed in the locking position due to its mass moments of inertia relative to the propeller blade locking device.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Nabe drehsteif mit der Antriebswelle verbunden, wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung in Drehrichtung von der Nabe entkoppelt ist, wobei vorzugsweise die Propellerflügelarretiereinrichtung eine Hülse aufweist.According to another advantageous development, the hub is connected to the drive shaft in a torsionally rigid manner, with the propeller blade locking device being decoupled from the hub in the direction of rotation, with the propeller blade locking device preferably having a sleeve.

In dieser Ausführungsform ist beispielsweise nur die Propellerflügelarretiereinrichtung in Drehrichtung entkoppelt, wobei die Antriebswelle, die Nabe sowie die an der Nabe schwenkbar angeordneten Propellerflügel drehstarr miteinander verbunden sind. Dies hat den Vorteil, dass der Kraftfluss von der Welle bis zu den Propellerflügeln unverändert bleibt, wodurch eine Neuauslegung des Antriebsstrangs vermieden werden kann.In this embodiment, for example, only the propeller blade locking device is decoupled in the direction of rotation, with the drive shaft, the hub and the propeller blades pivotably arranged on the hub being connected to one another in a torsionally rigid manner. This has the advantage that the power flow from the shaft to the propeller blades remains unchanged, which means that a redesign of the drive train can be avoided.

Die Hülse kann in dieser Ausführungsform vorzugsweise außen an der Nabe angeordnet sein. Dadurch kann die Propellerflügelarretiereinrichtung leicht in eine Nabe integriert werden, ohne substanzielle Änderungen an der Nabe vornehmen zu müssen. Des Weiteren kann die Propellerflügelarretiereinrichtung so in die Nabe integriert werden, ohne dass die Strömung in der Nähe des Faltpropellers durch die Propellerflügelarretiereinrichtung maßgeblich beeinflusst wird. Schließlich ist eine Hülse ein kostengünstiges und leicht herstellbares Bauteil, welches gegebenenfalls einfach ausgetauscht oder nachgerüstet werden kann.In this embodiment, the sleeve can preferably be arranged on the outside of the hub. This allows the propeller blade locking device to be easily integrated into a hub without having to make substantial modifications to the hub. Furthermore, the propeller blade locking device can be integrated into the hub without the flow in the Proximity of the folding propeller is significantly influenced by the propeller blade locking device. Finally, a sleeve is a cost-effective component that is easy to produce and that can easily be replaced or retrofitted if necessary.

Weiterbildend ist es vorteilhaft, wenn die Propellerflügelarretiereinrichtung derart bewegbar ausgebildet ist, dass mittels einer Ausnutzung einer Massenträgheit, die beim Drehen der Nabe auftritt, eine Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung aus einer Ausgangsposition in eine Arretierposition, in der die Propellerflügel arretiert sind, erzwungen wird.In a further development, it is advantageous if the propeller blade locking device is designed to be movable in such a way that a movement of the propeller blade locking device from an initial position into a locking position in which the propeller blades are locked is forced by utilizing a mass inertia that occurs when the hub rotates.

Bei dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen eine Massenträgheit für die Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung aus deren Ausgangsposition in deren Arretierposition, relativ zu der Nabe, ursächlich. Dazu muss entsprechend eine ausreichende Beschleunigung beziehungsweise eine ausreichende Winkelbeschleunigung anliegen, welche dazu führt, dass die Relativbewegung durchgeführt wird.In this embodiment, a mass inertia is essentially responsible for the movement of the propeller blade locking device from its starting position into its locking position, relative to the hub. For this purpose, a sufficient acceleration or a sufficient angular acceleration must be present, which leads to the relative movement being carried out.

Weiterbildend kann es vorteilhaft sein, wenn die Propellerflügelarretiereinrichtung derart bewegbar ausgebildet ist, dass gezielt deren Massenträgheit dazu ausgenutzt wird, die Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung aus der Ausgangsposition in die Arretierposition zu erzwingen.In a further development, it can be advantageous if the propeller blade locking device is designed to be movable in such a way that its mass inertia is specifically used to force the movement of the propeller blade locking device from the starting position into the locking position.

Dadurch kann die Funktion der Arretierung allein durch die Propellerflügelarretiereinrichtung gewährleistet werden. Weiterhin kann somit die Propellerflügelarretiereinrichtung als Nachrüstbauteil ausgeführt sein, mit dem herkömmliche Faltpropeller ausgestattet werden können. Darüber hinaus müssen auch die übrigen Bauteile des Faltpropellers nicht oder nur geringfügig modifiziert werden, um die Funktion der Arretierung der Propellerflügel zu gewährleisten.As a result, the locking function can be guaranteed solely by the propeller blade locking device. Furthermore, the propeller blade locking device can thus be designed as a retrofit component with which conventional folding propellers can be equipped. In addition, the other components of the folding propeller do not have to be modified, or only slightly so, in order to ensure the locking function of the propeller blades.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Wirkung der Massenträgheit der Propellerflügelarretiereinrichtung gegebenenfalls durch Strömungskörper unterstützt oder ersetzt werden, die Strömungskräfte erzeugen. Derartige Strömungskörper können etwa Flügel, Rippen, Lamellen oder andere Vorrichtungen an der Propellerflügelarretiereinrichtung sein. Diese Strömungskörper sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie, ähnlich wie die Trägheit der Propellerflügelarretiereinrichtung, einer Änderung der Drehgeschwindigkeit (insbesondere in Rückwärtsrichtung) entgegenwirken, um die Propellerflügelarretiereinrichtung feststehen zu lassen, während sich der Propeller rückwärts andreht.According to an advantageous development, the effect of the mass inertia of the propeller blade locking device can optionally be supported or replaced by flow bodies that generate flow forces. Such flow bodies can be wings, ribs, lamellae or other devices on the propeller blade locking device. These airfoils are preferably configured to resist a change in rotational speed (particularly in the reverse direction) similar to the inertia of the propeller blade lock to keep the propeller blade lock stationary while the propeller spins backwards.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung können derartige Strömungskörper, insbesondere Flügel, klapp- oder faltbar ausgestaltet sein, sodass diese sich in der Vorwärtsdrehung an die Nabe anschmiegen (geringer Wasserwiderstand) können, während diese sich bei Rückwärtsfahrt aufstellen, um die Trägheit zu unterstützen. Dies hat den Vorteil, dass sich die Propellerflügel beim Rückwärtsandrehen zuverlässiger verriegeln lassen und dass sich bei einer Hydrogeneration der Strömungskörper wieder zuklappt, weil dieser sich dann vorwärts dreht. Mithin kann so eine richtungsabhängige Verstärkung jener Wirkung hervorgerufen werden, die auch die Massenträgheit hervorruft.According to an advantageous embodiment, such flow bodies, in particular wings, can be designed to be collapsible or collapsible, so that they can nestle against the hub during forward rotation (low water resistance), while they move backwards line up to support inertia. This has the advantage that the propeller blades can be locked more reliably when turning backwards and that the flow body closes again during hydrogeneration because it then turns forward. Consequently, a direction-dependent intensification of that effect can be brought about that also causes the mass inertia.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung entspricht die Drehrichtung einem Rückwärtslauf der Propellerflügel. Grundsätzlich kann ein Aufklappen der Propellerflügel sowohl bei der Vorwärtsfahrt als auch bei der Rückwärtsfahrt, also in beiden Drehrichtungen, erfolgen.According to an advantageous development, the direction of rotation corresponds to reverse rotation of the propeller blades. In principle, the propeller blades can be opened both when driving forwards and when driving backwards, ie in both directions of rotation.

Werden die Propellerflügel über die Antriebswelle angetrieben und in Drehung versetzt, so induzieren sie ihrer Schaufelgeometrie entsprechend Impulskräfte auf das anliegende Fluid. Bei der Vorwärtsfahrt verstärken die an dem Propellerflügel angreifenden Gegenkräfte das Aufklappen der Propellerflügel. Bei der Rückwärtsfahrt hingegen kann es dazu kommen, dass die dabei auftretenden Gegenkräfte an den Propellerflügeln ein zustellendes Moment verursachen, was letztlich zu einem Einklappen der Propellerflügel in die eingeklappte Position führt. Dieser nachteilige Effekt kann durch die Propellerflügelarretiereinrichtung unterbunden werden.If the propeller blades are driven via the drive shaft and set in rotation, they induce impulse forces on the adjacent fluid according to their blade geometry. When driving forwards, the opposing forces acting on the propeller blades increase the opening of the propeller blades. When reversing, on the other hand, it can happen that the counteracting forces that occur in the process cause an advancing moment on the propeller blades, which ultimately leads to the propeller blades folding into the folded position. This disadvantageous effect can be prevented by the propeller blade locking device.

Aus dem Stand der Technik sind Ansätze bekannt, die Profile der Propellerflügel so anzupassen, dass ein Einklappen der Propellerflügel im Rückwärtsgang unwahrscheinlicher wird. Wenn beispielsweise der erzeugte Auftrieb im Rückwärtsgang geringer ist, muss die Drehzahl für einen gewissen Schub entsprechend höher sein, wodurch die entsprechend höheren Fliehkräfte ein Einklappen unwahrscheinlicher machen. Das Vorhandensein der Propellerflügelarretiereinrichtung hat dabei den Vorteil, dass die Propellerflügel auch so ausgestaltet sein können, dass im Rückwärtsgang bei geringen Drehzahlen ein hoher Schub erzeugt wird, da ein Einklappen in die eingeklappte Position mittelbar verhindert wird.Approaches are known from the prior art for adapting the profiles of the propeller blades in such a way that folding in of the propeller blades in reverse gear becomes less likely. For example, if the lift generated in reverse gear is lower, the speed must be correspondingly higher for a certain boost, which means that the correspondingly higher centrifugal forces make a collapse less likely. The presence of the propeller blade locking device has the advantage that the propeller blades can also be designed in such a way that high thrust is generated in reverse gear at low speeds, since folding into the folded position is indirectly prevented.

Im Ergebnis können die Propellerflügel so ausgelegt werden, dass sie auch in der Rückwärtsfahrt einen optimalen Auftrieb erzeugen. Dadurch kann auch die Rückwärtsfahrt zuverlässig auch bei geringen Drehzahlen wirksam eingeleitet werden. Mithin entfällt die häufig angewandte Praxis, die Drehzahlen der Nabe zum Einleiten der Rückwärtsfahrt besonders zu erhöhen, um ausreichend Fliehkräfte bereitzustellen. Dadurch kann der Faltpropeller umweltschonender, zuverlässiger und leiser zum Einsatz kommen.As a result, the propeller blades can be designed in such a way that they also generate optimal lift when reversing. This means that reverse travel can also be initiated effectively and reliably, even at low engine speeds. This eliminates the frequently used practice of particularly increasing the speed of the hub to initiate reverse travel in order to provide sufficient centrifugal forces. As a result, the folding propeller can be used in a more environmentally friendly, reliable and quiet manner.

Dadurch, dass die Arretierposition mittels einer Ausnutzung einer Massenträgheit erzwungen wird, die beim Drehen der Nabe auftritt, kann eine selbsteinstellende Arretierung der Propellerflügel erzielt werden, die allein durch Drehung der Nabe erfolgt. Darüber hinaus wird eine kontrollierte Öffnung während der Rückwärtsfahrt sowie während der Schleppfahrt gewährleistet. Dadurch wird die Effizienz und auch die Berechenbarkeit des Faltpropellers verbessert.Due to the fact that the locking position is enforced by utilizing a mass inertia that occurs when the hub rotates, a self-adjusting locking of the propeller blades can be achieved can be achieved, which takes place solely by rotating the hub. In addition, a controlled opening is guaranteed when reversing and when towing. This improves the efficiency and predictability of the folding propeller.

Weiterhin kann die Effizienz bei einer Hydrogeneration (Rekuperation) z.B. beim Segelbetrieb durch die Nutzung des vorgeschlagenen arretierbaren Faltpropellers verbessert werden. Damit kann der Hydrogenerationsbetrieb besonders effizient ausgeführt werden.Furthermore, the efficiency of hydro-generation (recuperation), e.g. when sailing, can be improved by using the proposed lockable folding propeller. The hydro-generation operation can thus be carried out particularly efficiently.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Propellerflügel auf einem quer zu der Drehachse angeordneten Lagerzapfen gelagert. Dadurch können die Propellerflügel einerseits mit der Drehachse achsparallel eingeklappt werden und andererseits in eine Rotationsebene geschwenkt werden, die orthogonal zur Drehachse liegt. Des Weiteren können die Propellerflügel dieser Bauart leicht ausgetauscht werden und mittels handelsüblicher Bolzen und/oder Sicherungen an der Nabe befestigt werden.In a further preferred embodiment, the propeller blades are mounted on a bearing journal arranged transversely to the axis of rotation. As a result, the propeller blades can be folded in parallel to the axis of rotation on the one hand and pivoted into a plane of rotation that is orthogonal to the axis of rotation on the other hand. Furthermore, the propeller blades of this design can be easily replaced and attached to the hub using commercially available bolts and/or locks.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Propellerflügelarretiereinrichtung so ausgebildet, dass diese sich im Stillstand der Antriebswelle in der Ausgangsposition befindet, wobei in diesem Fall die Propellerflügel zwischen der eingeklappten Position und der ausgeklappten Position frei schwenkbar sind. Liegt also keine Drehung der Antriebswelle vor und wird dadurch kein Massenträgheitsmoment induziert, befindet sich die Propellerflügelarretiereinrichtung relativ zur Nabe in der Ausgangsposition und die Propellerflügel des Faltpropellers sind frei schwenkbar.According to an advantageous development, the propeller blade arresting device is designed such that it is in the starting position when the drive shaft is at a standstill, in which case the propeller blades can be freely pivoted between the folded position and the unfolded position. If there is no rotation of the drive shaft and no mass moment of inertia is thereby induced, the propeller blade locking device is in the starting position relative to the hub and the propeller blades of the folding propeller can pivot freely.

Dadurch tritt die Propellerflügelarretiereinrichtung im Stillstand der Antriebswelle nicht als arretierendes Bauteil in Erscheinung, wodurch der Faltpropeller sich im Stillstand der Antriebswelle wie ein herkömmlicher Faltpropeller verhält. Mithin können etablierte Montage-, Wartungs-, und Reinigungsarbeiten in gleicher Weise durchgeführt werden.As a result, the propeller blade locking device does not appear as a locking component when the drive shaft is at a standstill, as a result of which the folding propeller behaves like a conventional folding propeller when the drive shaft is at a standstill. Consequently, established assembly, maintenance and cleaning work can be carried out in the same way.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Hülse der Propellerflügelarretiereinrichtung im Bereich eines jeden Propellerflügels eine Aussparung sowie einen Riegel auf, wobei der Riegel vorzugsweise an einem stromabwärtsseitigen Ende der Hülse ausgebildet ist.According to an advantageous development, the sleeve of the propeller blade locking device has a recess and a latch in the region of each propeller blade, with the latch preferably being formed on a downstream end of the sleeve.

Unter einem Ende der Hülse ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Stirnseite der Hülse in axialer Richtung zu verstehen. Das stromabwärtsseitige Ende der Hülse ist jenes Ende, welches in Vorwärtsfahrt des Faltpropellers stromabwärts orientiert ist. Vorzugsweise ist die Aussparung ein aus der Mantelfläche der Hülse ausgeschnittener Teilbereich, in den ein Propellerflügel bzw. eine Propellerflügelwurzel eines Propellerflügels in der ausgeklappten Position aufgenommen ist.Within the meaning of the present application, an end of the sleeve is to be understood as meaning an end face of the sleeve in the axial direction. The downstream end of the sleeve is that end which is oriented downstream when the folding propeller is in forward motion. The recess is preferably a partial area cut out of the outer surface of the sleeve, in which a propeller blade or a propeller blade root of a propeller blade is accommodated in the unfolded position.

Vorzugsweise ist der Riegel Teil der Hülse. Beispielsweise wird der Riegel dadurch ausgebildet, dass sich die Aussparung auf der Mantelfläche der Hülse nur teilweise bis zur Stirnseite des stromabwärtsseitigen Endes der Hülse erstreckt. Vorzugsweise ist der verbleibende Spalt zwischen dem Ende des Riegels und der angrenzenden Mantelfläche der Hülse so groß, dass ein Propellerflügel durch diesen Spalt hindurch in die Aussparung eingeführt und ausgeführt werden kann.Preferably the latch is part of the sleeve. For example, the bolt is formed in that the recess on the lateral surface of the sleeve extends only partially up to the face of the downstream end of the sleeve. Preferably, the remaining gap between the end of the bar and the adjoining lateral surface of the sleeve is large enough that a propeller blade can be inserted and removed through this gap into the recess.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, bei der die Propellerflügelarretiereinrichtung drehsteif mit der Antriebswelle verbunden ist, wird das Aufklappen der Propellerflügel durch die Formgebung der Aussparung bzw. des Riegels dergestalt bewirkt oder unterstützt, dass die Propellerflügel durch einen Formschluss ausgeklappt werden, der sich durch die Kräfte zwischen der angetriebenen Propellerflügelarretiereinrichtung und der trägen Nabe ergeben.According to a particularly advantageous embodiment, in which the propeller blade locking device is connected to the drive shaft in a torsionally rigid manner, the opening of the propeller blades is effected or supported by the shape of the recess or the latch in such a way that the propeller blades are folded out by a form fit which is altered by the forces between the driven propeller blade locking device and the inertial hub.

Dadurch kann auf einfache Weise gewährleistet werden, dass die Hülse bei Drehung unter Ausnutzung der Massenträgheit relativ zur Propellernabe verdreht wird, in die Arretierposition gezwungen und dabei gleichzeitig einen Riegel vor jeden Propellerflügel geschoben wird.In this way, it can be ensured in a simple manner that the sleeve is twisted relative to the propeller hub during rotation using mass inertia, is forced into the locking position and at the same time a bolt is pushed in front of each propeller blade.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Propellerflügelarretiereinrichtung eine Einführschräge auf, die so ausgebildet ist, dass in einem Zustand, in dem die Propellerflügelarretiereinrichtung noch nicht vollständig in der Arretierposition ist, ein Einklappen der Propellerflügel zu einem Zurücksetzen der Propellerflügelarretiereinrichtung in ihre Ausgangsposition führt. Andersherum führt die Schräge dazu, dass in Rückwärtsfahrt die Propellerflügel durch die Schräge aufgedrückt werden.In an advantageous embodiment, the propeller blade locking device has an insertion bevel that is designed in such a way that in a state in which the propeller blade locking device is not yet fully in the locking position, folding in the propeller blades results in the propeller blade locking device being reset to its starting position. Conversely, the incline causes the propeller blades to be pushed open by the incline when driving backwards.

Beispielsweise kann die Einführschräge am Riegel ausgeführt sein, insbesondere an einer Seite des Riegels, die gleichzeitig eine Randstruktur der Aussparung ist. Beispielsweise kann der Riegel eine sich zu seinem freistehenden Ende hin verjüngende Breite aufweisen, wobei sich die Breite auf eine Abmessung bezieht, die in der Ebene der Mantelfläche liegt. Durch die Einführschrägen wird die Verlässlichkeit der Funktion der Propellerflügelarretiereinrichtung verbessert.For example, the insertion bevel can be designed on the bolt, in particular on one side of the bolt, which is at the same time an edge structure of the recess. For example, the bar can have a width that tapers towards its free-standing end, the width relating to a dimension that lies in the plane of the lateral surface. The reliability of the function of the propeller blade locking device is improved by the insertion bevels.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Propellerflügelarretiereinrichtung aus einem Teil gefertigt. Dadurch kann die Propellerflügelarretiereinrichtung kostengünstig hergestellt werden. Beispielsweise können Hülse und Riegel aus einem Teil gefräst werden, prinzipiell ist auch jede Art des Urformens, insbesondere Gießen, Schmieden o.ä. denkbar. Alternativ können die Hülse und/oder der Riegel jedoch auch mit jeglicher Art des Fügens verbunden werden. Dabei kann der Riegel formfolgend an die Hülse angepasst sein oder auch frei damit verbunden sein.According to an advantageous development, the propeller blade locking device is made from one part. This allows the propeller blade locking device to be manufactured inexpensively. For example, the sleeve and bolt can be milled from one part, but in principle any type of primary shaping, in particular casting, forging or the like, is also conceivable. Alternatively, the sleeve and/or the bolt can also be connected with any type of joining. The locking bar can be adapted to the sleeve in the following shape or it can also be freely connected to it.

Vorzugsweise weist die Propellerflügelarretiereinrichtung und/oder die Propellerflügel einen metallischen Werkstoff auf. Hinsichtlich der Propellerflügelarretiereinrichtung hat eine Verwendung eines metallischen Werkstoffs den Vorteil, dass das Massenträgheitsmoment desselben erhöht wird. Im Ergebnis wird die Zuverlässigkeit und Berechenbarkeit der Propellerflügelarretiereinrichtung und letztlich des Faltpropellers mit einer solchen verbessert.The propeller blade locking device and/or the propeller blades preferably have a metallic material. With regard to the propeller blade locking device, using a metallic material has the advantage that the mass moment of inertia of the same is increased. As a result, the reliability and predictability of the propeller blade locking device and ultimately the folding propeller with such is improved.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Propellerflügelarretiereinrichtung ausgebildet, die Propellerflügel während einer Schleppfahrt des Faltpropellers in einer ausgeklappten Position zu arretieren, sodass eine Autorotation der Propellerflügel erfolgt, wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung vorzugsweise ausgebildet ist, eine Autorotation der Propellerflügel zur Energierückgewinnung ab etwa 5 kn Fahrt zu ermöglichen. Beispielsweise kann die Propellerflügelarretiereinrichtung hierzu eine Aussparung und/oder einen Riegel aufweisen, die derart ausgebildet sind, dass eine Arretierung auch in der Vorwärtsfahrt gewährleistet wird.According to an advantageous development, the propeller blade locking device is designed to lock the propeller blades in an unfolded position during towing of the folding propeller, so that the propeller blades auto-rotate, the propeller blade locking device preferably being designed to allow the propeller blades to auto-rotate for energy recovery from a speed of about 5 knots . For example, the propeller blade locking device can have a recess and/or a latch for this purpose, which are designed in such a way that locking is also ensured when driving forward.

In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Propellerflügel so ausgebildet, dass die initiale Öffnung der Propellerflügel unter Ausnutzen der Fliehkraft erfolgt, vorzugsweise wobei die Propellerflügel einen metallischen Werkstoff aufweisen, insbesondere eine Metalllegierung. Die initiale Öffnung der Propellerflügel kann aus der anfänglichen, eingeklappten Position unter Ausnutzung von Fliehkräften erfolgen. Einerseits kann dadurch eine zuverlässige und berechenbare Funktion des Faltpropellers erzielt werden. Andererseits kann durch das Ausnutzen von Fliehkräften für die initiale Öffnung der Propellerflügel von weiteren technischen Mitteln zur Öffnung der Propellerflügel verzichtet werden. Mithin können die Propellerflügel frei schwenkbar an der Nabe angeordnet werden.In an advantageous development, the propeller blades are designed in such a way that the initial opening of the propeller blades takes place using centrifugal force, preferably with the propeller blades having a metallic material, in particular a metal alloy. The initial opening of the propeller blades can take place from the initial folded position using centrifugal forces. On the one hand, a reliable and predictable function of the folding propeller can be achieved as a result. On the other hand, further technical means for opening the propeller blades can be dispensed with by utilizing centrifugal forces for the initial opening of the propeller blades. Consequently, the propeller blades can be freely pivoted on the hub.

Die Verwendung eines metallischen Werkstoffs für die Propellerflügel hat den Vorteil, dass die initiale Öffnung der Flügel, die auf der Fliehkraft beruht, durch die entsprechende Masse der Propellerflügel vereinfacht wird. Dadurch werden die Zuverlässigkeit und die Berechenbarkeit der Propellerflügelarretiereinrichtung und letztlich des Faltpropellers mit einer solchen verbessert.The use of a metallic material for the propeller blades has the advantage that the initial opening of the blades, which is based on centrifugal force, is simplified by the corresponding mass of the propeller blades. This improves the reliability and predictability of the propeller blade locking device and ultimately the folding propeller with one.

Um die Funktion der Propellerflügelarretiereinrichtung anhand eines Beispiels näher zu erläutern, wird im Folgenden ein beispielhafter Bewegungszyklus eines Faltpropellers gemäß einer Ausführungsform offenbart, gemäß der die Propellerflügelarretiereinrichtung drehsteif mit der Antriebswelle verbunden ist und die Nabe in Drehrichtung von der Antriebswelle entkoppelt ist:

  • Die Propellerflügelarretiereinrichtung wird zusammen mit der Antriebswelle aus dem Stillstand heraus um eine Drehachse in einer Drehrichtung, die einer Rückwärtsfahrt entspricht, angetrieben.
  • Durch die Winkelbeschleunigung der Propellerflügelarretiereinrichtung und der Massenträgheit der Nabe kann ein Kontakt zwischen Propellerflügelarretiereinrichtung und Nabe ausgebildet werden. Die Nabe kann alsdann zusammen mit den Propellerflügeln von der Propellerflügelarretiereinrichtung mitgeschleppt werden.
  • Aufgrund von Fliehkräften, die an den Propellerflügeln angreifen, schwenken die Propellerflügel aus der anfänglichen, eingeklappten Position in eine ausgeklappte Position.
  • Beim Herausschwenken in die ausgeklappte Position können die Propellerflügel jeweils in eine Aussparung der Propellerflügelarretiereinrichtung fahren, die eine entsprechende Öffnung ausbildet. Dabei können die Propellerflügel einen Riegel passieren, der etwa auf dem stirnseitigen Ende der Hülse ausgebildet sein kann.
  • Nach Erreichen der ausgeklappten Position können sich die Propellerflügel vollständig in der Aussparung befinden.
  • Verursacht durch die Drehung der Propellerflügelarretiereinrichtung kann das auf die Nabe und die ausgeklappten Propellerflügel ausgeübte Drehmoment dazu führen, dass die Propellerflügel innerhalb der Aussparung aus einer Ausgangsposition in eine Arretierposition bewegt werden. Die Arretierung kann letztlich durch einen Riegel erfolgen, der eine mittelbare Arretierung des Propellerflügels bewirken kann.
  • Wird die Drehung angehalten, kann sich der Propellerflügel aufgrund der Massenträgheit der Nabe in die Ausgangsposition bewegen. Dabei ist insbesondere der Riegel so ausgestaltet, dass dieser den Propellerflügel, der sich in diesem Anschlag befindet, freigibt. Dadurch kann der Propellerflügel in diesem Anschlag aus der ausgeklappten Position in die eingeklappte Position zurückschwenken.
In order to explain the function of the propeller blade locking device in more detail using an example, an exemplary movement cycle of a folding propeller according to an embodiment is disclosed below, according to which the propeller blade locking device is connected to the drive shaft in a torsionally rigid manner and the hub is decoupled from the drive shaft in the direction of rotation:
  • The propeller blade locking device is driven together with the drive shaft from a standstill about an axis of rotation in a direction of rotation that corresponds to reverse travel.
  • Contact between the propeller blade locking device and the hub can be formed by the angular acceleration of the propeller blade locking device and the inertia of the hub. The hub can then be dragged along with the propeller blades by the propeller blade locking device.
  • Due to centrifugal forces acting on the propeller blades, the propeller blades pivot from the initial folded position to an unfolded position.
  • When swiveling out into the unfolded position, the propeller blades can each move into a recess in the propeller blade locking device, which forms a corresponding opening. In this case, the propeller blades can pass through a latch which can be formed, for example, on the front end of the sleeve.
  • After reaching the deployed position, the propeller blades can be fully seated in the recess.
  • Due to the rotation of the propeller blade locking device, the torque exerted on the hub and the deployed propeller blades can cause the propeller blades to be moved within the recess from a home position to a locked position. The locking can ultimately be done by a bolt that can bring about an indirect locking of the propeller blade.
  • When the rotation is stopped, the propeller blade can move to the home position due to the inertia of the hub. In particular, the bolt is designed in such a way that it releases the propeller blade, which is located in this stop. In this way, the propeller blade can swivel back from the unfolded position to the folded position in this stop.

Bei Ausführungsformen, in welchen die Nabe drehsteif mit der Antriebswelle verbunden ist und die Propellerflügelarretiereinrichtung in Drehrichtung von der Nabe entkoppelt ist, gestaltet sich die Funktionsweise wie folgt:

  • Die Nabe wird über eine Antriebswelle aus dem Stillstand heraus um eine Drehachse in einer Drehrichtung, die einer Rückwärtsfahrt entspricht, angetrieben.
  • Die Drehung der Nabe kann direkt auf die Propellerflügel übertragen werden, welche aufgrund von angreifenden Fliehkräften aus der anfänglichen, eingeklappten Position in eine ausgeklappte Position schwenken können.
  • Beim Herausschwenken in die ausgeklappte Position können die Propellerflügel jeweils in eine Aussparung der Propellerflügelarretiereinrichtung fahren, die eine entsprechende Öffnung auf dem stirnseitigen Ende der Hülse ausbilden können. Dabei können die Propellerflügel einen Riegel passieren, der auf dem stirnseitigen Ende der Hülse ausgebildet sein kann.
  • Nach Erreichen der ausgeklappten Position können sich die Propellerflügel vollständig in der Aussparung befinden.
  • Verursacht durch die Drehung der Propellerflügel und der Nabe kann die Massenträgheit der Propellerflügelarretiereinrichtung dazu führen, dass die Propellerflügel innerhalb der Aussparung aus einer Ausgangsposition in eine Arretierposition bewegt werden. Die Arretierung kann letztlich durch einen Riegel erfolgen, der eine mittelbare Arretierung des Propellerflügels bewirken kann.
  • Wird die Drehung angehalten oder reduziert, kann sich die Propellerflügelarretiereinrichtung aufgrund ihrer Massenträgheit in die Ausgangsposition bewegen. Dabei kann insbesondere der Riegel so ausgestaltet sein, dass dieser den Propellerflügel, der sich in diesem Anschlag befindet, freigeben kann. Dadurch kann der Propellerflügel in diesem Anschlag aus der ausgeklappten Position in die eingeklappte Position zurückschwenken.
In embodiments in which the hub is connected to the drive shaft in a torsionally rigid manner and the propeller blade locking device is decoupled from the hub in the direction of rotation, the mode of operation is as follows:
  • The hub is driven via a drive shaft from a standstill about an axis of rotation in a direction of rotation that corresponds to reverse travel.
  • The rotation of the hub can be transmitted directly to the propeller blades, which can pivot from the initial folded position to an unfolded position due to centrifugal forces acting on them.
  • When swiveling out into the unfolded position, the propeller blades can each move into a recess in the propeller blade locking device, which can form a corresponding opening on the front end of the sleeve. In this case, the propeller blades can pass through a latch which can be formed on the front end of the sleeve.
  • After reaching the deployed position, the propeller blades can be fully seated in the recess.
  • Due to the rotation of the propeller blades and the hub, the inertia of the propeller blade locking device can cause the propeller blades to be moved from a home position to a locked position within the recess. The locking can ultimately be done by a bolt that can bring about an indirect locking of the propeller blade.
  • If the rotation is stopped or reduced, the propeller blade locking device can move to the home position due to its inertia. In particular, the bolt can be designed in such a way that it can release the propeller blade, which is located in this stop. In this way, the propeller blade can swivel back from the unfolded position to the folded position in this stop.

Die hierin beschriebenen Funktionsweisen der Propellerflügelarretiereinrichtung ist beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen.The functions of the propeller blade locking device described herein are intended to be exemplary and not limiting.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiterhin mittels eines Antriebs für ein Boot mit einem Faltpropeller wie hierin beschrieben erreicht. Weiterhin wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung mittels eines Boots mit einem solchen Antrieb erreicht.The object of the present invention is further achieved by means of a drive for a boat with a folding propeller as described herein. Furthermore, the object of the present invention is achieved by means of a boat with such a drive.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1
eine schematische Ansicht eines Faltpropellers gemäß einer ersten Ausführungsform in einer eingeklappten Position;
Figur 2
eine schematische Ansicht des Faltpropellers gemäß der ersten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position und einer Propellerflügelarretiereinrichtung in einer Ausgangsposition;
Figur 3
eine schematische Ansicht des Faltpropellers gemäß der ersten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position und einer Propellerflügelarretiereinrichtung in einer Arretierposition;
Figur 4
eine schematische Ansicht eines Faltpropellers gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer eingeklappten Position;
Figur 5
eine schematische Ansicht des Faltpropellers gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position und einer Propellerflügelarretiereinrichtung in einer Ausgangsposition;
Figur 6
eine schematische Ansicht des Faltpropellers gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position und einer Propellerflügelarretiereinrichtung in einer Arretierposition;
Figur 7
eine schematische Ansicht des Faltpropellers gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Position, die zwischen der eingeklappten Position und der ausgeklappten Position liegt;
Figur 8
eine schematische Ansicht des Faltpropellers gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position und einer Propellerflügelarretiereinrichtung in einer Ausgangsposition;
Figur 9
eine schematische Ansicht des Faltpropellers gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position und einer Propellerflügelarretiereinrichtung in einer Arretierposition;
Figur 10
eine schematische Seitenansicht eines Faltpropellers gemäß einer dritten Ausführungsform in einer ersten Position;
Figur 11
eine schematische Seitenansicht des Faltpropellers gemäß der dritten Ausführungsform in einer zweiten Position; und
Figur 12
eine schematische perspektivische Ansicht eines Faltpropellers gemäß einer vierten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position.
Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. show:
figure 1
a schematic view of a folding propeller according to a first embodiment in a folded position;
figure 2
a schematic view of the folding propeller according to the first embodiment in an unfolded position and a propeller blade locking device in an initial position;
figure 3
a schematic view of the folding propeller according to the first embodiment in an unfolded position and a propeller blade locking device in a locking position;
figure 4
a schematic view of a folding propeller according to a second embodiment in a folded position;
figure 5
a schematic view of the folding propeller according to the second embodiment in an unfolded position and a propeller blade locking device in an initial position;
figure 6
a schematic view of the folding propeller according to the second embodiment in an unfolded position and a propeller blade locking device in a locking position;
figure 7
a schematic view of the folding propeller according to the second embodiment in a position that lies between the folded position and the unfolded position;
figure 8
a schematic view of the folding propeller according to the second embodiment in an unfolded position and a propeller blade locking device in an initial position;
figure 9
a schematic view of the folding propeller according to the second embodiment in an unfolded position and a propeller blade locking device in a locking position;
figure 10
a schematic side view of a folding propeller according to a third embodiment in a first position;
figure 11
a schematic side view of the folding propeller according to the third embodiment in a second position; and
figure 12
a schematic perspective view of a folding propeller according to a fourth embodiment in an unfolded position.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.Preferred exemplary embodiments are described below with reference to the figures. Elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes dispensed with in order to avoid redundancies.

In Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines Faltpropellers 10 gemäß einer ersten Ausführungsform in einer eingeklappten Position Z1 dargestellt.In figure 1 1 is a schematic view of a folding propeller 10 according to a first embodiment in a folded position Z1.

Der Faltpropeller 10 umfasst eine Nabe 2, die in Drehrichtung D von der Antriebswelle 4 entkoppelt ist. An der Nabe 2 sind zwei Propellerflügel 6a, 6b schwenkbar angeordnet. Die Nabe 2 ist über die Antriebswelle 4 um eine schematisch dargestellte Drehachse A herum antreibbar, nämlich über eine Propellerflügelarretiereinrichtung 8, die fest und daher drehsteif mit der Antriebswelle 4 verbunden ist.The folding propeller 10 includes a hub 2 which is decoupled from the drive shaft 4 in the direction of rotation D. At the hub 2, two propeller blades 6a, 6b are pivotally mounted. The hub 2 can be driven via the drive shaft 4 about a schematically illustrated axis of rotation A, namely via a propeller blade locking device 8 which is connected to the drive shaft 4 in a fixed and therefore torsionally rigid manner.

Mithin bilden also die Nabe 2 und die an dieser angeordneten Propellerflügel 6a, 6b eine erste Komponente, die in einer weiteren Komponente, bestehend aus Antriebswelle 4 und Propellerflügelarretiereinrichtung 8, in Drehrichtung D entkoppelt gelagert ist.Consequently, the hub 2 and the propeller blades 6a, 6b arranged on it form a first component which is mounted decoupled in the direction of rotation D in a further component consisting of the drive shaft 4 and the propeller blade locking device 8 .

Die Propellerflügel 6a, 6b sind zwischen einer eingeklappten Position Z1 und einer ausgeklappten Position Z2 (beispielsweise in Figur 2 gezeigt) schwenkbar an der Nabe 2 angeordnet.The propeller blades 6a, 6b are between a folded position Z1 and an unfolded position Z2 (e.g. in figure 2 shown) pivotally mounted on the hub 2.

Die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 ist dazu eingerichtet, die Propellerflügel 6a, 6b, in der ausgeklappten Position Z2 zu arretieren, um auf diese Weise ein (teilweises) Einklappen der Propellerflügel 6a, 6b beispielsweise bei Rückwärtsfahrt, beim Aufstoppen oder bei der Hydrogeneration zu verhindern. Dabei ist die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 als eine Hülse 14 ausgeführt. Die Hülse 14 weist eine in ihrer Mantelfläche ausgebildete Aussparung 16 sowie einen Riegel 18 auf, der am stromabwärtsseitigen Ende der Hülse 14 ausgebildet ist. Die als Hülse 14 ausgebildete Propellerflügelarretiereinrichtung 8 ist dabei zusammen mit der daran befestigten Antriebswelle 4 relativ zu der Nabe 2 in Drehrichtung D zwischen einer Ausgangsposition Z10 und einer Arretierposition Z20 (beispielsweise in Figur 3 gezeigt) bewegbar.The propeller blade locking device 8 is set up to lock the propeller blades 6a, 6b in the unfolded position Z2, in order in this way to prevent (partial) folding in of the propeller blades 6a, 6b, for example when reversing, when stopping or during hydrogeneration. In this case, the propeller blade locking device 8 is designed as a sleeve 14 . The sleeve 14 has a recess 16 formed in its lateral surface and a latch 18 formed at the downstream end of the sleeve 14 . The sleeve 14 The propeller blade arresting device 8 formed here is, together with the drive shaft 4 fastened to it, relative to the hub 2 in the direction of rotation D between an initial position Z10 and an arresting position Z20 (e.g. in figure 3 shown) movable.

Entsprechend kann eine Relativbewegung zwischen der Nabe 2 und der Hülse 14 mittels einer Ausnutzung des von der Hülse 14 auf die Nabe 2 ausgeübten Drehmoments erreicht werden, welche beim Drehen der Antriebswelle 4 und damit der Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in Gestalt der Hülse 14 auftritt. Die Nabe 2 ist gemeinsam mit den daran angeordneten Propellerflügeln 6a, 6b durch ihre Bewegung durchs Wasser gehemmt, so dass sie entsprechend ein Gegendrehmoment bereitstellt und durch das auf die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 auf die Nabe 2 ausgeübte Drehmoment eine Bewegung zwischen der Propellerflügelarretiereinrichtung 8 und der Nabe 2 hervorgerufen wird. Damit kann dann eine Bewegung der Hülse 14 relativ zur Nabe 2 aus einer Ausgangsposition Z10, wie abgebildet in Figur 1, in eine Arretierposition Z20, wie abgebildet in Figur 3, erzwungen werden.Correspondingly, a relative movement between the hub 2 and the sleeve 14 can be achieved by utilizing the torque exerted by the sleeve 14 on the hub 2, which occurs when the drive shaft 4 and thus the propeller blade locking device 8 in the form of the sleeve 14 rotates. The hub 2, together with the propeller blades 6a, 6b arranged on it, is impeded by its movement through the water, so that it accordingly provides a counter-torque and by the torque exerted on the propeller blade locking device 8 on the hub 2, a movement between the propeller blade locking device 8 and the hub 2 is caused. This allows a movement of the sleeve 14 relative to the hub 2 from a starting position Z10, as shown in figure 1 , to a Z20 detent position, as shown in figure 3 , to be forced.

In Figur 2 ist eine schematische Ansicht des Faltpropellers 10 gemäß der ersten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position Z2 abgebildet, wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 sich relativ zur Nabe 2 noch in der Ausgangsposition Z10 befindet. Die in Figur 2 gezeigte Darstellung entspricht etwa dem Fall, der sich einstellt, wenn sich der Faltpropeller 10 in Vorwärtsfahrt befindet. Demnach ist die Drehrichtung D eine solche, die einer Vorwärtsfahrt entspricht.In figure 2 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the first embodiment in an unfolded position Z2, with the propeller blade locking device 8 still being in the initial position Z10 relative to the hub 2. In the figure 2 The representation shown corresponds approximately to the case that arises when the folding propeller 10 is in forward motion. Accordingly, the direction of rotation D is one that corresponds to forward travel.

Das Auffalten der Propellerflügel 6a und 6b von der in Figur 1 gezeigten eingeklappten Position Z1 in die ausgeklappte Position Z2 erfolgt durch eine Rotation der Antriebswelle 4 zusammen mit der Propellerflügelarretiereinrichtung 8, die über die Propellerflügel 6a, 6b letztlich auf die Nabe 2 einwirkt. Sobald die Propellerflügel 6a, 6b in Rotation versetzt werden, wirkt auf diese eine Zentrifugalkraft, bzw. Fliehkraft, die ein Aufklappen der Propellerflügel 6a, 6b begünstigt und dadurch ein öffnendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b erzeugt. Zusätzlich wirkt auf die Propellerflügel 6a, 6b beim Aufbringen einer Rotation der Nabe 2 und dem sich daraus ergebenden gleichzeitigen Aufbringen eines Vorwärtsschubs ein öffnendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b.The unfolding of the propeller blades 6a and 6b from the in figure 1 The folded-in position Z1 shown in the folded-out position Z2 is effected by rotating the drive shaft 4 together with the propeller blade locking device 8, which ultimately acts on the hub 2 via the propeller blades 6a, 6b. As soon as the propeller blades 6a, 6b are set in rotation, a centrifugal force or centrifugal force acts on them, which promotes the opening of the propeller blades 6a, 6b and thereby generates an opening moment on the propeller blades 6a, 6b. In addition, an opening moment acts on the propeller blades 6a, 6b when a rotation of the hub 2 is applied and the resulting simultaneous application of a forward thrust.

Aus der Abbildung in Figur 2, insbesondere aus der Orientierung des Schaufelprofils, ist ersichtlich, dass eine Drehung des Faltpropellers 10 in die Drehrichtung D einen Vorwärtsschub SV in der Zeichnung nach oben erzeugt. Die resultierende Gegenkraft, die an den Propellerflügeln 6a, 6b angreift, unterstützt das Ausklappen der Propellerflügel 6a, 6b. Mit anderen Worten werden die Propellerflügel 6a, 6b sowohl durch die Zentrifugalkraft als auch durch Reaktionskräfte aus dem mittels Rotation erzeugten Vorwärtsschub in die ausgeklappte Position Z2 bewegt.From the figure in figure 2 , in particular from the orientation of the blade profile, it can be seen that a rotation of the folding propeller 10 in the direction of rotation D generates a forward thrust S V upwards in the drawing. The resulting counterforce acting on the propeller blades 6a, 6b supports the unfolding of the propeller blades 6a, 6b. In other words, they will Propeller blades 6a, 6b moved both by the centrifugal force and by reaction forces from the forward thrust generated by rotation in the unfolded position Z2.

Da in dieser Drehrichtung D der Antriebswelle 4 der Vorwärtsschub SV anliegt und kein zustellendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b einwirkt, ist eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 nicht vorgesehen und auch nicht notwendig. Zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Vorwärtsschub aufgebracht werden soll, werden die Propellerflügel 6a, 6b in die ausgeklappte Position Z2 getrieben.Since the forward thrust S V is applied to the drive shaft 4 in this direction of rotation D and no advancing torque acts on the propeller blades 6a, 6b, locking of the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is not provided and is also not necessary. At each point in time at which forward thrust is to be applied, the propeller blades 6a, 6b are driven into the unfolded position Z2.

Mithin verbleibt in diesem Zustand, wie in Figur 2 abgebildet, die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in Form einer Hülse 14 typischer Weise in ihrem Ausgangszustand Z10. Alternativ oder ergänzend kann die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 auch so ausgebildet sein, dass auch in der Drehrichtung D, die der Vorwärtsfahrt entspricht, eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 erfolgt. Auf diese Weise können die Propellerflügel 6a, 6b sowohl durch "scharfes" Rückwärtsandrehen als auch durch "scharfes" Vorwärtsandrehen arretiert werden.Consequently remains in this state, as in figure 2 shown, the propeller blade locking device 8 in the form of a sleeve 14 typically in its initial state Z10. Alternatively or additionally, the propeller blade locking device 8 can also be designed in such a way that the folding propeller 10 is also locked via the propeller blade locking device 8 in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel. In this way, the propeller blades 6a, 6b can be locked both by “sharp” turning backwards and by “sharp” turning forwards.

In Figur 3 ist eine schematische Ansicht des Faltpropellers 10 gemäß der ersten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position Z2 und einer Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in einer Arretierposition Z20 dargestellt. Die in Figur 3 abgebildete Darstellung entspricht beispielsweise dem Fall, der sich einstellt, wenn der Faltpropeller 10 in der Rückwärtsfahrt angetrieben wird. Demnach entspricht hier die Drehrichtung D der der Rückwärtsfahrt. Da in dieser Drehrichtung D über den Rückwärtsschub SR ein zustellendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b einwirkt - beispielsweise durch das Anströmen des umgebenden Wassers sowie durch die Ausübung des in Schließrichtung der Propellerflügel 6a, 6b gerichteten Rückwärtsschubs SR - konkurriert das zustellende Moment am Propellerflügel mit der am Propellerflügel angreifenden Fliehkraft. Mithin ist Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 notwendig bzw. vorgesehen.In figure 3 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the first embodiment in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in a locking position Z20. In the figure 3 The illustration shown corresponds, for example, to the case that arises when the folding propeller 10 is driven in reverse. Accordingly, the direction of rotation D corresponds to that of reverse travel. Since in this direction of rotation D a feeding moment acts on the propeller blades 6a, 6b via the reverse thrust S R - for example due to the flow of the surrounding water and the exertion of the backward thrust S R directed in the closing direction of the propeller blades 6a, 6b - the feeding moment competes at Propeller blade with the centrifugal force acting on the propeller blade. Consequently, locking of the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is necessary or provided.

Zu diesem Zweck sind die vorgeschlagene Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in Form einer Hülse 14 sowie die Nabe 2 so ausgebildet, dass mittels einer Ausnutzung des auf die Nabe 2 aufgebrachten Drehmoments, das beim Drehen der Antriebswelle 4 auftritt, eine Bewegung der Nabe 2 relativ zur Hülse 14 in die Arretierposition Z20 erzwungen wird. In dieser Position sind die Propellerflügel 6a, 6b, in der Arretierposition Z20 arretiert. Der Unterschied zwischen der Ausgangsposition Z10 und der Arretierposition Z 20 lässt sich anschaulich aus einem Vergleich der Figuren 2 und 3 ableiten. Daraus wird ersichtlich, dass die Änderung der Drehrichtung D aus der Vorwärtsfahrt in die Rückwärtsfahrt dazu führt, dass die Hülse 14 im letzteren Fall, vgl. Figur 3, derart relativ zu der Nabe 2 gedreht wird, dass die Hülse 14 mit einer anderen Flanke an dem Propellerflügel 6a angrenzt, nämlich mit der gegenüberliegenden Flanke der Aussparung 16, in der sich der betreffende Propellerflügel 6b befindet. Dies erfolgt dadurch, dass das auf die Nabe 2 ausgeübte Drehmoment, das beim Drehen der Antriebswelle 4 auftritt, dazu ausgenutzt wird, eine relative Bewegung der Nabe 2 relativ zu der Hülse 14 aus einer Ausgangsposition Z10 in eine Arretierposition Z20 zu erzwingen.For this purpose, the proposed propeller blade locking device 8 in the form of a sleeve 14 and the hub 2 are designed in such a way that by utilizing the torque applied to the hub 2, which occurs when the drive shaft 4 rotates, a movement of the hub 2 relative to the sleeve 14 in the locking position Z20 is enforced. In this position, the propeller blades 6a, 6b are locked in the locking position Z20. The difference between the starting position Z10 and the locking position Z 20 can be clearly seen from a comparison of Figures 2 and 3 derive From this it can be seen that the change in the direction of rotation D from the Forward travel in reverse travel means that the sleeve 14 in the latter case, cf. figure 3 , is rotated relative to the hub 2 in such a way that the sleeve 14 adjoins the propeller blade 6a with another flank, namely with the opposite flank of the recess 16 in which the relevant propeller blade 6b is located. This takes place in that the torque exerted on the hub 2, which occurs when the drive shaft 4 rotates, is used to force a relative movement of the hub 2 relative to the sleeve 14 from an initial position Z10 into a locking position Z20.

In Figur 4 ist eine schematische Ansicht eines Faltpropellers 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer eingeklappten Position Z1 dargestellt.In figure 4 a schematic view of a folding propeller 10 according to a second embodiment is shown in a folded position Z1.

Der Faltpropeller 10 umfasst eine Nabe 2, die über eine schematisch dargestellte Antriebswelle 4 um eine Drehachse A herum antreibbar ist. Des Weiteren umfasst der Faltpropeller 10 zumindest zwei Propellerflügel 6a, 6b, die zwischen einer eingeklappten Position Z1 wie abgebildet und einer ausgeklappten Position Z2 (beispielsweise in Figur 5 gezeigt) schwenkbar an der Nabe 2 angeordnet sind. Darüber hinaus umfasst der Faltpropeller 10 eine mit der Nabe 2 bewegbar gekoppelte Propellerflügelarretiereinrichtung 8, die dazu eingerichtet ist, die Propellerflügel 6a, 6b, in der ausgeklappten Position Z2 zu arretieren, um auf diese Weise ein (teilweises) Einklappen der Propellerflügel 6a, 6b beispielsweises bei Rückwärtsfahrt, beim Aufstoppen oder bei der Hydrogeneration zu verhindern.The folding propeller 10 comprises a hub 2 which can be driven about an axis of rotation A via a drive shaft 4 (shown schematically). Furthermore, the folding propeller 10 comprises at least two propeller blades 6a, 6b, which can be moved between a folded position Z1 as shown and an unfolded position Z2 (for example in figure 5 shown) are arranged pivotably on the hub 2. In addition, the folding propeller 10 comprises a propeller blade locking device 8 which is movably coupled to the hub 2 and is set up to lock the propeller blades 6a, 6b in the unfolded position Z2 in order in this way to (partially) fold in the propeller blades 6a, 6b, for example when reversing, stopping or hydro-generation.

Dabei ist die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 als eine Hülse 14 ausgeführt. Die Hülse 14 weist eine in ihrer Mantelfläche ausgebildete Aussparung 16 sowie einen Riegel 18 auf, der am stromabwärtsseitigen Ende der Hülse 14 ausgebildet ist. Der Riegel 18 weist eine Einführschräge 20 auf. Die als Hülse 14 ausgebildete Propellerflügelarretiereinrichtung 8 ist dabei relativ zu der Nabe 2 in Drehrichtung D zwischen einer Ausgangsposition Z10 und einer Arretierposition Z20 (beispielsweise in Figur 6 gezeigt) frei bewegbar.In this case, the propeller blade locking device 8 is designed as a sleeve 14 . The sleeve 14 has a recess 16 formed in its lateral surface and a latch 18 formed at the downstream end of the sleeve 14 . The locking bar 18 has an insertion bevel 20 . The propeller blade locking device 8 embodied as a sleeve 14 is in this case relative to the hub 2 in the direction of rotation D between an initial position Z10 and a locking position Z20 (e.g. in figure 6 shown) freely movable.

Entsprechend kann eine Relativbewegung zwischen der Nabe 2 und der Hülse 14 mittels einer Ausnutzung der Massenträgheit der Hülse 14 erreicht werden, welche beim Beschleunigen der Nabe 2 auftritt. Damit kann dann eine Bewegung der Hülse 14 aus einer Ausgangsposition Z10, wie abgebildet in Figur 4, in eine Arretierposition Z20, wie abgebildet in Figur 6, erzwungen werden.Correspondingly, a relative movement between the hub 2 and the sleeve 14 can be achieved by utilizing the mass inertia of the sleeve 14, which occurs when the hub 2 accelerates. A movement of the sleeve 14 from a starting position Z10, as shown in figure 4 , to a Z20 detent position, as shown in figure 6 , to be forced.

In Figur 5 ist eine schematische Ansicht des Faltpropellers 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position Z2 abgebildet, wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 sich noch in der Ausgangsposition Z10 befindet. Die in Figur 5 gezeigte Darstellung entspricht etwa dem Fall, der sich einstellt, wenn sich der Faltpropeller 10 in Vorwärtsfahrt befindet. Demnach ist die Drehrichtung D eine solche, die einer Vorwärtsfahrt entspricht.In figure 5 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment in an unfolded position Z2, with the propeller blade locking device 8 still being in the starting position Z10. In the figure 5 the representation shown corresponds approximately to that Case that occurs when the folding propeller 10 is in forward motion. Accordingly, the direction of rotation D is one that corresponds to forward travel.

Das Auffalten der Propellerflügel 6a und 6b von der in Figur 4 gezeigten eingeklappten Position Z1 in die ausgeklappte Position Z2 erfolgt durch eine Rotation der Nabe 2 und die darüber auf die Propellerflügel 6a, 6b wirkende Zentrifugalkraft. Zusätzlich wirkt auf die Propellerflügel 6a, 6b beim Aufbringen einer Rotation der Nabe 2 und dem sich daraus ergebenden gleichzeitigen Aufbringen eines Vorwärtsschubs ein öffnendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b. Mit anderen Worten werden die Propellerflügel 6a, 6b durch die Zentrifugalkraft und den aufgebrachten Vorwärtsschub in die ausgeklappte Position Z2 bewegt.The unfolding of the propeller blades 6a and 6b from the in figure 4 The folded-in position Z1 shown, into the unfolded position Z2, is effected by a rotation of the hub 2 and the centrifugal force acting above it on the propeller blades 6a, 6b. In addition, an opening moment acts on the propeller blades 6a, 6b when a rotation of the hub 2 is applied and the resulting simultaneous application of a forward thrust. In other words, the propeller blades 6a, 6b are moved to the unfolded position Z2 by the centrifugal force and the applied forward thrust.

Da in dieser Drehrichtung D der Nabe 2 in Vorwärtsschubrichtung kein zustellendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b einwirkt, ist eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 nicht vorgesehen und auch nicht notwendig. Zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Vorwärtsschub aufgebracht werden soll, werden die Propellerflügel 6a, 6b in die ausgeklappte Position Z2 getrieben.Since in this direction of rotation D of the hub 2 no advancing moment acts on the propeller blades 6a, 6b in the forward thrust direction, locking of the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is not provided and also not necessary. At each point in time at which forward thrust is to be applied, the propeller blades 6a, 6b are driven into the unfolded position Z2.

Mithin verbleibt in diesem Zustand, wie in Figur 5 abgebildet, die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in Form einer Hülse 14 typischerweise in ihrem Ausgangszustand Z10. Alternativ oder ergänzend kann die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 auch so ausgebildet sein, dass auch in der Drehrichtung D, die der Vorwärtsfahrt entspricht, eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 erfolgt. Auf diese Weise können die Propellerflügel 6a, 6b sowohl durch "scharfes" Rückwärtsandrehen als auch durch "scharfes" Vorwärtsandrehen arretiert werden.Consequently remains in this state, as in figure 5 shown, the propeller blade locking device 8 in the form of a sleeve 14 typically in its initial state Z10. Alternatively or additionally, the propeller blade locking device 8 can also be designed in such a way that the folding propeller 10 is also locked via the propeller blade locking device 8 in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel. In this way, the propeller blades 6a, 6b can be locked both by “sharp” turning backwards and by “sharp” turning forwards.

In Figur 6 ist eine schematische Ansicht des Faltpropellers 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position Z2 und einer Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in einer Arretierposition Z20 dargestellt. Die in Figur 6 abgebildete Darstellung entspricht beispielsweise dem Fall, der sich einstellt, wenn der Faltpropeller 10 in der Rückwärtsfahrt angetrieben wird. Demnach entspricht hier die Drehrichtung D der Rückwärtsfahrt. Da in dieser Drehrichtung D ein zustellendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b einwirkt - beispielsweise durch das Anströmen des umgebenden Wassers sowie durch die Ausübung des in Schließrichtung der Propellerflügel 6a, 6b gerichteten Schubs - ist eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 notwendig bzw. vorgesehen.In figure 6 a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment is shown in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in a locking position Z20. In the figure 6 The illustration shown corresponds, for example, to the case that arises when the folding propeller 10 is driven in reverse. Accordingly, the direction of rotation D corresponds to reversing. Since in this direction of rotation D an advancing torque acts on the propeller blades 6a, 6b - for example due to the flow of the surrounding water and the exertion of the thrust directed in the closing direction of the propeller blades 6a, 6b - it is necessary or possible to lock the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 . intended.

Zu diesem Zweck ist die vorgeschlagene Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in Form einer Hülse 14 so ausgebildet, dass mittels einer Ausnutzung der Massenträgheit der Hülse 14, die beim Beschleunigen der Nabe 2 auftritt, eine Bewegung der Hülse 14 in die Arretierposition Z20 erzwungen wird. In dieser Position sind die Propellerflügel 6a, 6b, in der Arretierposition Z20 arretiert. Der Unterschied zwischen der Ausgangsposition Z10 und der Arretierposition Z20 lässt sich anschaulich aus einem Vergleich der Figuren 5 und 6 ableiten. Daraus wird ersichtlich, dass die Änderung der Drehrichtung D aus der Vorwärtsfahrt in die Rückwärtsfahrt dazu führt, dass die Hülse 14 im letzteren Fall, vgl. Figur 6, derart relativ zu der Nabe 2 gedreht wird, dass die Hülse 14 an dem Propellerflügel 6a angrenzt. Dies erfolgt dadurch, dass die Massenträgheit der Hülse 14, die beim Beschleunigen der Nabe 2 auftritt, dazu ausgenutzt wird, eine relative Bewegung der Hülse 14 aus einer Ausgangsposition Z10 in eine Arretierposition Z20 zu erzwingen.For this purpose, the proposed propeller blade locking device 8 is designed in the form of a sleeve 14 such that a movement of the sleeve 14 into the locking position Z20 is forced by utilizing the mass inertia of the sleeve 14 that occurs when the hub 2 accelerates. In this position, the propeller blades 6a, 6b are locked in the locking position Z20. The difference between the starting position Z10 and the locking position Z20 can be clearly seen from a comparison of the figures 5 and 6 derive From this it can be seen that the change in the direction of rotation D from forward travel to reverse travel results in the sleeve 14 in the latter case, cf. figure 6 , is rotated relative to the hub 2 such that the sleeve 14 abuts the propeller blade 6a. This takes place in that the inertia of the sleeve 14, which occurs when the hub 2 accelerates, is used to force a relative movement of the sleeve 14 from an initial position Z10 into a locking position Z20.

Dies wird nicht nur bei einer Umkehr der Drehrichtung erreicht, sondern bei jeder Erhöhung der Drehzahl der Nabe 2 in der Drehrichtung, welche der Rückwärtsfahrt entspricht. Beispielsweise kann durch eine schnelle Drehung der Nabe 2 erreicht werden, dass sich die Propellerflügel 6a, 6b aufrichten und dann durch eine weitere Beschleunigung der Drehung der Nabe 2 erreicht werden, dass sich die Nabe 2 quasi unter der durch ihre Trägheit in dem jetzigen Bewegungszustand verharrenden Hülse 14 so hindurch dreht, dass eine Verriegelung der Propellerflügel 6a, 6b erreicht wird.This is achieved not only when the direction of rotation is reversed, but each time the speed of the hub 2 increases in the direction of rotation which corresponds to reverse travel. For example, a rapid rotation of the hub 2 can cause the propeller blades 6a, 6b to straighten, and further acceleration of the rotation of the hub 2 can then cause the hub 2 to remain in the current state of motion due to its inertia Sleeve 14 rotates through so that locking of the propeller blades 6a, 6b is achieved.

In Figur 7 ist eine schematische Ansicht des Faltpropellers 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer Position dargestellt, die zwischen der eingeklappten Position Z1 und der ausgeklappten Position Z2 liegt. Figur 7 dient im Wesentlichen der Veranschaulichung eines Übergangszustandes des Ausklappvorgangs der Propellerflügel 6a, 6b. Aus der Darstellung von Figur 7 kann entnommen werden, dass, sofern die Nabe 2 in einer Rückwärtsfahrt angetrieben wird, die Arretierung der Propellerflügel 6a, 6b über den Riegel 18 erfolgt. Dabei kann letzterer mithilfe der Einführschrägen 20 die Propellerflügel 6a, 6b ergreifen, bevor diese vollständig ausgeklappt sind.In figure 7 1 is a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment in a position that lies between the folded position Z1 and the unfolded position Z2. figure 7 serves essentially to illustrate a transitional state of the unfolding process of the propeller blades 6a, 6b. From the representation of figure 7 it can be seen that, if the hub 2 is driven in reverse, the locking of the propeller blades 6a, 6b takes place via the bolt 18. The latter can take the propeller blades 6a, 6b with the help of the insertion bevels 20 before they are fully unfolded.

Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht des Faltpropellers 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position Z2 und eine Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in einer Ausgangsposition Z10. Aus der Abbildung in Figur 8 ist ersichtlich, dass die Propellerflügel 6a, 6b jeweils über einen Lagerzapfen 12, der quer zu der Drehachse A angeordnet ist, gelagert sind. Die in Figur 8 abgebildete Darstellung entspricht wiederum jenem Fall, gemäß dem der Faltpropeller 10 in der Drehrichtung D angetrieben wird, die der Vorwärtsfahrt entspricht. Da in dieser Drehrichtung D kein zustellendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b einwirkt, ist eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 nicht zwingend notwendig. Mithin kann in diesem Zustand, wie in Figur 5 abgebildet, die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in Form einer Hülse 14 in einem Ausgangszustand Z10 verbleiben. Alternativ oder ergänzend kann die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 auch so ausgebildet sein, dass auch in der Drehrichtung D, die der Vorwärtsfahrt entspricht, eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 erfolgt. figure 8 shows a schematic view of the folding propeller 10 according to the second embodiment in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in an initial position Z10. From the figure in figure 8 It can be seen that the propeller blades 6a, 6b are each mounted via a bearing journal 12 which is arranged transversely to the axis of rotation A. In the figure 8 The representation shown corresponds to the case in which the folding propeller 10 is driven in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel. Since in this direction of rotation D no advancing torque acts on the propeller blades 6a, 6b, locking the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is not absolutely necessary. Therefore can in this state, as in figure 5 shown, the propeller blade locking device 8 remain in the form of a sleeve 14 in an initial state Z10. Alternatively or additionally, the propeller blade locking device 8 can also be designed in such a way that the folding propeller 10 is also locked via the propeller blade locking device 8 in the direction of rotation D, which corresponds to forward travel.

In Figur 9 ist eine schematische Seitenansicht des Faltpropellers 10 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position Z2 und einer Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in einer Arretierposition Z20 dargestellt. Die in Figur 9 abgebildete Darstellung entspricht, analog zur Figur 6, dem Fall einer Rückwärtsfahrt des Faltpropellers 10. In diesem Fall wird der Faltpropeller 10 in der Drehrichtung D angetrieben, die der Rückwärtsfahrt entspricht. Da in dieser Drehrichtung D ein zustellendes Moment auf die Propellerflügel 6a, 6b einwirkt, ist eine Arretierung des Faltpropellers 10 über die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 notwendig bzw. vorgesehen.In figure 9 a schematic side view of the folding propeller 10 according to the second embodiment is shown in an unfolded position Z2 and a propeller blade locking device 8 in a locking position Z20. In the figure 9 shown representation corresponds to, analogous to figure 6 , the case of reverse travel of the folding propeller 10. In this case, the folding propeller 10 is driven in the direction of rotation D, which corresponds to reverse travel. Since in this direction of rotation D an advancing torque acts on the propeller blades 6a, 6b, locking of the folding propeller 10 via the propeller blade locking device 8 is necessary or provided.

Zu diesem Zweck ist die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 in Form einer Hülse 14 so ausgebildet, dass mittels einer Ausnutzung der Massenträgheit der Hülse 14, die beim Drehen der Nabe 2 auftritt, eine Bewegung der Hülse 14 in die Arretierposition Z20 erzwungen wird. In dieser Position sind die Propellerflügel 6a, 6b, in der Arretierposition Z20 arretiert.For this purpose, the propeller blade locking device 8 is designed in the form of a sleeve 14 such that a movement of the sleeve 14 into the locking position Z20 is forced by utilizing the mass inertia of the sleeve 14 that occurs when the hub 2 rotates. In this position, the propeller blades 6a, 6b are locked in the locking position Z20.

In Figur 10 ist eine schematische Seitenansicht eines Faltpropellers 10 gemäß einer dritten Ausführungsform in einer ersten Position Z110 dargestellt. Der Faltpropeller 10 gemäß der dritten Ausführungsform umfasst ebenfalls eine Nabe 2, die über eine Antriebswelle 4 um eine Drehachse A antreibbar ist. Des Weiteren umfasst die dritte Ausführungsform zwei Propellerflügel 6a, 6b, die zwischen einer eingeklappten Position Z1 (gestrichelt dargestellt) und einer ausgeklappten Position Z2 schwenkbar an der Nabe 2 angeordnet sind. Ferner umfasst die dritte Ausführungsform eine mit der Nabe 2 gekoppelte Propellerflügelarretiereinrichtung 8, die eingerichtet ist, die Propellerflügel 6a, 6b in der zweiten, ausgeklappten Position Z2 zu arretieren. Hierzu umfasst die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 ein Gewinde 22.In figure 10 a schematic side view of a folding propeller 10 according to a third embodiment is shown in a first position Z110. The folding propeller 10 according to the third embodiment also includes a hub 2 which can be driven about an axis of rotation A via a drive shaft 4 . Furthermore, the third embodiment comprises two propeller blades 6a, 6b, which are arranged on the hub 2 so that they can pivot between a folded-in position Z1 (shown in phantom) and an unfolded position Z2. Furthermore, the third embodiment includes a propeller blade locking device 8 coupled to the hub 2, which is set up to lock the propeller blades 6a, 6b in the second, unfolded position Z2. For this purpose, the propeller blade locking device 8 includes a thread 22.

Mithin ist die Propellerflügelarretiereinrichtung 8 gemäß der dritten Ausführungsform relativ zu der Nabe 2 in Drehrichtung D derart bewegbar ausgebildet, dass mittels einer Ausnutzung einer Massenträgheit, die beim Drehen der Nabe 2 auftritt, eine Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung 8 aus einer Ausgangsposition Z10 in eine Arretierposition Z20 (nicht in Figur 10 abgebildet) erzwungen wird.Consequently, the propeller blade locking device 8 according to the third embodiment is designed to be movable relative to the hub 2 in the direction of rotation D in such a way that by utilizing a mass inertia that occurs when the hub 2 rotates, a movement of the propeller blade locking device 8 from an initial position Z10 into a locking position Z20 ( not in figure 10 pictured) is enforced.

Auf der Antriebswelle 4 ist ein Aufsatz und einem Gewinde 22 angeordnet. Auf dem Gewinde 22 kann die Nabe 2 aufgeschraubt werden. Die Besonderheit der Nabe 2 zeichnet sich dadurch aus, dass aufgrund des Gewindes 22 die gesamte Nabe 2 in Richtung der Drehachse der Antriebswelle 4 auf der Antriebswelle 4 auf- und abschraubbar ist. Dieser Schraubmechanismus wird aufgrund der Massenträgheit der Nabe 2 und der Antriebswelle 4 betätigt.An attachment and a thread 22 are arranged on the drive shaft 4 . The hub 2 can be screwed onto the thread 22 . The special feature of the hub 2 is that due to the thread 22 the entire hub 2 can be screwed on and off the drive shaft 4 in the direction of the axis of rotation of the drive shaft 4 . This screw mechanism is actuated due to the inertia of the hub 2 and the drive shaft 4 .

Durch das Auf- und Abschrauben der Nabe 2 relativ zur Antriebswelle 4 werden in dem ersten Zustand gemäß Figur 10 die Propellerflügel 6a, 6b frei schwenkbar über Lagerzapfen 12 quer zur Drehachse A gelagert. Die Propellerflügel 6a, 6b werden dabei entlang ihrer Propellerflügelwurzeln über eine Zahnstange 24 synchronisiert geschwenkt. In dem in Figur 10 abgebildeten ersten Zustand können die Propellerflügel 6a, 6b darüber hinaus über die Zahnstange 24 angesteuert werden. Die Beeinflussung der Propellerflügel 6a, 6b wird ferner über eine Stange 26 eingeleitet, die mit der Zahnstange 24 kommuniziert.By screwing and unscrewing the hub 2 relative to the drive shaft 4 in the first state according to figure 10 the propeller blades 6a, 6b are freely pivotable via bearing journals 12 transverse to the axis of rotation A. The propeller blades 6a, 6b are pivoted in a synchronized manner along their propeller blade roots via a toothed rack 24. in the in figure 10 In the first state shown, the propeller blades 6a, 6b can also be controlled via the toothed rack 24. The influencing of the propeller blades 6a, 6b is also initiated via a rod 26 which communicates with the rack 24.

Dadurch wird eine zusätzliche Kraft zum Öffnen der Propellerflügel eingeführt, die Zuverlässigkeit und Optimierung der Öffnung verbessert. Etwa ist es durch diese Kraft, die nur in eine Richtung wirksam ist, möglich, die Propellerflügel 6a, 6b während der Vorwärtsfahrt zuzuklappen.This introduces an additional force to open the propeller blades, improving reliability and opening optimisation. This force, which is only effective in one direction, makes it possible, for example, to fold in the propeller blades 6a, 6b while driving forward.

Die Nabe 2, die Propellerflügel 6a, 6b sowie die Zahnstange 24 können dabei aus jedem Material gefertigt sein und können insbesondere Kunststoff oder auch Metalllegierungen aufweisen.The hub 2, the propeller blades 6a, 6b and the toothed rack 24 can be made of any material and can in particular have plastic or metal alloys.

Hingegen muss das Gewinde 22 aus einer Metalllegierung bestehen, um den Drehmomenten standzuhalten und das Gleiten an der Gewindefläche zu gewährleisten. Vorzugsweise ist dabei das Gewinde 22 aus einem Werkstoff gefertigt, dessen Härte sich von jener der Nabe 2 unterscheidet. Dadurch kann vermieden werden, dass Kaltverschweißen auftritt.On the other hand, the thread 22 must be made of a metal alloy in order to withstand the torques and to ensure sliding on the threaded surface. The thread 22 is preferably made of a material whose hardness differs from that of the hub 2 . This can prevent cold welding from occurring.

Figur 11 zeigt eine schematische Seitenansicht des Faltpropellers 10 gemäß der dritten Ausführungsform einer zweiten Position Z220. Gemäß der Abbildung in Figur 11 werden die Propellerflügel 6a, 6b über die Zahnstange 24 so angesteuert, dass diese sich in der ausgeklappten Position Z2 befinden. Darüber hinaus befindet sich der Faltpropeller 10 in einer arretierten Position, der zweiten Position Z220, die dadurch erreicht wird, dass aufgrund der Massenträgheit der Antriebswelle 4 und der Nabe 2 ein Aufschrauben der beiden Komponenten aufeinander erfolgt. figure 11 shows a schematic side view of the folding propeller 10 according to the third embodiment of a second position Z220. According to the figure in figure 11 the propeller blades 6a, 6b are controlled via the rack 24 so that they are in the unfolded position Z2. In addition, the folding propeller 10 is in a locked position, the second position Z220, which is achieved in that due to the mass inertia of the drive shaft 4 and the hub 2, the two components are screwed onto one another.

Figur 12 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Faltpropellers 10 gemäß einer vierten Ausführungsform in einer ausgeklappten Position. Gemäß der vierten Ausführungsform umfasst der Faltpropeller 10 einen Nabe 2, die ein erstes Nabenelement 2a und ein zweites Nabenelement 2b aufweist, wobei die Nabe 2 über eine Antriebswelle (nicht abgebildet) um eine Drehachse A antreibbar ist. Die vierte Ausführungsform umfasst ferner zwei Propellerflügel 6a, 6b (6b nicht abgebildet), die schwenkbar an der Nabe 2 angeordnet sind, sowie eine mit der Nabe 2 gekoppelte Propellerflügelarretiereinrichtung in Form einer Zwangsnabe 28, die eingerichtet ist, die Propellerflügel 6a, 6b, in der ausgeklappten Position Z2 zu arretieren. figure 12 12 is a schematic perspective view of a folding propeller 10 according to a fourth embodiment in an unfolded position. According to the fourth embodiment, the folding propeller 10 comprises a hub 2, which has a first hub element 2a and a second hub element 2b, the hub 2 being about an axis of rotation A is drivable. The fourth embodiment further comprises two propeller blades 6a, 6b (6b not shown), which are arranged pivotably on the hub 2, and a propeller blade locking device coupled to the hub 2 in the form of a forced hub 28, which is set up to secure the propeller blades 6a, 6b, in to lock the unfolded position Z2.

Die Propellerflügelarretiereinrichtung in Form einer Zwangsnabe 28 ist dabei relativ zu der Nabe 2, insbesondere dem Nabenelement 2b, in Drehrichtung D derart bewegbar ausgebildet, dass mittels einer Ausnutzung einer Massenträgheit, die beim Drehen der Nabe 2 auftritt, eine Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung in Form einer Zwangsnabe 28 in eine Arretierposition Z20, in der die Propellerflügel 6a, 6b arretiert sind, erzwungen wird.The propeller blade locking device in the form of a forced hub 28 is designed to be movable relative to the hub 2, in particular the hub element 2b, in the direction of rotation D such that by utilizing a mass inertia that occurs when the hub 2 rotates, a movement of the propeller blade locking device in the form of a forced hub 28 is forced into a locking position Z20, in which the propeller blades 6a, 6b are locked.

In einer weiteren Ausführungsform kann statt oder zusätzlich zu der Massenträgheit das rückwärts antreibende Drehmoment zur Verriegelung genutzt werden.In a further embodiment, instead of or in addition to the mass inertia, the backward driving torque can be used for locking.

Hierbei können sich die zwei Nabenelemente 2a und 2b innerhalb von 90° frei zueinander verdrehen. Diese Verdrehung wird durch die Massenträgheit eingeleitet und kontrolliert. Im ersten Nabenelement 2a befindet sich eine Zwangsnabe 28, die bei der 90° Verdrehung einen Hub erzeugt und damit eine Zahnstange 24 zwischen die beiden Propellerflügel 6a, 6b treibt und somit ihre Endpositionen kontrollieren kann. Ferner weist die vierte Ausführungsform eine Vertiefung 30 an der Zwangsnabe 28 auf, die sich am auslaufenden Ende der 90° Verdrehung befindet und so als zusätzlicher Widerstand gegen das Zuklappen wirkt.Here, the two hub elements 2a and 2b can rotate freely within 90° to each other. This torsion is initiated and controlled by inertia. In the first hub element 2a there is a forced hub 28, which produces a stroke at the 90° rotation and thus drives a toothed rack 24 between the two propeller blades 6a, 6b and can thus control their end positions. Furthermore, the fourth embodiment has an indentation 30 on the constraining hub 28, which is located at the trailing end of the 90° twist and thus acts as an additional resistance against folding.

Dadurch wird eine zusätzliche Kraft zum Öffnen der Propellerflügel 6a, 6b eingeführt, die Zuverlässigkeit und Optimierung der Öffnung verbessern soll. Diese Kraft ist nur in eine Richtung wirksam und ermöglicht weiterhin das Zuklappen bei der Vorwärtsfahrt. Das erste Nabenelement 2a, die Zwangsnabe 28, die Zahnstange 24 sowie die Propellerflügel 6a, 6b haben keine Materialbeschränkungen. Diese können sowohl Kunststoff als auch Metalllegierungen aufweisen oder daraus bestehen. Das Nabenelement 2b hat lediglich die Einschränkung, dass es schwerer als das Nabenelement 2a sein sollte, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Die Zwangsnabe 28 sowie die Zahnstange 24 müssen aus Werkstoffen unterschiedlicher Härte gefertigt sein, um Kaltverschweißen zu vermeiden.This introduces an additional force to open the propeller blades 6a, 6b, which is intended to improve reliability and optimization of the opening. This force is only effective in one direction and still allows folding when driving forward. The first hub element 2a, the constraining hub 28, the rack 24 and the propeller blades 6a, 6b have no material restrictions. These can include or consist of both plastic and metal alloys. The only limitation of the hub element 2b is that it should be heavier than the hub element 2a in order to achieve optimal results. The forced hub 28 and the rack 24 must be made of materials of different hardness to avoid cold welding.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all individual features that are presented in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without departing from the scope of the invention.

BezuqszeichenlisteReference character list

AA
Drehachseaxis of rotation
DD
Drehrichtungdirection of rotation
SRSR
Rückwärtsschubreverse thrust
SvSv
Vorwärtsschubforward thrust
Z1Z1
eingeklappte Positionfolded position
Z2Z2
ausgeklappte Positionunfolded position
Z10Z10
Ausgangspositionstarting position
Z20Z20
Arretierpositionlocking position
Z110Z110
Erste PositionFirst position
Z220Z220
Zweite Positionsecond position
22
Nabehub
2a2a
Erstes NabenelementFirst hub element
2b2 B
Zweites NabenelementSecond hub element
44
Antriebswelledrive shaft
6a, 6b6a, 6b
Propellerflügelpropeller blades
88th
PropellerflügelarretiereinrichtungPropeller blade locking device
1010
Faltpropellerfolding propeller
1212
Lagerzapfenbearing journal
1414
Hülsesleeve
1616
Aussparungrecess
1818
Riegelbars
2020
Einführschrägelead-in bevel
2222
Gewindethread
2424
Zahnstangerack
2626
Stangepole
2828
Zwangsnabeforced hub
3030
Vertiefungdeepening

Claims (15)

Faltpropeller (10), umfassend - eine Nabe (2), die über eine Antriebswelle (4) um eine Drehachse (A) antreibbar ist, - zumindest zwei Propellerflügel (6a, 6b), die zwischen einer eingeklappten Position (Z1) und einer ausgeklappten Position (Z2) schwenkbar an der Nabe (2) angeordnet sind, sowie - eine Propellerflügelarretiereinrichtung (8), die eingerichtet ist, die Propellerflügel (6a, 6b) in der ausgeklappten Position (Z2) zu arretieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) relativ zu der Nabe (2) in Drehrichtung (D) zwischen einer Ausgangsposition (Z10) und einer Arretierposition (Z20) bewegbar ist. A folding propeller (10) comprising - a hub (2) which can be driven about an axis of rotation (A) via a drive shaft (4), - At least two propeller blades (6a, 6b) which are arranged pivotably on the hub (2) between a folded position (Z1) and an unfolded position (Z2), and - a propeller blade locking device (8) which is set up to lock the propeller blades (6a, 6b) in the unfolded position (Z2), characterized in that the propeller blade locking device (8) is movable relative to the hub (2) in the direction of rotation (D) between a starting position (Z10) and a locking position (Z20). Faltpropeller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) drehsteif mit der Antriebswelle (4) verbunden ist, wobei die Nabe (2) in Drehrichtung (D) von der Propellerflügelarretiereinrichtung (8) entkoppelt ist, wobei vorzugsweise die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) eine Hülse (14) aufweist.Folding propeller (10) according to Claim 1, characterized in that the propeller blade locking device (8) is connected to the drive shaft (4) in a torsionally rigid manner, the hub (2) being decoupled from the propeller blade locking device (8) in the direction of rotation (D), with the Propeller blade locking device (8) has a sleeve (14). Faltpropeller (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) derart bewegbar ausgebildet ist, dass beim Aufbringen eines Drehmoments auf die Antriebswelle (4) eine Bewegung der Nabe (2) aus der Ausgangsposition (Z10) in die Arretierposition (Z20) erzwungen wird.Folding propeller (10) according to Claim 2, characterized in that the hub (2) is designed to be movable in such a way that when a torque is applied to the drive shaft (4), the hub (2) moves from the starting position (Z10) into the locking position ( Z20) is enforced. Faltpropeller (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) drehsteif mit der Antriebswelle (4) verbunden ist, wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) in Drehrichtung (D) von der Nabe (2) entkoppelt ist, wobei vorzugsweise die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) eine Hülse (14) aufweist.Folding propeller (10) according to Claim 1, characterized in that the hub (2) is connected to the drive shaft (4) in a torsionally rigid manner, with the propeller blade locking device (8) being decoupled from the hub (2) in the direction of rotation (D), with the Propeller blade locking device (8) has a sleeve (14). Faltpropeller (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) derart bewegbar ausgebildet ist, dass mittels einer Ausnutzung einer Massenträgheit, die beim Drehen der Nabe (2) auftritt, eine Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung (8) aus einer Ausgangsposition (Z10) in eine Arretierposition (Z20), in der die Propellerflügel (6a, 6b) arretiert sind, erzwungen wird.Folding propeller (10) according to Claim 4, characterized in that the propeller blade locking device (8) is designed to be movable in such a way that, by utilizing a mass inertia that occurs when the hub (2) rotates, a movement of the propeller blade locking device (8) from a starting position ( Z10) is forced into a locking position (Z20) in which the propeller blades (6a, 6b) are locked. Faltpropeller (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) derart bewegbar ausgebildet ist, dass gezielt deren Massenträgheit dazu ausgenutzt wird, die Bewegung der Propellerflügelarretiereinrichtung (8) aus der Ausgangsposition (Z10) in die Arretierposition (Z20) zu erzwingen.Folding propeller (10) according to Claim 4 or 5, characterized in that the propeller blade locking device (8) is designed to be movable in such a way that its mass inertia is specifically used to stop the movement of the propeller blade locking device (8) from the starting position (Z10) into the locking position (Z20 ) to force. Faltpropeller nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung (D) einem Rückwärtslauf der Propellerflügel (6a, 6b) entspricht.Folding propeller according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of rotation (D) corresponds to reverse rotation of the propeller blades (6a, 6b). Faltpropeller (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügel (6a, 6b) auf einem quer zu der Drehachse (A) angeordneten Lagerzapfen (12) gelagert sind.Folding propeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller blades (6a, 6b) are mounted on a bearing journal (12) arranged transversely to the axis of rotation (A). Faltpropeller (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretierung (8) ausgebildet ist, dass diese sich im Stillstand der Antriebswelle (4) in der Ausgangsposition (Z10) befindet, wobei in diesem Fall die Propellerflügel (6a, 6b) zwischen der eingeklappten Position (Z1) und der ausgeklappten Position (Z2) frei schwenkbar sind.Folding propeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller blade lock (8) is designed so that it is in the starting position (Z10) when the drive shaft (4) is at a standstill, in which case the propeller blades (6a, 6b ) can be pivoted freely between the folded position (Z1) and the unfolded position (Z2). Faltpropeller (10) nach Anspruch 2 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) der Propellerflügelarretiereinrichtung (8) im Bereich eines jeden Propellerflügels (6a, 6b) eine Aussparung (16) sowie einen Riegel (18) aufweist, wobei der Riegel (18) vorzugsweise an einem stromabwärtsseitigen Ende (20) der Hülse (14) ausgebildet ist.Folding propeller (10) according to Claim 2 or Claim 5, characterized in that the sleeve (14) of the propeller blade locking device (8) has a recess (16) and a latch (18) in the area of each propeller blade (6a, 6b), the Latch (18) is preferably formed at a downstream end (20) of the sleeve (14). Faltpropeller (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) eine Einführschräge (20) aufweist, die so ausgebildet ist, dass in einem Zustand, in dem die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) noch nicht vollständig in der Arretierposition (Z20) ist, ein Einklappen der Propellerflügel (6a, 6b) zu einem Zurücksetzen der Propellerflügelarretiereinrichtung (8) in ihre Ausgangsposition (Z10) führt.Folding propeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller blade locking device (8) has an insertion bevel (20) which is designed such that in a state in which the propeller blade locking device (8) is not yet fully in the locking position ( Z20), folding in the propeller blades (6a, 6b) causes the propeller blade locking device (8) to be reset to its starting position (Z10). Faltpropeller (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) aus einem Teil gefertigt ist, vorzugsweise wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) und/oder die Propellerflügel (6a, 6b) einen metallischen Werkstoff aufweisen.Folding propeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller blade locking device (8) is made in one piece, preferably wherein the propeller blade locking device (8) and/or the propeller blades (6a, 6b) comprise a metallic material. Faltpropeller (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) ausgebildet ist, die Propellerflügel (6a, 6b) während einer Schleppfahrt des Faltpropellers (10) in einer ausgeklappten Position (Z2) zu arretieren, sodass eine Autorotation der Propellerflügel (6a, 6b) erfolgt, wobei die Propellerflügelarretiereinrichtung (8) vorzugsweise ausgebildet ist, eine Autorotation der Propellerflügel (6a, 6b) zur Energierückgewinnung ab etwa 5 kn Fahrt zu ermöglichen.Folding propeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller blade locking device (8) is designed to lock the propeller blades (6a, 6b) in an unfolded position (Z2) while the folding propeller (10) is being towed, so that an autorotation the propeller blades (6a, 6b), the propeller blade arresting device (8) preferably being designed to enable an auto-rotation of the propeller blades (6a, 6b) for energy recovery from a speed of about 5 knots. Faltpropeller (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügel (6a, 6b) so ausgebildet sind, dass die initiale Öffnung der Propellerflügel (6a, 6b) unter Ausnutzen der Fliehkraft erfolgt, vorzugsweise wobei die Propellerflügel (6a, 6b) einen metallischen Werkstoff aufweisen, insbesondere eine Metalllegierung.Folding propeller (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the propeller blades (6a, 6b) are designed in such a way that the initial opening of the propeller blades (6a, 6b) takes place using centrifugal force, preferably wherein the propeller blades (6a, 6b ) Have a metallic material, in particular a metal alloy. Antrieb für ein Boot mit einem Faltpropeller (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.Drive for a boat with a folding propeller (10) according to one of Claims 1 to 14.
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