NL8300895A - Verstelbare schroef voor scheepsaandrijving. - Google Patents

Description

- 1 - * 7 -

N. 0. 31569 I

. (

Verstelbare schroef voor scheepsaandrijving,

De uitivnding heeft betrekking op een verstelbare schroef voor scheepsaandrijving, met een dicht gesloten naafhuis, dat bestemd is voor bevestiging aan het einde van een schroefas, alsmede met een door een hydraulisch medium 5 bedienbaar verstellichaam, dat in het huis, in de asrichting daarvan, beweegbaar is en dat een deel van een cilinder-zuigermechanisme bevat en door een koppelingsmechanisme verbonden is met de schroefbladen.

Verstelbare schroeven van dit type, welke bijvoorbeeld 10 bekend zijn uit DE-OS 25 28 387, worden op grote schaal gebruikt. Zij zijn echter wat hun konstruktie betreft betrek- i kelijk gecompliceerd.

De uitvinding heeft tot doel een verstelbare schroef van het-genoemde type te verschaffen, welke zonder aan 15 kwaliteit en betrouwbaarheid in te boeten eenvoudiger is dan de tot nu toe bekende schroeven, gunstiger vervaardigd kan worden en zelfs nog voordelen wat betreft de betrouwbaarheid heeft.

De verstelbare schroef volgens de uitvinding, waardoor 20 dit doel wordt bereikt, wordt gekenmerkt, doordat het naar de schroefas toegekeerde einde van de stelbare schroef is uitgevoerd als tap, die afgedicht gevoerd is door een begrenzings-wand van het huis, aangesloten kan worden aan binnen een boring van de schroefas aangebrachte buizen voor de toe-25 en afvoer van hydraulisch medium onder druk en met deze buizen te verbinden kanalen bevat, welke dienen voor het verbinden van de cilinderruimte van het cilinder-zuiger-mechanisme, evenals van de inwendige ruimte van het schroef-huis met een besturingsinrichting.

30 Door deze maatregel wordt een vereenvoudiging bereikt, doordat ook bij de tegenwoordig vanwege het rendement nagestreefde grote verstelbare schroeven met lage toerentallen één enkel cilinder-zuigermechanisme voor de bewegingen van het verstellichaam voldoende is, waarbij de inwendige ruimte 35 van het schroefhuis een tweede drukruimte vormt, zodat het cilinder-zuigermechanisme een dubbelwerkende funktie verkrijgt.

83 0 0 8 9 5 ' ï - 2 -

Bij voorkeur kan het verstellichaam aan zijn van de schroefas afgekeerde zijde uitgevoerd zijn als plunjer, die afdichtend geleid is in een in het huis aangebrachte cilinder-boring. Ten opzichte van een omgekeerde opstelling, waarbij 5 de cilinderboring is gevormd in het verstellichaam, wordt op deze wijze konstruktief een grotere diameter van de cilinder verkregen, wat hetzij de vorming van grotere verstel-krachten bij dezelfde bedieningsdruk of de toepassing van lagere bedieningsdrukken bij dezelfde verstelkrachten mogelijk 10 maakt. Het is echter duidelijk, dat ook de omgekeerde opstelling met een cilinderboring in het verstellichaam toegepast kan worden.

Hoewel het koppelingsmechanisme bijvoorbeeld zwenkbare verbindingsstangen kan bevatten, kunnen bij voorkeur aan het 15 verstellichaam groeven zijn gevormd, welke behoren bij de schroefbladen en waarin excentrische tappen van de schroefbladen grijpen, waarbij de groeven L-vormig zijn uitgevoerd en een been, dat zich uitstrekt in de bewegingsrichting van het verstellichaam, alsmede een tweede been, dat dwars daarop 20 verloopt, bevatten. Door een dergelijke uitvoering van op % zich bekende groeven wordt het invoeren van de tappen van de shcorefbladen in de groeven bij de montage van de schroef vereenvoudigd.

De cilinderboring kan gevormd zijn in een deksel, dai be-25 vestigd is aan het van de schroefas afgekeerde einde van een uitwendig huisdeel. Daardoor wordt de vervaardiging van het naafhuis vereenvoudigd.

Bij voorkeur kan het deksel een plat buitenvlak bevatten, waaraan dichtend een plaat uit korrosiebestendig materiaal 30 is aangebracht. Bij een dergelijke uitvoeringsvorm kan het deksel vervaardigd zijn uit een ijzermateriaal, zoals bijvoorbeeld modulair gietijzer, dat slijtagebestendig is, aanzienlijk stijver is, d.w.z. een hogere elasticiteitsmodulus heeft en daarbij nog goedkoper is dan de in het algemeen voor naaf-35 delen vervaardigde bronssoorten. De bescherming tegen korro-sie wordt overgenomen door een eenvoudige plaat, bijvoorbeeld een plaat uit roestvrij staal.

8300895 * - 3 -

Het deksel kan aan zijn omtrek een in asrichting van het huis uitstekende ringvormige rand bevatten, welke met zijn binnenvlak met geringe speling een ringvormig uitsteeksel van het buitenste huisdeel omsluit. Daardoor wordt 5 het deksel gebruikt voor het radiaal steunen van het buitenste huisdeel, waarbij de door de vlakke vorm van het deksel en zijn materiaal met hogere elasticiteitsmodulus verkregen stijfheid van het deksel op gunstige wijze wordt benut.

Het buitenste huisdeel kan daardoor aanzienlijk lichter, 10 met minder materiaal worden uitgevoerd, wat ook voordelen heeft ten aanzien van de kosten van de schroef.

Bij voorkeur kunnen de schroefbladen voorzien zijn van lagerschotels, welke ringvormige lijsten van het huis met lagervlakken omvatten, waarbij telkens in de uitwendige 15 spleet tussen de lagerschotel en de overeenkomstige huis-boring tenminste één afdichting aanwezig is, en aan de naar het hydraulische medium toegekeerde zijde van de afdichting tenminste één afvoerkanaal is aangebracht, dat voert naar een afvoerruimte voor het hydraulische medium. Door het 20 afvoerkanaal wordt gezorgd voor een smeren van de lagervlakken, waarbij gebruik wordt gemaakt van de omstandigheid, dat de inwendige ruimte van het schroefhuis gevuld is met onder druk staand hydraulisch medium. Het afvoerkanaal zorgt tegelijkertijd voor een ontlasting van de druk van de af-25 dichting.

De afvoerkanalen kunnen onder passeren van de be-grenzingswand van het huis uitvomnden in een ruimte, welke in verbinding staat met de ringvormige ruimte van de boring j van de schroefas, die de buis omgeeft. Op deze wijze wordt 30 de ringvormige ruimte van de boring van de schroefas gebruikt voor ontlasting van de druk van de afdichtingen van de blads'chotels.

De begrenzingswand van het naafhuis, waardoor de tap van het verstellichaam .afdichtend is gevoerd, kan de vorm hebben j 35 van een van het huis gescheiden schijf, welke in het huis ! bevestigd is. Ook door een dergelijke konstruktie wordt de opbouw in het bijzonder van grote schroeven goedkoper gemaakt.

•830 089 5 < ? - 4 -

De uitvinding wordt aan de hand van schematisch in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeelden toegelicht.

Fig. 1 is een schematische axiale doorsnede van de schroef volgens de uitvinding;

5 fig. 2 is een aanzicht in de richting van de pijl II

in fig. 1 bij afgenomen huisdeksel; fig. 3 is een doorsnede III-III in fig. 1; fig. 4 is een detailaanzicht van het verstellichaam van fig. 1, in fig. 1 van bovenaf gezien, 10 fig. 5, 6 en 7 tonen een volgorde van werkstappen bij het invoeren van het verstellichaam in het naafhuis gedurende de montage.

De in de fig. 1-4 weergegeven verstelbare schroef heeft een naafhuis 1, waarin schroefbladen 2 draaibaar gelagerd 15 zijn. Het naafhuis bevat een buitenste huisdeel 3, dat door schroeven 4 aan de flens 5 van een holle schroefas 6 met een boring 7 bevestigd is. Een inwendige ruimte 8 van het schroef-huis is aan zijn van de schroefas 6 verwijderde einde afgesloten door een deksel 10, waarin een cilinderboring 11 is 20 gevormd. Het deksel 10 heeft een plat buitenvlak 12, waaraan afdichtend een plaat 13 uit korrosiebestendig materiaal is aangebracht. De afdichting heeft enerzijds plaats door een afdichtring 14 aan de omtrek van de plaat 13, anderzijds door niet-weergegeven afdichtende onderlagen onder de 25 koppen tievestigingsschroeven 15, 16.

Aan het einde, dat gekeerd is naar de schroefas 6, is de inwendige ruimte 8 van het schrofhuis 1 afgesloten door een begrenzingwand 17, welke de vorm heeft van een platte schijf, die door schroeven 18 bevestigd is in het 30 buitenste huisdeel 1.

Zoals verder in het bij2nder blijkt uit fig. 1, zijn de schroefbladen 2 voorzien van bladschotels 20, welke tezamen met schijfvormige vasthouddelen 21?. waarmee zij door schroeven 22 en stiften 23 verbonden zijn, ringvormige 35 lijsten van het uitwendige huisdeel 3 omvatten. De ringvormige lijsten 24 vormen daarbij lagervlakken 25. In de uitwendige φίεβί 26 tussen de bladschotel 20 en zijn daarna toegekeerde boring in het buitenste huisdeel 3 is een af- 8300895

*r - - X

- 5 - dichtring 27 aangebracht, welke de inwendige ruimte 8 van het schroefhuis 1 naar buiten afsluit. Aan de naar het hydraulische medium toegekeerde zijde van de afdichtring 27 is een afvoerkanaal 28 aangebracht, dat via een tussen-5 ruimte 30 tussen de schijf 17 en de flens 5 met de boring 7 van de schroefas 6 verbonden is.

In de inwendige ruimte 8 van het schroefhuis 1 bevindt zich een verstellichaam 31, waarvan het van de schroefas 6 verwijderde einde als plunjer 32 met een zuigerafdichting 10 33 is uitgevoerd. De plunjer 32 vormt met de cilinderboring 11 een cilinder-zuigermechanisme voor het bewegen van het verstellichaam 31. Zoals verder wordt toegelicht, kan de bedieningsdruk ook toegevoerd worden naar de inwendige ruimte 8 van het schroefhuis 1, zodat het verstellichaam 15 met zijn plunjer 32 een dubbelwerkende funktie heeft.

Hiertoe is het verstellichaam aan zijn naar de schroefas toegekeerde einde voorzien van een tap 34-, die afdichtend door een boring 35 in de schijf 17 is gevoerd en kanalen 36 en 37 bevat, die verbonden zijn met buizen 38 en 4-0, die 20 zich bevinden in de boring 7 van de schroefas 8 en dienen voor de toevoer en de afvoer van hydraulische medium onder druk voor de bediening van de verstelbare schroef. Zoals blijkt uit fig. 1 is de buis 38 verbonden met een centraal kanaal 36, dat in de cilinderruimte 11 voert. De tussen-25 ruimte 4-1 tussen de buizen 4-0 en 38 is verbonden met kanalen 37, welke in resp. uit de inwendige ruimte 8 van het schroefhuis 1 voeren. De buizen 38 en 4-0 zijn op bekende wijze verbonden met een niet-getoonde besturingsinrichting, welke de toevoer van hydraulisch medium onder druk naar 30 de cilinder 11 of de inwendige ruimte 8 regelt en daardoor versteIbewegingen van het verstellichaam 31 veroorzaakt.

Zoals in het bijzonder blijkt uit de fig. 3 en 4-, heeft het verstellichaam 31 aan zijn omtrek platte vlakken 4-2, welke samenwerken met platte vlakken 4-3 van de vast-35 houddelen 21.Inde vlakken 4-2 zijn L-vormige groeven 4-4- gevormd, welke ieder een been 4-5 hebben, dat zich uitstrekt in de bewegingsrichting van het verstellichaam, die evenwijdig met de as A van de schroef verloopt. Het tweede been 4-6 staat dwars op deze richting, bij voorkeur loodrecht daar-40 op. In de L-vormige groef 44 en wel tijdens bedrijf in haar 8300895

f I

- 6 - been 46, grijpt een tap 47 van het betreffende vasthouddeel 21, welke omgeven is door een gele idingsbus 48 met platte geleid ingsvlakken.

De fig. 5-7 tonen, hoe bij de montage van het verstel-5 lichaam 31 wordt ingevoerd in het naafhuis bij reed gemonteerde schroefbladen 2.

Volgens fig. 5 worden de schroefbladen met hun schotels 20 zo ingesteld, dat de tappen 47 zich telkens tegenover de benen 45 van de groeven 44 bevinden.

10 Daarop wordt het verstellihcaam 31 zover in het naaf huis gevoerd, tot de tappen 47 met hun bussen 48 tegen het einde van het been 45 van de groef 44 stoten. Nu wordt volgens fig. 6 het verstellicbaam bij gelijktijdige verdraaiing van de schroefbladen in de door een pijl weerge-15 geven richting verder naar rechts bewogen, waarbij de tappen 47 in de benen 46 van de L-vormige groef 44 worden ingevoerd. Fig. 7 toont tenslotte de stand van de tap 47 in de groef 44 in de werkzame stand. Door driehoeken 50 is daarbij de ligging van de schroefbladen 2 aangegeven.

20 Zoals reeds vermeld, wordt in het bedrijf bij een ver- stelbeweging aan één van de drukruimtes, hetzij aan de eilin-derruimte 11 of aan de inwendige ruimte 8, medium onder druk toegevoerd, terwijl voor de afvoer daarvan uit de andere ruimte wordt gezorgd. Wanneer de doorstroming door de buizen 25 38 en 40 wordt geblokkeerd, dan wordt het verstellichaam 31 en daarmede de bladen 2 van de verstelbare schroef in de betreffende stand geblokkeerd.

Het afvoerkanaal 28 maakt een zekere geringe stroming van het hydraulische medium, d.w.z. olie, langs de lager-30 vlakken 25 in de boring 7 van de schroefas 6 mogelijk, waarin bij alle bedrijfstoestanden een lagere druk dan in de inwendige ruimte 8 heerst. Daardoor wordt voor een feilloze smering van deze lagervlakken gezorgd. Tegelijkertijd wordt bij deze opstelling de afdichting 27 ontlast, daar zij niet 35 blootgesteld is aan de in de inwendige ruimte 8 heersende werkdruk, maar aan de lagere in de boring 7 van de schroefas heersende druk.

8300895 - 7 -

Zoals reeds vermeld, heeft het deksel 10 aan zijn omtrek een in asrichting A van het huis uitstekende ringvormige rand 51, welke met zijn inwendige vlak met geringe speling een ringvormige uitsteeksel 52 van het uitwendige huisdeel 5 3 omsluit.

Bij voorkeur kunnen op bekende wijze de schroefbladen zo zijn uitgevoerd, resp. hun draaiassen zo zijn opgesteld, dat zij in bedrijf met hun reactiekracht het verstellichaam 31 in fig. 1 naar links drukken. Dit heeft tot gevolg, dat 10 de in de cilinderboring 11 werkende werkdrukken groter zijn dan de werkdrukken, die tijdens bedrijf in de inwendige ruimte 8 kunnen heersen.

De in de inwendige ruimte 8 van het naafhuis werkende hydraulische druk veroorzaakt een aandrukkracht, welke in-15 werkt op de vasthouddelen 21 en deze gelijkmatig tegen de ringvormige lijsten 24 drukt. Deze werking is in het bijzonder bij grote, langszaam lopende schroeven gunstig, daar daardoor kantelkrachten in de lagering onder invloed van de op de schroefbladen wekrende hydraulische krachten 20 tenminste gereduceerd worden. Daardoor wordt de bladschotel 20 ontlast van op zijn rand werkende krachten.

Bij de getoonde schroef kan het verstellichaam 31 na verwijdering van het deksel 10 in fig. 1 naar links gemonteerd worden zonder het naafhuis 1 los te moetne maken 25 van de schroefas 6. Bij meer eenvoudige, kleinere schroeven kan ook de cilinderboring 11 direkt in het naafhuis 1 zijn gevormd. Op dezelfde wijze kan ook de begrenzingswand 17 met het naafhuis 1 als één stuk uitgevoerd zijn.

Conclusies 8300895

Claims (9)

1. Verstelbare schroef voor scheepsaandrijving, met een dicht afgesloten naafhuis, dat bestemd is om bevestigd te worden aan het einde van een schroefas, evenals met een in het huis in de asrichting daarvan beweegbaar, door een hydraulisch medium bedienbaar verstellichaam, dat door een koppe-5 lingsmechanisme verbonden is met zwenkbaar in het naafhuis gelagerde schroefbladen, waarbij het koppelingsmechanisme aangesloten kan worden aan binnen een boring van de schroefas opgestelde buizen voor de toevoer en de afvoer van hydraulisch medium onder-.' druk, met het kenmerk, dat 10 het verstellichaam (31) voorzien is van een deel (32) van een cilinder-zuigermechanisme (11, 132), dat samenwerkt met een tweede deel (32) van hetzelfde mechanisme, dat vast in het naafhuis (1) is opgesteld, en dat het naar de schroefas (6) toegekeerde einde van hetvfCêllichaam (31) uitgevoerd is 15 als tap (34·), die afdichtend gevoerd is door de begrenzings-wand (17) van het huis (1) en kanalen (36,37) bevat, die verbonden kunnen worden met de buizen (38, 40), die dienen voor de toevoer en de afvoer van hydraulisch medium onder druk, welke kanalen dienen voor het verbinden van de cilin-20 derruimte (11) van het cilinder-zuigermechanisme (11,32) evenals van de inwendige ruimte (8) van het schroefhuis (1) met een besturingsinrichting, zodanig, dat het cilinder-zuigermechanisme (11,32) als dubbelwerkend mechanisme in twee richtingen door medium onder druk belast worden.

2. Schroef volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verstellichaam (31) aan zijn van de schroefas (6) afgekeerde einde uitgevoerd is als plunjer (32), die afdichtend geleid is in een in het huis (1) aangebrachte cilinderboring (11).

3. Schroef volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het koppelingsmechanisme voorzien is aan het verstellichaam (31) aangebrachte groeven (44), welke toegevoegd zijn aan de schroefbladen (2) en waarin excentrische tappen (47) van de schroefbladen (2) grijpen, waar-35 bij de groeven (44) L-vormig zijn uitgevoerd en een been (45) bevatten, dat zich uitstrekt in de bewegingsrichting van het verstellichaam (31), evenals een tweede been (46), dat dwars daarop verloopt. 8300895 * ♦ - 9 -

4. Schroef volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de cilinderboring (11) is aangebracht in een deksel (10), die bevestigd is aan het van de schroefas (6) afgekeerde einde van een buitenste huisdeel (3).

5. Schroef volgens conclusie ή-, met het ken merk, dat het deksel (10) een plat buitenvlak (12) bevat, waaraan afdichtend een plaat (13) uit korrosiebesten-dig materiaal is aangebracht.

6. Schroef volgens conclusie 5, met het ken-10 m e r k , dat het deksel (10) aan zijn omtrek een in asrichting (A) van het huis (1) uitstekende ringvormige rand (51) bevat, welke met zijn binnenvlak met geringe speling een ringvormig uitsteeksel (52) van het buitenste huisdeel (3) omsluit.

7. Schroef volgens één of meer der voorafgaande con clusies, met het k en merk, dat de schroefbladen (2) voorzien zijn van bladschotels (20), welke ringvormige lijsten (24) van het huis (1) met lagerxiakken (25) omvatten, waarbij telkens in de buitense spleet (26) tussen 20 de lagerschotel (20) en de overeenkomstige huisboring tenminste één afdichting (27) aanwezig is, en dat aan de naar het hydraulische medium toegekeerde zijde van de afdichting (27) tenminste één afvoerkanaal (28) is aangebracht, dat voert naar een afvoerruimte (7) voor het hydraulische 25 medium.

8. Schroef volgens conclusie 7,met hetken-merk, dat het afvoerkanaal (28).onder passeren van de begrenzingswand (17) van het huis (1) uitmondt in een ruimte (30), die in verbinding staat met de ringvormige 3Ö ruimte van de boring (7) van de schroefas (6), die de buizen (38, 40) omgeeft.

9. Schroef volgens één of meer der conclusies 1 t/m 7, met het kenmerk, dat de begrenzingswand .(17) van het naafhuis (1), waardoor de tap (34) van het verstel- 35 lichaam (31) afdichtend is geleid, de vorm heeft van een van het huis (1) gescheiden schijf (17), die in het huis (1) bevestigd is. 8300895