NO123595B - - Google Patents

Description

Vripropellanlegg.

Foreliggende .oppfinnelse angår, et vripropellanlegg, særlig for s jof artoyer., ...av,. den,art hvor vinkelstillingen f ot de vribare propellblad styres ved hjelp av en hydraulisk servomotoranordning, fra en trykkfluidum-kilde, f.eks. en pumpe, gjerne med en lignende kilde i reserve..Servomotor-anordning omfatter herunder vanlig en stempel-sylinder-anordning, idet stempelstangen er tilsluttet roten for hvert av propellbladene, således at bladstillingen avhenger av .stillingen av seryomotpr-stemplet i sin sylinder. Denne stilling bestemmes ved tilforsel av trykkfluidum til de to sider av stemplet i sin sylinder, og disse tilforsler blir vanlig styrt ved Jijelp av en fordelingssleide og foregår gjennom aksiale ledninger i propellakslen. Det er vanlig å anordne servomotoren 'i aksel-ledningen eller selve propellnavet, og herunder innrette forholdene slik at en bevegelse av servomotorstemplet forover i fartoyets lengderetning vil bevirke en vridning av propellbladene i retning for forovergang av fartoyet, men det er også mulig å innrette forholdene slik at foroverstilling av propellbladene betinges av bevegelse akterover 'av servomotorstemplet.

Som nevnt er det kjent å anordne en reserve trykkfluidumkilde for

å sikre driften av servomotoranordningen. Hvis det nemlig inntrer en feil i tilforslen av trykkfluidum, vil propellbladene, på grunn av fartoyets bevegelse fremover gjennom vannet, soke å vri seg til stilling for akterovergang. Folgen er at fartoyet mister sin manovreringsevne, og det er derfor av avgjorende betydning at en svikt i tilforslen av trykkfluidum kan unngås. Anordningen av en reserve trykkfluidum-kilde vil avhjelpe en svikt i den ytre tilforsel. For det tilfelle at det skulle inntre en feil i umiddelbar nærhet av, eller i selve fordelingssLeiden, eller på grunn av lekkasje i innforingsanordningen, har det vært foreslått, og brukt, anordninger av fjærer eller spesielle hydrauliske stempel-anordninger som, i tilfelle av feil, soker å bringe propellbladene til å innta en varig stilling for forovergang. De nevnte fjæranordninger, som er innrettet for direkte, mekanisk påvirkning av servomotoren må nodvendigvis være utfort temmelig kraftige, for å kunne overvinne både friksjon i de indre deler av propellnavet, og den nevnte naturlige tendens til akteroverstilling av propellbladene, samtidig som de medforer den ulempe at de kan innvirke på den normale drift av propellanlegget, mens de hydrauliske anordninger er utfort med et spesielt stempel for påvirkning av servomdbor-stemplet eller av stempelstangen.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en anordning i et vripropellanlegg av den art hvor det i propellakslen eller -navet er-innbygget en servomotor hvis stempel under normal drift kan beveges i den ene eller den annen retning for innstilling av vinkelstillingen for propellbladene ved hjelp av et trykkfluidum som tilfores rommet i servbmotorsylinderen på den ene eller den annen side av stemplet gjennom kanaler i propellakslen fra en forste trykkfluidumkilde under styring av en fordelingssleide, og hvor det i propellakslen er anordnet et ytterligere stempel som kan" beveges aksialt under påvirkning av et trykkfluidum fra en annen trykkfluidumkilde som kan tilknyttes et rom i propellakslen ved feil i den normale tilforsel av trykkfluidum, for bevegelse av servomotorstemplet i retning for innstilling av propellbladene for foroverdrift, hvor de mekaniske og funksjonelle ulemper ved de anlegg som tidligere er kjent er unngått.

I henhold til oppfinnelsen er det ytterligere stempel utformet og innrettet til under bevegelse under påvirkning av trykkfluidum fra den annen trykkfluidumkilde å lukke åpningen mellom den fdrste trykkfluidumkilde og servomotorens side for foroverstilling av propellbladene og å opprette forbindelse mellom denne side og den annen trykkfluidumkilde, og å gjenopprette normale tilstander ved bevegelse i motsatt retning. Under bruk av en slik anordning, vil således servomotor-stemplet, ved svikt hvor som helst i den ordinære tilforsel av trykkfluidum, kunne kobles over fra den vanlige trykkfluidumkilde, eventuelt reserve-kilde, til en nod-kilde, uavhengig av de normale fordelings- og innfbrings- organer, og servomotor-

og forstillings-mekanismen vil fortsatt funksjonere på samme måte som under normal drift.

I henhold til oppfinnelsen har det ytterligere stempel en hul stempelstang som ved sin fri ende er åpen mot den trykkfluidumkanal som svarer til den åpning som kan lukkes, og med et aksialt gjennomlop som forst åpnes når åpningen er blitt lukket.

For tilbakeføring ai/ det ytterligere stempel til den stilling det skal innta under normal drift, kan stemplet på utsiden av sin stempelstang være forsynt med en stempelflate i et rom i propellakslen, som gjennom langsgående spor er tilsluttet den åpning som skal kunne lukkes.

For å sikre at åpningen for den normale tilforsel av trykkfluidum

er stengt for nbd-fluidet tilfores, er det hensiktsmessig å sorge for en faseforskyvningsinnretning, ved at det ytterligere stempel er utfort med en æntral boring som kan oppta et sylindrisk fremspring på bunnen i sylinderen for stemplet, idet lengden av fremspringet og tykkelsen av stemplet er således avpasset i forhold til hverandre og til slaglengden for stemplet.at når stempelstangen

har lukket åpningen til den forste trykkfluidumkilde er det gjennomlop fra den annen trykkfluidumkilde mellom den fri ende av fremspringet og den fri ende av boringen i stemplet til den kanal som forer til servomotorens side for foroverstilling av propellbladene.

Når servomotorstemplet er bragt i stilling for forovergang ved hjelp av en nod-stillingsinnretning, f.eks. slik som i henhold til foreliggende oppfinnelse, ér det hensiktsmessig å kunne sikre servomotorstemplet i denne stilling, slik at stemplet blir stående i full foroverstilling. I denne hensikt kan det i servomotor-sylinderen, foran stemplet, være anordnet en pakning som i samvirke med en avfaset omkretsflate på servomotorstemplet danner tetning mot en mulig forbindelse mellom de to sider av stemplet når dette står i endestilling for foroverstilling av propellbladene. De vanlige stempelfjærer vil nemlig ikke holde helt tett, slik at stemplet vil kunne sige akterover, og det blir nodvendig å foreta nodforstilling flere ganger, noe som selvsagt ikke er ønskelig.

På vedfoyde tegning er det skjematisk vist to eksempler på hvorledes anordningen i henhold til oppfinnelsen kan bringes til utførelse, nemlig ett hvor foroverstilling av propellbladene svarer til bevegelse forover av servomotor-stemplet, og ett hvor slik forstilling svarer til bevegelse akterover av stemplet.

Den forste utforelsesform er vist i fig. 1-M-.

Fig. 1 viser et aksialt lengdesnitt gjennom den del av propellakslen hvor trykkfluidet bringes til og fra den servomotor som styrer propellblad-stigningen. Fig. 2 viser et aksialt snitt gjennom propell-navet, og er forutsatt å vise en venstre fortsettelse av den akseldel som er vist i fig. 1 . Fig. 3 viser, i storre målestokk den hoyre del av den akseldel. som er vist i fig. 1.

Fig. !+- viser, likeledes i aksialt snitt, en detalj fra fig. 2.

Den annen utforelsesform er vist i fig. 5 til 8. I disse figurer er det brukt de samme henvisriingstall som i fig. 1 —for de deler som svarer til hverandre, idet den eneste forskjell ligger i at servomotorstemplet beveges akterover ved foroverforstilling av propellbladene.

Herunder svarer fig. 5 til fig. 1, fig. 6 til fig. 2, fig. 7 til fig. 3 og fig. 8 til fig. <i>+.

Som vist på tegningene omfatter anlegget i begge utforelsesformer et propellnav 1 hvori det er anordnet et antall propellblad 2 som kan vris i navet 1 fra stilling for bevegelse av fartoyet forover til bevegelse akterover, og omvendt, ved hjelp av en krysshode-innretning 3 hvis stilling styres ved hjelp av en servomotor som er anordnet i propellnavet 1 og som omfatter en sylinder h med stempel 5« Stillingen av stemplet 5? og dermed vri-stillingen av propellbladene 1 styres ved hjelp av et trykk-fluidum som tilfores de to sider av stemplet 5 gjennom rørledninger som er anordnet i den hule aksel 6, fra en ytre trykkfluidum-kilde, som ikke er vist.

På et sylinderformet parti 7 av akslen 6 dreier denne seg fritt i et faststående fluidum-innfbringshus 8, hvori det er anordnet en sleide 9 som kan forskyve.s i aksial retning. Huset 8 er forsynt med en åpning 10 for innfbring av trykkfluidum og to åpninger 11 for utslipning av dette fluidum til en sump. Huset 8 og akslen 6 er videre utfort med åpninger 12 og 13 for foring av trykk-fluidum til hver sin av de to sider av servomotorstemplet 5> gjennom ledninger som er anordnet i akslen 6, dels ved hjelp av et ror 1<*>f, dels ved hjelp av et ror 15 som er anordnet sentralt og aksialt i en sentral boring i akslen 6. ;Sleiden 9 styres på konvensjonell måte under bruk av en tilbake-fbringsmekanisme .som omfatter en ring 16 som er tilsluttet stenger 17 som er festet til et åk 18 på roret 1^- hvis aktre (vaistre) ende er festet til den hule stempelstang 20 for stemplet 5 og hvis forre (hbyre) ende kari gli tett i boringen i akslen 6. Det er stempelstangen 20 som beveger krysshodet 3 for forstilling av propellbladene 1 . ;Den del av anordningen som er beskrevet ovenfor utgjor ingen del ;av foreliggende oppfinnelse. ;I den anordning som er vist i fig. 1 — M- er boringen i akslen 6 utfort med et utvidet parti 21, som strekker seg forfra (fra hoyre) til mellom innlopsåpningene 12 og 13. Partiet 21 er stengt overfor den trangere del av boringen mellom åpningene 12 og 13 ved hjelp av en ring 22 som er utfort med en åpning 220 som tilsvarer åpningen 13 i akslen 6. Ringen 22 har en sentral åpning for tett gjennomforing av roret 15 som ender åpent foran (til hoyre) for ringen 22. ;Den forre del av boringen.21 er utfort med et parti 23 med litt storre diameter, og er lukket i en flens 2h i den hoyre ende av akslen 6 ved hjelp av en plate 25 som er forsynt med et sentralt, hylseformet fremspring 251 som rager akterover fra platen 25,' og har en avfaset endeflate 252. ;I partiet 23 i boringen 21 er det anordnet et flytende stempel 26 med en hul stempelstang 27 hvorav en forreste, tykkere del 271 ;kan forskyves tett i en faststående foring 28 i boringen 21 og hvis aktre, tynnere del 272 kan forskyves tett inne i en sylinderformet forlengelse 221 på ringen 22. I denne forlengelse er det anordnet aksiale spor 222, slik at rommet i boringen 21 rundt stempelstangen 27 står i forbindelse med boringen 13, dvs. at det i den stilling av stempel 26 som er vist dverst i fig. 3? fyller fluidum fra åpningen 13 i boringen 21, både inn- og utvendig for stempelstangen 27. ;Lengden av fremspringet 251 på skiven 25 er valgt slik i forhold til slaglengden for stemplet 26, 27, at når stempelstangen 27 står mot ringen 22 i sin aktre (venstre) stilling vil det være fritt gjennomlop forbi kanten 252, mellom rommet på forsiden av stemplet. ;26 og hulrommet i stempelstangen 27. ;1 forbindelsesflensen 2^ i den forreste (hoyre) ende av propell^ akslen 6 er det anordnet en radial boring 29 hvis ytre ende er gjenget ved 291. Under normal drift er boringen 29 stengt ved hjelp av en stirt 292 som er forsynt med et gjenget hode. 293 og me(i en lufteboring 29*+.

I den forreste stilling av stemplet 26, munner boringen 29 inn i rommet 23 på forsiden av stemplet 26.

I flensen. 2h er det også anordnet en lufteboring 31 som munner inn i rommet 23 på aktersiden av stemplet 26, og som kan stenges ved hjelp av en propp 32 i flensen 2h. -v

I den forreste ende av servomotOTsVl^hderen h er det,.,." som vist i storre målestokk i fig. h anordnet en U-pakning 30,%likesom den forreste ende av stempel 5 er avfaset ved 51 . Den ene leppe 301

av pakningen 30 rager litt inn i det fri rom i sylinderen k slik at den vil gripe inn rundt den avfas^te ende av stemplet 5 når

7;.-'- Q

dette beveges tLl an forreste bunnstil-ling, og gli opp pa omkrets-flaten på stemplet 5.

I den utforelsesform for anordningen i henhold til oppfinnelsen som er vist i fig. 5-8 er som nevnt forholdene slik at servomotor-stemplet 5 beveges akterover, mot venstre på tegningen i sin sylinder h, ved forstilling av propellbladene mot foroverstilling. Pakningen 30 og den avfasete ende 51 på stemplet er folgelig her anordnet i den aktre venstre ende av sylinderen h. Anordningen av hjelpestemplet 26 er folgelig også snudd i forhold til den anordning som er vist i fig. 1-4-, idet det er anordnet i den aktre venstre tilslutnirgsflens 24-' på akslen 6, i stedet for i den hoyre flens 2h.

I dette tilfelle er det folgelig forbindelsen mellom roret 14- og . åpningen 12 som skal stenges og erstattes med en forbindelse til en nod-kilde, gjennom boringen.29. Konstruktivt medforer denne endrede anordning at roret 14- har har tett styring innvendig i fremspringet.251, mens roret 15 også her er tett styrt i ringen 22....

De ovrige detaljer i denne utforelsesform svarer helt til detaljene-i den utfor else sf orm som er vist i fig. 1-4- og som er beskrevet ovenfor. Anordningen i henhold til oppfinnelsen virker på folgende måte: Under normal drift er åpningene 12 og 13 tilsluttet en trykkfluidum-kilde, og ved egnet forskyvning av sleiden 9 kan slikt fluidum fores tilfor- eller bak- siden av servomotorstemplet 5, for forstilling av propellbladene 2 i retning for akterover- henholdsvis forover-gang. Under slik normal drift fungerer anlegget på en måte som er vel kjent, slik at en nærmere beskrivelse av anlegget og dets funksjoner ikke er nodvendig for fagmannen.

Hvis det nå skulle inntreffe et uhell i forbindelse med innforingshuset 8, eller tilforslen av trykkfluidum fra hoved- eller reserve-kilde, vil propellbladene ha en tendens til å vri seg til stilling for akterovergang, slik at fartoyet vil miste sin manøvrerings-dyktighet.

Denne ulempe kan avhjelpes ved hjelp av en anordning i henhold til oppfinnelsen, på folgende måte: Stiften 292 skrus ut av sin boring 29, og i gjengene 291 skrus det inn en slange som er tilsluttet en vilkårlig trykk-fluidum-kilde. Samtidig åpnes boringen 31 ved at proppen 32 fjernes.

Ved nå å fore trykk-fluidum inn gjennom boringen 29 forskyves • stemplet 26 mot venstre i fig. 3 og mot hoyre i fig. 7, slik at det vil innta den stilling som er vist nederst i fig. 3, henholdsvis fig. 7 med stempelstangen 27 i stilling mot ringen 22. Derved stenges forbindelsen mellom åpningen 13, henholdsvis 12, og rommet inne i stempelstangen 27 og dermed med roret 15, henholdsvis 14-, mens det blir fritt gjennomlop fra boringen 29, rommet på den fri side av stemplet 26, spalten mellom boringen i stemplet 26 og enden av fremspringet 252, hulrommet i stempelstangen 27, roret 1^, henholdsvis 14-, til baksiden $ henholdsvis forsiden, av. servomotor-stemplet 5, slik at dette forskyves slik at propellbladene 2 vris til full foroverstilling.

Sylinderen 4- og den normale forstillingsmekanisme er herunder, dimensjonert slik i forhold til hverandre at stemplet 5, under normal drift, ikke vil nå sine ytterste stillinger i sylinderen -4-, Ved påvirkning av trykkfluidum gjennom boringen 29, vil imidlertid stemplet 5 beveges til sin yttersteforreste henholdsvis bakerst-e stilling, hvor leppen 301 av pakningen 30 vil entre det avfasete parti 51 på stemplet 5 og legge seg mot den sylindriske omkretsflate. Derved vil det hindres at det i denne endestilling av stemplet 5 vil bli noen lekkasje av trykkfluidum fra baksiden av stemplet 5.med derav folgende tendens til at stemplet 5 vil sige akterover. Med stemplet 5 stående i denne ekstreme stilling og dermed propellbladene 2 i ekstrem foroverstilling, fjernes igjen tilforslen av trykkfluidum gjennom boringen 29 og denne lukkes med en tett propp eller med en tilbakeslagsventil.

Porpellbladene 2 står nå i en ekstrem forover-stilling. Fartoyet

er fullt manovreringsdyktig som et fartoy med fast propellblad-stilling, og manovreringen kan foregå ved hjelp av fremdrifts-maskinen, på ordinær måte.

Når feilen i den normale tilforsel av trykkfluidum er avhjulpet, fjernes igjen proppen i boringen 29 og trykk settes igjen på, gjennom åpningen 13, henholdsvis 12. Dette trykk vil forplante seg gjennom sporene 222 og påvirke den flate 273, som begrenser den tykkeste del 271 av stempelstangen 27 overfor den tynnere del 272, slik at stemplet 26 vil trykkes mot foroverstilling, inntil det igjen inntar den stilling som er vist overst i fig. 3 og fig. '7,

og normal driftstilstand er igjen opprettet. Når stemplet 26 har nådd sin forreste endestilling, settes igjen stiften 291 på plass og åpningen 31 stenges ved hjelp av proppen 32. Skulle der bli vanskeligheter med å få stemplet 26 tilbake til ytterste forover-stilling, settes det inn trykk gjennom boring 31- Dette trykk vil virke på baksiden av stemplet 26 og bringe stemplet mot sin endestilling.

I den utf orelsesf orm som er vist i fig. 1-4-, er det, som nevnt forutsatt at servomotor-stemplet 5 skal beveges forover, mot hoyre på tegningen, når propellbladene skal beveges mot foroverstilling. Hjelpestemplet 26 er da anordnet foran servomotoranordnLngen.

Hvis imidlertid servomotor-anordningen ef slik at en foroverstilling

av propellbladene oppnås ved bevegelse akterover, mot venstre,

av servomotorstemplet 5, er hjelpeanordningen anordnet aktenom innforingshuset 8, slik som vist i fig. 5-8.

Claims (5)

1. Vripropellanlegg av den art hvor det i propellakslen eller -navet er innbygget en servomotor hvis stempel under normal drift kan beveges i den ene eller den annen retning for innstilling av vinkelstillingen for propellbladene ved hjelp av et trykkfluidum som tilfores rommet i servomotorsylinderen på den ene eller den annen side av stemplet gjennom kanaler i propellakslen fra en forste trykkfluidumkilde under styring av en fordelingssleide, og hvor det i propellakslen er anordnet et ytterligere, stempel som kan beveges aksialt under påvirknirg av et trykkfluidum fra en annen trykkfluidumkilde som kan tilknyttes et rom i propellakslen ved feil i den normale tilforsel av trykkfluidum, for bevegelse av servomotorstemplet i retning for innstilling av propellbladene for foroverdrift, karakterisert ved at det ytterligere stempel (26) er utformet og innrettet til under bevegelse under påvirkning av trykkfluidum fra den annen trykkfluidumkilde å lukke åpningen (13,12) mellom den forste trykkfluidumkilde og servo-

motorens side for foroverstilling av propellbladene og å opprette forbindelse mellom denne side og den annen trykkfluidumkilde, og å gpnopprette normale tilstander ved bevegelse i motsatt retning.

2. Anlegg som angitt i krav 1,karakterisert ved at det ytterligere stempel (26) er utstyrt med en hul stempelstang (27) som ved sin fri ende er åpen mot den trykkfluidumkanal 0 5, 1^) som svarer til den åpning (13,12) som kan lukkes, og med et aksialt gjennomlop som forst åpnes når åpningen (13,12) er blitt lukket.

3. Anlegg som angitt i krav 2, karakterisert ved at det. ytterligere stempel (26) på utsiden av sin stempelstang (27) kan.være forsynt med en stempelflate (273) i et rom (21) i propellakslen (6), som gjennom langsgående spor (222) er tilsluttet den åpning (I3) som skal kunne lukkes. h.

Anlegg som angitt i krav 2 og 3, karakterisert ved at det ytterligere stempel (26) er utfort med en sentral boring som kan oppta et sylindrisk fremspring (252) på bunnen (25) i sylinderen (23) for stemplet (26), idet lengden av fremspringet (252) og tykkelsen av stemplet (26) er således avpasset i forhold til hverandre og til slaglengden for stemplet (26) at når stempelstangen (27) har lukket åpningen (13,12) til den forste trykkfluidumkilde er det gjennomlop fra den annen trykkfluidumkilde mellom den fri ende av fremspringet (252) og den fri ende av boringen i stemplet (26) til den kanal 0 5,1*+) som forer til servomotorens side for f oroverstilling av propellbladene.

5. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at det i servomotor-sylinderen ( h) er anordnet en pakning (30) som i samvirke med en avfaset omkretsflate (51) på servomotor-stemplet (5) danner tetning mot en mulig forbindelse mellom de to sider av stemplet (5) når dette står 1 endestilling for foroverstilling av propellbladene.