SE451990B - Stellbar propeller for fartygsdrift - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 451 990 2 anströmningsförhàllandena beaktas, och det på ett sätt som medger en anpassning av dessa korrigeringar till förändringarna i anströmningsförhållandena, såsom de uppträder exempelvis vid förändrad djupgång eller vid olika färdhastigheter hos far- tyget. Detta skall uppnås med en gentemot en känd ställpro- peller ringa ytterligare insats, varvid det av säkerhets- skäl vid korrigeringsmekanismens bortfall skall garanteras en normal drift av ställpropellern.

Detta màl uppnås genom att ställpropellern uppvisar de i patentkravet 1 angivna kännetecknen. Vid en på så sätt utformad ställpropeller förbättras den redan befintliga sväng- bara lagringen av propellerbladen tillsammans med ställ- mekanismen pá ett enkelt sätt så, att de nämnda korrigerings- möjligheterna erhålles, varigenom en förbättring av propel- lerns verkningsgrad är möjlig, som är av_betydelse särskilt vid de i dag eftersträvade stora propellrarna med låg varv- frekvens. Därvid förblir vid korrigeringsmekanismens bortfall bladens ställmekanism i normal funktion, så att i vart fall en fortsatt färd är möjlig.

I en föredragen utföringsform har propellern ut- formats i enlighet med patentkravet 2. Denna utförings- form medger vid lämplig utläggning en påverkan av ställ- mekanismen med förhållandevis ringa krafter, varvid vid pas- sande utläggning ännu enviss självhämmande effekt förhindrar eller åtminstone dämpar överföringen av krafter från propeller- bladen till korrigeringsmotorerna.

Ställpropellern kan utformas i enlighet med kravet 3 eller H. I båda dessa fall kan den utformas i enlighet med kravet 5 eller 6. I bägge fall erhålles konstruktivt särskilt enkla former.

Företrädesvis kan propellern utformas i enlighet med kravet 7. Ställdelen kan därvid på i ooh för sig förut känt sätt vara en del av ett hydrauliskt kolvcylinderdon.

Därigenom erhålles kopplingsmässiga fördelar, då t.ex. hyd- raulmedlet för korrigeringsmotorerna på samma sätt som för ställmotorn kan tillföras genom den ihåliga propelleraxeln.

Propellern kan vidare utformas enligt kraven 8 och 9, vilket ger en robust lagring av propellerbladen. En på dylikt fifi 10 15 20 25 30 35 451 990 3 sätt utformad propeller kan tilldelas de i kravet 10 angivna kännetecknen. Pâ detta sätt erhålles en mycket enkel upp- byggnad av korrigeringsmekanismen.

A andra sidan kan en ställpropeller med s.k. tall- ríkslagrade blad ges den i patentkravet 11 angivna utformningen.

Därigenom kan särdragen enligt uppfinningen realiseras även vid denna typ av ställpropellrar.

Uppfinningen skall beskrivas med hjälp av på rit- ningarna schematiskt visade utföringsexempel, varvid fig. 1 visar ett axialsnitt genom en ställpropeller enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett avsnitt av fig. 1 i större skala, fig. 3 visar ett tvärsnitt enligt linjen III - III i fig. 2, ' fig. 4 visar ett schema över styrningen av korri- geringsmotorn och korrigeringsmekanismen under ett rotations- varv för propellern enligt fig. 1 - 3, fig. 5 visar en något ändrad utföringsform av korrigeringsmekanismen enligt fig. 2 och 3, fig. 6 visar en mot fig. 5 svarande utföringsform av korrigeringsmekanismen med en vridkolvmotor som drivmotor, fig. 7 visar ett snitt genom vridkolvmotorn enligt linjen VII - VII i fig. 6, fig. 8 visar ett delsnitt genom en propeller enligt uppfinningen med tallrikslagring av propellerbladen och fig. 9 visar ett delsnitt genom en länk i propel- lern enligt fig. 1 med i länken upptagen korrigeringsmekanism.

Den i fig. 1 visade ställpropellern har ett nav- hus 1, som genom skruvar 2 är fäst vid flänsen 3 på en ihålig propelleraxel U. Navhuset 1 är tvàdelat och består av en lager- del 5 och en cylinderdel 6. I lagerdelen 5 är flera. t.ex. fyra, propellerblad 7 vridbart lagrade, varvid de genom skruvar B och hällarringar 10 är fästa vid lagertappen 11. Dessa är i sin tur lagrade i inre lagerbussningar 12 och yttre lagerbussningar 13.

I cylinderdelen 6 är ett cylinderlopp 1U utformat, i vilket en kolv 15 är styrd i navhusets 1 axelriktning. Kolven 15 10 15 20 25 30 35 451 990 H är via koncentriska rör 16 och 17 förbunden med en icke visad hydraulisk tryckvätskekälla. Denna tillsammans med tillhö- rande styranordningar är känd och är inte föremål för upp- finningen. Det är tillräckligt att påpeka att via det inre röret 17 tillförd tryckolja ankommer till cylinderdelens 6 cylinderrmn 18 och åstadkommer en rörelse hos kolven 15 åt höger i fig. 1, medan i lagerdelens 5 innerrum befintlig olja via ett hål 21 ankommer till mellanrummet 22 mellan rören 16 och 17 och strömmar bort via detta. Omvänt kan.tryckoljan tillföras via mellanrummet 22 och hålet 21 till innerrummet 20 medan olja bortledes från cylinderrummet 18 via det inre rö- ret 17. I detta fall rör sig kolven 15 ät vänster i fig. 1.

Som vidare framgår av fig. 1 ingriper med kolven 15 stángformiga länkar 23, som med sina andra ändar via tap- par ingriper med icke visade hävarmar, som är anordnade pä propellerbladens 7 ringar 10. Då dessa tappar är anordnade excentriskt i förhållande till lagertapparna 11, har en rö- relse hos länkarna 23 under inflytande av kolven 15 át höger ä eller vänster i fig. 1 till följd en motsvarande vridning av lagertapparna 11 med propellerbladen 7. Även denna utformning är i och för sig känd och är icke.föremâl för uppfinningen.

Som framgår av fig. 2 och 3, har länken 23 i sin med kolven 15 ingripande ände ett lagerhuvud 2% med ett hål 25, som via tvâ bussningar 26 och 27 med kulformiga lagerytor är vridbart lagrat pâ en tapp 28. Denna har ändar 30, 31, som Ä är fästa i hylsor 32, 33 och säkrade mot vridning med stift SH.

Hylsorna 32, 33 har yttre lagerytor 35, 35, som via buss- ningar 37 är lagrade i tvâ gaffelformiga utsprång 38 på kol- ven 15.

Som framgår av fig. 2 och 3 är axeln A för lager- ytorna 35, 36 förskjuten gentemot axeln B för tappen 28. De båda axlarnas A och B excentricitet är betecknad med E i fig. 2.

Som ytterligare framgår av fig. 2 och 3 är hylsan 32 försedd med en hävarm H0, som uppvisar ett hål, i vilket via två kulformiga lagerbussningar M1 är lagrad en tapp H2, som är fäst i en gaffelformig ände 43 av kolvstången HM i ett kolvcylínderdon U5. Detta innehåller ett cylinderblock H6 ê- 10 15 20 25 30 35 451 990 5 med ett cylinderlopp H7, i vilket en kolv H8 med kolvstàngen H4 är rörlig. Cylinderblocket 46 är svängbart omkring en tapp 50, som är fäst i en anslutningsdel 51, som i sin tur är fäst vid ett utspràng på kolven 15. Kolvcylinderdonet H5 be- finner sig därvid i ett häl i kolven 15 och anslutnings- delen 51.

Tappen 50 är försedd med hål 52 och 53 för tillför- till vilka ansluter motsvarande hål i cylinderblocket k6, som leder till sel resp. bortförsel av hydrauliskt tryckmedel, cylinderloppets H7 cylinderrum till vänster och till höger om kolven H0. Hålen 52 och 53 i tappen 50 är anslutna till schematiskt visade ledningar SH och 55.

Pig. H visar schematiskt anordnandet av ställpropel- lern med navet 1, bladen 7 och axeln H i aktern 60 på ett far- tyg tillsammans med styranordningen S för påverkan av korri- geringsmekanísmen. Propelleraxeln H är försedd med en ring 61, som uppvisar lämpliga markeringar, med vilka det ögonblick- liga vinkelläget hos propelleraxeln U tillsammans med pro- pellern 1, 7 gentemot fartygsskrovet 60 kan fastställas med hjälp av en lägesavkännare 62 av lämpligt slag, t.ex. elektro- magnetisk. Lägesavkännaren 62 avger sin signal till en bör- värdesgivare 63, som bildar börvärdessignaler för de enskilda propellerbladen, som motsvarar dessa blads ögonblickliga vinkellägen gentemot fartygsskrovet. Börvärdessignalerna tillföres regulatorer 64, vilka är tillordnade varsitt propellerblad. Regulatorn SU jämför signalgivarens 63 börvärdes- signal med den ärvärdessignal som levereras av en läges- avkännare 65, som påverkas av läget av kolvcylinderdonets M5 kolvstång HH. Med hjälp av en eventuell avvikelse bildar regulatorn 6H en utgångssignal, som tjänar till påverkan av en slid 65' i en hydraulisk slidventil 66. Sliden 65' styr efter sitt läge i slidventilens 66 hus tillförseln av tryck- medel från en tryckmedelskälla 67 till ledningarna SH och 55 och därmed till ett av cylinderrummen i kolvcylinderdonet H5.

Samtidigt kan på känt sätt från det från tillförseln skilda rummet hydraulmedlet avledas till en behållare 68. 10 15 20 25 30 35 451 990 6 Anordnandet av lägesavkännaren 65 í korrigeringa- mekanismen framgår av fig. 3. Denna är fäst vid utsprànget 38 och förbunden med den vridbara hylsan 33 via ett stift 39.

I drift drives propellern 1, 7 via axeln H av en icke visad drivmotor. Genom inställning av kolven 15 i cylinder- loppet in kan på redan beskrivet sätt väljas en lämplig an- fallsvinkel på propellerbladen, som i fig. 4 betecknas W.

Vid vridning av axeln R avkännes av lägesavkännaren 62 med hjälp av ringen 61 fortlöpande bladens ögonblickliga vinkel- lägen. Funktíonsgivaren 63 och regulatorn BH sörjer för att kolvcylinderdonet, som bildar en korrígeringsmotor, via den exentriska tappen 28 utför en cyklisk omställning av till- hörande propellerblad under varje varv av propellern. Därvid uppnås, som framgår av fig. 2, genom.excentricitetens E hävarmsförhållande till tappens H2 hävarm 6, vid vilken kolv- cylinderdonet RS angriper, en förstärkande effekt, så att en förhållandevis liten kraft i kolvcylinderdonet H5 är till- räcklig för att utföra korrigeríngsrörelsen hos veder- 5” hörande propellerblad 7. Den därigenom erhållna längre vägen är lämplig för noggrannheten i avkännandet av propeller- bladets läge. Samtidigt uppfàngas genom de excentriska hyl- sorna 32, 33 på grund av en åtminstone delvis självhämmande verkan hos propellerbladen 7 genom länkarna 23 överförda stötar,eller överföres de åtminstone försvagade till kolv- cylinderdonet. _ I utföringsformen enligt fig. 2 och 3 är tappen 28 stelt förbunden med hylsorna genom stift 34, så att det uppstår en slags vevaxel. Detta förband är tillkommit med tanke pà en överföring av vridrörelsen från hylsan 32 till hylsêh 33.

I fig. 5 visas en andra utföringsform av tappens 28 excentriska lagring. I detta fall är tappen 28 försedd med excentriska, cylindriska utspràng, som bildar en axel 70.

Denna är vridbart lagrad i hylsor 72, 73 i de gaffelformiga ut- spràngen 38. Utsprånget H0 från fig. 2 och 3 har i detta fall formen av en hävarm, som är fäst på axeln 70. 10 15 20 25 30 35 f 451 990 g 7 Utföringsformen enligt fig. 6 skiljer sig från den enligt fig. 5 genom att omställningen av tappen 28 i stället för med hävarmen H0 och kolvcylinderdonet H5 sker med en vridkolvmotor 80, som ligger direkt pà axeln 70. Pig. 7 visar ett tvärsnitt genom denna vridkolvmotor, som uppvisar ett hus med ett cylindriskt hål 81, i vilket är anordnad en pä axeln 70 fäst vridkolv 82 med tvâ radíella vingar 83.

Samtidigt antydes i fig. 7 också schematiskt vridkolvsmotorns 80 anslutning till styrledningarna 50 och 55 från fig. 4. .tm-_ »annan-new ~ - ~ Pig. 8 visar tillämpning av uppfinningstanken på en propeller, såsom den beskrives i DE-PA 3 210 780. Även denna ställpropeller innehåller en lagerdel 5, i vilken blad 7 wwaaxuw' ~ är vridbart lagrade, och en cylinderdel 6 med ett cylinder- lopp lh, som i detta fall befinner sig inuti lagerdelen 5.

Kolven 15 är utformad som ställdel, i vilken axlar 70 är' vridbart lagrade, vilka är försedda med excentriska tappar 28.

Som framgår av övre delen av fig. 8 omges tapparna 28 av rät- vinkliga tärningar 90, som styres i spår 91, som sträcker sig vinkelrätt mot propelleraxeln U. Spåren 91 är på i och för sig känt sätt utformade i lagertallrikar 92, med vars hjälp propellerbladen 7 är lagrade i lagerdelen 5.

Liksom vid utföringsfcrmen enligt fig. 5 är på varje axel fäst en hävarm 40, med vilken kolvcylinder- donets HS kolvstång HR ingriper. Donets 45 cylinderblock är liksom i utföringsformen i fig. 2 vridbart uppburen av en tapp 50, genom vilken samtidigt anslutning till ledningarna för hyd- raulmedlet kan ske. Även styranordníngen kan vara densamma som i fig. H. I Pig. 9 visar en korrigeringsmekanism, som är in- byggd direkt i en länk 23 i en ställpropeller enligt fig. 1.

I detta fall är länken 23 delad i två delar 23' och 23".

Länkdelen 23' innehåller cylindern H6 och länkdelen 23" kolven H8 med kolvstàngen HH i ett kolvcylinderdon H5. De i fig. 9 visade anslutningsledningarna SU och 55 kan vara anslutna på samma sätt som i fig. H. _ Som redan nämnts bildar börvärdesgivaren 63 bör- värdessignaler för de enskilda propellerbladens anfallsvínklar, 451 990 8 som motsvarar dessa blads ögonblickliga vinkellägen gentemot fartygskrovet; Dessa börvärden kan fastställas med hjälp av mätningar och lagras í börvärdesgivaren, t.ex. på elektro- nisk väg. Det inses att man på enkelt sätt kan åstadkomma olika börvärden resp. börvärdesfunktioner för fartygets skilda färdförhållanden, t.ex. i beroende av lasten eller av hastigheten.

Claims (11)

10 15 20 25 30 ás 451 990 9 PAIBNTKRAV

1. Ställpropeller för fartygsdrift med en ställmekanism, vilken omfattar en ställmotor (6, 15), som via en kopplinge- mekanism (23, 28, 91) påverkar de enskilda propellerbladen (7) i samma riktning och lika mycket, och med en minst en korrigeringsmotor (45) uppvisande korrigeringsmekanism (28, 32, 33, 45, 70, 80) för inbördes avvikande inställning av anfallsvinkeln hos de enskilda propellerbladen, vars verkan är överlagrad ställmekanismen och som genom en styranordning (S) är påverkbar för cyklisk omställning av tillhörande pro- pellerblad under varje propellervarv, k ä n n e t e c k n a d av att kopplingsmekanismen påverkar propellerbladen via var- dera en tapp (28), vars läge är inställbart genom en gentemot tappen (28) excentriskt lagrad, vridbar del (32, 33, 70), som oberoende av de andra propellerbladen (7) är pàverkbar av en densamma tillordnad korrigeringsmotor (H5, 80) i styr- anordningen (S).

2. Ställpropeller enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- mä n a d av att till varje korrigeríngsmotor (H5, 80) hör en regulator (64) med en börvärdesgivare (63), som vid varje ögon- blicklig vinkelställning hos propelleraxeln (4) gentemot far- tygsskrovet (60) jämför den för denna vinkelställning giltiga börvärdessignalen för väderbörande propellerblads (7) vinkel- ställning (W) med en av en ställningsavkännare (65) levererad ärvärdessignal och i motsvarande grad påverkar korrigerings- motorn (45, 80).

3. Ställpropeller enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a d av att tappen (28) befinner sig i ett excentriskt hål i en hylsa (32, 33), som är vrídbart inställbar av korrigerings- motorn (45).

4. Ställpropeller enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a d av att tappen (28) är excentriskt utformad på en axel (70), som är vridbart inställbar av korrigeringsmotorn (H5, 80).

5. Ställpropeller enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a d av att korrigeringsmotorn utgöres av ett kolvcylinder- don (45) och att den gentemot tappen (28) excentriskt lagrade delen (32, 70) är försedd med en hävarm (H0), med vilken kolv- cylinderdonet (45) ingriper. 10 15 20 25 451 990 10

6. Ställpropeller enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k- n a d av att korrigeringsmotorn utgöres av vridkolvmotorn (80).

7. Ställpropeller enligt patentkravet 2; k ä n n e t e c k- n a d av att de excentriskt lagrade, vridbara delarna (32, 33, 70) och korrigeringsmotorerna (45, 70) är anordnade på en ställmotors (6, 15) ställdel (15), som är rörlig i propel- lerns nav (1) i dess axelriktning.

8. Ställpropeller enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att ställmekanismen (15, 23) uppvisar stângformiga länkar (23), som är förbundna med de enskilda propellerbladen (7),varvid länkarna (23) är försedda med hål (25), som sam- verkar med en ställdels (15) tappar (28) och propellerbladen (7).

9. Ställpropeller enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k- n a d av att tapparna (28) för länkarna (23) är excentriskt lagrade i ställdelen (15), varvid deras läge är inställbart av korrigeringsmotorn (H5).

10. Ställpropeller enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att länkarna (23) är utformade i två delar, varvid en länkdel (23') bildar cylindern (H6) och den andra länkdelen (23") kolven (UB) med kolvstången (44) i ett kolvcylinderdon (45).

11. Ställpropeller enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k- n a d av att ställmekanismen uppvisar tappar (28), som via tärningar (90) med parallella styrytor är styrda i spår (91), varvid tapparna (28) är excentriskt lagrade (70) och inställ- bara med korrigeringsmotorn (H5).