DE1272726B

DE1272726B - Propellerverstelleinrichtung fuer axiale Propeller- bzw. Kreiselmaschinen

Info

Publication number: DE1272726B
Application number: DEK49195A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kasperowski
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1963-03-14
Filing date: 1963-03-14
Publication date: 1968-07-11

Description

Propellerverstelleinrichtung für axiale Die Erfindung betrifft eine Propellerverstelleinrich- Propeller- bzw. Kreiselmaschinen tung für axiale Propeller- bzw. Kreiselmaschinen (Propellerpumpen, Axialturbinen, Schiffspropeller) mit innerhalb des Rotationssystems verstellbaren Schaufeln und einem innerhalb des Propellerkopfes relativ zu diesem verdrehbaren Drehkolben bzw. Drehflügel.
Es sind Propellerverstelleinrichtungen bekanntgeworden, welche die Verstellung der Propellerschaufeln mittels einer innerhalb einer Hohlwelle geführten Verstellstange bzw. Verstellspindel entweder auf mechanischem Wege über ein Verstellgetriebe oder auf teilweise mechanischem und teilweise hydraulischem Wege über einen druckflüssigkeitsbetätigten Servokolben bewirken. Diesen Ausführungen haftet der Nachteil einer zwangläufig aufwendigen Bauweise, verbunden mit komplizierter Fertigung der einzelnen Teile an, womit sich auch eine komplizierte Montage von Pumpe und Verstellantrieb ergibt. Es sind zwar auch schon Ausführungen von Verstellpropellern bekanntgeworden, bei welchen die Verstelleinrichtung nicht auf die Betätigung mittels in einer Hohlwelle geführter Verstellteile angewiesen ist. Bei diesen besteht jedoch die Schwierigkeit, da die Betätigung auf hydraulischem Wege immer noch über einen Servokolben erfolgt, die Verstellkräfte unter Wasser einzuleiten. Weiterhin erfordern diese Ausführungen komplizierte Maßnahmen, um das Dichtungsproblem zu beherrschen und ebensolche, um im Bedarfsfalle die Schaufelstellung auf ein entsprechendes Anzeigegerät zu übertragen. Bei allen genannten Ausführungen kommt hinzu, daß die Lebensdauer der Verschleißteile relativ gering ist.
Es sind auch schon Ausführungen axialer Propellermaschinen bekanntgeworden, bei denen als Verstelleinrichtung ein auf einer Welle im Propellerkopf relativ zu diesem verdrehbar geführter Drehflügel dient, der einerseits über entsprechende eigene Flüssigkeitskanäle in der Welle und andererseits mit dem Verstellstern für die Propellerschaufeln in Verbindung steht, jedoch besitzen diese nicht das dem Erfindungsgegenstand zugrundeliegende selbsthemmende Verstellsystem. Zum Einhalten einer bestimmten Schaufelstellung muß bei diesen Ausführungen der Arbeitsdruck wie bei anderen bekannten ständig über eine aufwendige Hydro-Folgesteuerung aufrechterhalten werden, und die überleitung des Drucköls vom feststehenden zum rotierenden System erfordert außerdem für die Betriebssicherheit aufwendige Dichtelemente zur Vermeidung von Leckverlusten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die obengenannten Nachteile vermieden sind.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Drehkolben bzw. Drehflügel mit einem selbsthemmenden Gewinde versehen ist, welches in ein entsprechendes Gegengewinde an einem für die Schaufelverstellung vorgesehenen Verstellteil eingreift. Mit einer solchen erfindungsgemäßen Ausführung wird der Fortfall der üblichen Hohlwelle mit Verstellstange und allen Verbindungselementen sowie der Fortfall eines kompletten Verstellgetriebes erreicht. Hinzu kommt eine wesentliche Vereinfachung der Montage von Pumpe und Verstellantrieb bei ebenfalls vereinfachter Fertigung und gedrungener Bauweise. Nicht zuletzt besteht der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung gegenüber einer solchen mit einem Servokolben darin, daß die zur Verstellung erforderlichen Elemente bzw. der zur Verstellung erforderliche Druck nur während des Verstellvorgangs wirksam werden. Letzterer muß also nicht ständig aufrechterhalten werden. Das gesamte Verstellsystem ist nämlich, solange keine Energie-Einleitung erfolgt, infolge der selbsthemmenden Eigenschaft des Trapezgewindes blockiert. Damit werden auch ölleckverluste und der Verschleiß der Verstellelemente auf ein Minimum reduziert.
Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung in Form des genannten Drehflügels erhält über die Flüssigkeitskanäle in der feststehenden Welle Drucköl über eine außerhalb des Rotationssystems installierte ölpumpe. Dieses Drucköl bewirkt in der einen oder anderen Richtung eine Drehung des Drehflügels, wobei der erzielte Drehweg ausreicht, um den mit dem selbsthemmenden Trapezgewinde versehenen, gegen Drehungen gesicherten Verstellstern für die Propellerschaufeln axial zu verschieben, und somit die Schaufeln über eine bekannte Hebelanordnung zu verstellen.
Als zweckmäßige weitere Ausgestaltung der Erfindung kann die Verstelleinrichtung in Form des genannten Drehflügels über ein weiteres Gewinde mit dem Gewinde einer drehgesicherten axial beweglichen Verstellmutter und über diese mit einem Metallbalg und einem Kanal in der feststehenden Welle in Verbindung stehen. Damit ist in vorteilhafter Weise die Möglichkeit einer exakten Schaufelstellungsanzeige geschaffen. Infolge einer entsprechenden Drehflügelbewegung führt die Verstellmutter ebenfalls über ein Trapez,-ewinde axiale Bewegung aus und verändert dabei das Volumen des Metallbalges. Diese Volumenänderung kann außerhalb des Rotationssystems sichtbar gemacht werden.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann die Verstelleinrichtung in Form des Drehflügels mittels geeigneter Dichtungselemente, beispielsweise O-Ringen gegenüber dem Propellerkopf und mittels einer Spaltdichtung in Verbindung mit einem weiteren, in diesem Falle drucklosen Kanal in der feststehenden Welle, gegen diese abgedichtet sein. In dem drucklosen Kanal befindliches Leckwasser bzw. Leeköl kann aus diesem abgezogen werden. Als weitere Zweckmäßigkeit ergibt sich für die Endlagenbegrenzung des Drehflügels ein im Propellerkopf angeordnetes Anschlagstück (Gehäusefahne), gegen welches sich der Drehflügel bei erreichter Endstellung legt und somit an einer weiteren Drehung gehindert ist. Ein außerhalb des Rotationssystems angeordneter Druckwächter kann dann infolge des Druckanstieges in dem entsprechenden ölkanal den Ölpumpenmotor ausschalten. Die Verstellrichtung des Drehflügels wird durch Schließen oder öffnen der entsprechenden Ölzuleitungskanäle bestimmt.
Die F i g. 1 zeigt die Kreiselmaschine nach der Erfindung auf eine Propellerpumpe angewendet, und F i g. 2 dieselbe nach einem Schnitt A -B der F i g. 1. Der im Propellerkopf doppelt gelagerte selbsthemmende Drehflügel 1 erhält über die Kanäle 7 und 8 der zentral von unten eingeführten feststehenden Welle 2 Drucköl über eine außerhalb des Rotationssystems installierte Druckölpumpe. Das eingespeiste Drucköl bewirkt eine Bewegung des Drehflügels 1 in der einen oder anderen Drehrichtung, womit der gegen Drehung gesicherte Verstellstem 3 über das zugehörige Trapezgewinde l" axial verschoben wird. und damit seinerseits die Propellerschaufeln über eine entsprechende Hebelanordnung verstellt. Der Drehflügel 1 besitzt des weiteren an seinem rechten Ende ein zweites Trapezgewinde, -über welches er bei seiner Drehung eine drehgesicherte Verstellmutter 4, welche mittels Kugellager 5 auf der feststehenden Welle2 gelagert ist, axial verschiebt und damit das Volumen des Metallbalges 6 verändert. Die erfolgte Volumenänderung wird -über den Kanal 10 in der feststehenden Welle 2 außerhalb des Rotationssystems auf eine Einrichtung zur Schaufelstellungsanzeige übertragen. Die Abdichtung des Propellerkopfes mit der Lagerung 11 wird gegenüber dem Drehflügel 1 mittels geeigneter Dichtungselemente, beispielsweise O-Ringen 12 bewirkt, während die Abdichtung des Drehflügels selbst gegenüber der feststehenden Welle 2 mittels einer Spaltdichtung in Verbindung mit einem drucklosen Kanal 9 in der feststehenden Welle erfolgt. Eventuelles Leckwasser bzw. Lecköl kann über den drucklosen Kanal 9 somit abgezogen werden. Zur Endlagenbegrenzung des selbsthemmenden Drehflügels 1 dient ein im Propellerkopf angeordnetes Anschlagstück (Gehäusefahne) 13.

Claims

Patentansprüche. 1. Propellerverstelleinrichtung für axiale Propeller- bzw. Kreiselmaschinen (Propellerpumpen, Axialturbinen, Schiffspropeller) mit innerhalb des Rotationssystems verstellbaren Schaufeln und einem innerhalb des Propellerkopfes relativ zu diesem verdrehbaren Drehkolben bzw. Drehflügel, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkolben bzw. Drehflügel (1) mit einem selbsthemmenden Gewinde (V) versehen ist, welches in ein entsprechendes Gegengewinde an einem für die Schaufelverstellung vorgesehenen Verstellteil (3) eingreift.
2. PropellerverstelleinrichtungnachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehflügel über ein weiteres Gewinde mit dem Gewinde einer drehgesicherten axial beweglichen Verstellmutter (4) und über diese mit einem Metallbalg (6) und einem Kanal (10) in der feststehenden Welle in Verbindung steht. 3. Propellerverstelleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehflügel. (1) mittels geeigneter Dichtungselemente, beispielsweise O-Ringen gegenüber dem Propellerkopf und mittels einer Spaltdichtung in Verbindung mit einem drucklosen Kanal (9) in der feststehenden Welle (2) gegen diese abgedichtet ist. 4. Propellerverstelleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Endlagenbegrenzung des Drehflügels ein im Propellerkopf angeordnetes Anschlagstück (Gehäusefahne) (13) dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 475 461; britische Patentschrift Nr. 753 237; USA.-Patentschriften Nr. 2 515 037, 2 410 659, 2296348.