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Betätigungsvorrichtung für verstellbare Schiffschrauben Die Neuerung
bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung für eine verstellbare Schiffschraube.
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Es ist schon vorgeschlagen worden, Schiffschraubenblätter so anzubringen,
dass sie in Buchsen in einer verstärkten Nabe drehbar sind. Diese Schraubenblätter
werden um einen geeigneten Winkel mit Hilfe von Kurbeln, Hebeln, Lenkern oder anderen
mechanischen Einrichtungen gedreht. Die Antriebskraft zur Ausführung der Verstellung
wird von dem Schiff geliefert und kann hydraulisch oder mechanisch übertragen werden
und einen sternförmigen Teil oder ein anderes Betätigungsstückaxial bewegen und
dadurch die Sehraubenblätter drehen. Durch welche Einrichtung dies auch immer erfolgt
das Ergebnis ist immer eine mechanische Kraft, die an den Verbindungen und an der
Wurzel der Schraubenblätter ausgeübt wird, wobei eine äquivalente Reaktion an einer
anderen Stelle des Systems aufgenommen werden muss. Die Nachteile, die mit der Übertragung
mechanischer Kraft durch die hohle Schraubenwelle auf die Betätigungseinrichtung
in der Nabe verbunden sind, sind beträchtlich. Beispielsweise ist eine Zug-und Druckstange,
die vom Schiffsinnern aus bewegt wird, ständig unter Belastung, entweder unter Druck-oder
Zugbeanspruchung, solange wir die Schiffschraube in Tätigkeit ist. Es besteht die
Gefahr
des Auskrümmens oder dass Fehler durch Biegung auftreten. Die konstante Belastung
kann mindestens eine Tonne oder mehr betragen. Ein Stirndrucklager ist irgendwo
im Schiffsinnern erforderlich nicht zur Aufnahme des Hauptvortriebsdruckes, was
auch notwendig ist, sondern zur Aufnahme der Tonsionsreaktion von dem Schraubenblatt
auf die Betätigungsvorrichtung die das Blatt in einer Richtung zu bewegen sucht
? um die Belastung auf ein Minimum zu beschränken. Die Kraft auf der Zug-und Druckstange
muss gross genug seine um nicht nur die Stange gegen diesen Druck zu halten, sondern
auch um sie in die optimale Lage zu bewegen, während das Schiff angetrieben wird.
Bei langen Schraubenwellen ist eine Stange im Innern mit Ausnahme von den Enden
über weite Strecken nicht gelagerte es sei denn, das Zwischenlager mit beträchtlichen
Kosten und Aufwand eingerichtet sind. Das Stirndrucklager befindet sich im Schiff
entweder im Übertragungsgetriebe oder an einer Stelle der Welle und hat den Nachteile
daß es weit entfernt von der Stelle ist9 an der die Kraft auf die Blattwurzeln wirkte
Eine notwendige werdende Reparatur ist schwierig auszuführen.
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Die Neuerung Ist darauf gerichtete statt mit einer Zug-und Druckstange
mit einer sich drehenden Stange zu arbeiten und darauf, daß das Stirndrucklager
in der Nabe und dicht an der Stelle sich befindet wo die von fhm aufgenommenen Kräfte
entstehen und daß die Stange praktisch unbelastet ist, wenn sie die Schraubenblätter
nicht verstellt. Dureh die Neuerung wird ferner ein Auskrummen, unter Last, und
ein Verbiegen vermieden und eine leichte Zugänglichkeit und die Möglichkeit der
Handbetatigung bei Störungen und Ausfall der Antriebseinrichtung erreicht.
Ausserdem
kann die Schraube nicht zurückdrehbar und frei von Spiel gemacht werden, was dazu
beiträgt. dass das Schraubenblatt fest in seinem Sitz bleibt.
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Die Neuerung besteht in einer Verstellschiffschrube mit Platten, die
auf einer hohlen Nabe zur Drehung und damit zur Veränderung der Steigung montiert
sind und eine Betätigungseinrichtung für die Schraubenblãtter haben, die eine Gewindestange
aufweist, die durch eine konzentrisch in der Schraubenwelle angeordnete Betätigungsstange
gedreht wird und einer Einrichtung zur Verhinderung der Längsverstellung der Gewindestange,
einer Schraubenmutter auf der Gewindestange, die sich auf der Gewindestange bei
deren Drehung frei in der Längsrichtung bewegen kann, Führungseinrichtungen, die
die Drehung der Mutter zur Nabe verhindern und eine Verhindungseinrichtung zwischen
der Mutter und den Blattwurzeln, damit diese gedreht werden, wenn die Gewindestange
gedreht wird. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele für die Vorrichtung nach.
der Neuerung und zwar zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform
der Neuerung mit einfach wirkendem Betätigungsblock und Bolzen und Verbindungseinrichtung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 Fig. 3 einen Schnitt durch eine
zweite Ausführungsform der Neuerung mit einer einfach wirkenden Verbindungseinrichtung,
| Fig.. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 der |
| Fig.: ? t |
| Fig 5 einen Längsschnitt durch eine dritte |
| Ausführungsform der Neuerung mit einer |
doppelt wirkenden Block-und Stiftverbindungseinrichtung,
| Fig, 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der |
| Fig.59 und |
| Fig. 7 eine isometrische Ansicht einer weiteren |
| Ausführungsform der Neuerung mit doppelte |
wirkender Gliederverbindungseinrichtungt Die Nabe 10 der Schrauben in Fig. 1 und
2 weist im Innern Lager 11 auf, die Zapfen 12 aufnehmen, die sich an den Wurzeln
der Sehraubenblätter 13 befinden oder daran befestigt sind.
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An den Innenflächen 14 der Zapfen 12 sitzen Kurbelstifte 159 die gegen
die Mittellinie der Zapfen versetzt sind.
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Diese Kurbelstifte arbeiten in Kreuzkopfstücken 16 die in Schlitzen
17 in dem dreieckigen Betätigungsglied 18 gleiten.
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Eine Nabe 19 befindet sich an einem Ende des Betätigungsgliedes 18
und gleitet in dem Lager 20 der Schraubennabe, ist aber gegen Drehung relativ zu
dieser Nabe durch den Federkeil 21 und Nut 22 gesicherte Die Bohrung des Betätigungsgliedes
18 ist mit einem Gewinde versehen und ein hiermit zusammenwirkendes Gewinde befindet
sich am Ende 23 der Betätigungsstange 24, die sich in der hohlen Schraubenwelle
25 befindet. Die Betätigungsstange 24 wird in axialer Richtung durch einen Druckbund
26 und Doppelstirndrucklager 27 gehalten, das an der Nabe 10 befestigt ist. Eine
Drehung
der BEtätigungsstange gegen die Schraubenwelle und Nab-e ruft eine axiale BEwegung
des Betätigungsgliedes 18 und infolgedessen eine Drehung der Schraubenblätter 13
um die Zapfen 14 hervor.
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Da die Baktion der Blattbetätigung von einem Drucklager aufgenommen
wird, das sehr dicht an den Blattzapfen liegt, ist die ganze Einheit sehr starr
und jegliche Tendenz der Blätter infolge schwankender Belastung zu schwingen, ist
auf ein Minimum reduziert.
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Eine weitere Ausführungsform der Neuerung ist in Fig. 3 und 4 dargestellt.
Diese Ausführungsform zeigt eine vierflügelige Schraube, jedoch ist die Konstruktion
nicht auf eine besondere Flügelzahl beschränkt. In der Nabe 10 befinden sich Lager
30 und 31,die die Zapfen 32 aufnehmen, an denen die Flügel 13 befestigt sind.
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Zur Schmierung der Lager sind Ölbohrungen 33, 34 und 35 vorgesehen,
während Dichtungen 36 und 37 das Durchsickern von bei und das Eindringen von Wasser
verhindern. An den Zapfen 32 befinden sich Kurbeln 38. Das eine Ende eines jeden
Lenkers ist durch einen Bolzen 40 an der zugeordneten Kurbel befestigt. Das andere
Ende eines jeden Lenkers ist an dem mit Innengewinde versehenen Betätigungsglied
41 durch einen Stift 42 befestigt. Das Betätigungsglied 41 ist durch Führungsstangen
43 gegen Drehung gesichert.
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Das mit Innengewinde versehene Teil 44 ist an einem Ende im Lager
45 gelagert und hat am anderen Ende einen Druckbund 26 in einem Doppeldrucklager
27. Dieses Drucklager verhindert die axiale Bewegung des Teiles 44 und nimmt die
Reaktion der Kräfte auf, die beim Betrieb entstehen. Die Drehung des Teiles 44 ruft
eine axiale Bewegung des Teiles 41 hervor, die dureh Lenker 39 auf die Kurbel 38
übertragen wird und so die Flügel dreht. Der mit dem Aussengewinde versehene Teil
44 ist kein Teil der Betätigungsstange 24 ? sondern ist mit dieser durch Keilnutung
verbunden. Diese Konstruktion ermöglicht eine leichte Montage und Demontage sowie
eine Teilausdehnung der gesamten Vorrichtung.
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Drucköl strömt durch Kanal 47 in der Betätigungsstange 24 in den hohlen
Innenraum des Teiles 44. Ein Durchsickern des Öles an den Keilnuten wird durch Dichtungen
48 verhindert. Dieses Öl dringt durch Bohrung 49 zur Schmierung des Drucklagers
26 und durch Bohrungen 51 zur Schmierung der Flügelzapfen. Uberschüssiges Öl fliesst
durch Kanäle 52 und 53 zu dem Raum 54 zwischen der Betätigungsstange 24 und der
Schraubenwelle 25 zurück. Diese Ausführungsform kann als einfach wirkend bezeichnet
| werden, d. daß ein Bolzen 15 oder ein Lenker 39 pro Schrau- |
| benflügel vorhanden ist. In den Fällen, in denen die Bean- |
| spruchungen vermindert werden sollen oder eine größere Si- |
| oherheit verlangt wird, wird eine doppelt wirkende Anordnung |
| vorgesehen, dth. einebei der zwei Bolzen oder zwei Lenker |
pro Schraubenflügel und ein doppelter Satz von verschraubten Teilen
vorgesehen ist.
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Fig. 5 und 6 zeigen eine dreiflügelige Schraube, ähnlich der in Fig.
1 und 2 dargestellten, jedoch mit doppelt wirkender Betätigungseinrichtung. Zwei
Bolzen 15 befinden sich in dem Flansch 14 der Zapfen 12. Diese Bolzen arbeiten in
Kreuzkopfstücken 16, die in Schlitzen 17 gleiten9 die sich an Ansätzen 60 und 61
befinden, die an dem mit Innengewinde versehenen ßetätigungsmuttern 62 und 64 sitzen.
Die Betätigungstange 24 ist an einer Gewindespindel 65 befestigt, die zwei
| Gewindesätze 66 und 67 und zwar ein Rechts-und ein Linksge- |
winde aufweist, die mit den Muttern 62 und 64 zusammenarbeiten.
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Die Bolzen 15 liegen diametral gegenüber und werden gewohnlich so
angeordnete daß sie gleich weit von der Drehachse des Flügelzapfens entfernt sind,
wobei das Rechts-und Linksgewinde gleiche Steigung hat.. In derartigen Fällen sind
die Drücke in der Schraubspindel 65 ausgeglichen, so daß kein Drucklager nötig ist.
Es ist außerdem ein leichtes axiales Spiel der Gewindespindel vorteilhaft, da dieses
axiale Spiel den Belastungsausgleich zwischen den beiden Bolzensätzen ermögliche
Um eine grössere Sicherheit und Zuverlässigkeit in den Fällen zu erreichens wo Korrosion
oder eine mechanische Beschädigung auftreten kann, werden an der Gewindespindel
65 ein Druckbund ähnlich dem Bund 26 in Fig. 1 sowie Drucklager 27 vorgesehen, die
so eingestellt sind, daß genügend axiales Spiel für den normalen zuvor erwähnten
Ausgleich vorhanden ist, jedoch so, daß das Drucklager die Kräfte aufnimmt, wenn
das System
unausgeglichen werden sollte infolge Abnützung durch
mechanischen Schaden. Das doppelt wirkende Prinzip kann auch auf die in Fig. 3 und
4 dargestellte Schraubenart angewandt werden.-Fig..- 7 zeigt eine isometrische Ansicht
der inneren Betätigungseinrichtung einer derartigen Schraube. die Kurbelstücke 38
sind mit zwei Enden versehen, die je mit einem von zwei Lenkern 39 durch Bolzen
40 verbunden sind.
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Ein Lenker eines jeden Lenkerpaares ist mit dem mit Innengewinde versehenen
Betätigungsteil 70 verbunden ? während der andere Lenker mit dem entsprechenden
Betätigungsteil 71 verbunden ist. Diese Betätigungsteile arbeiten mit dem Rechts-und
Linksgewinde 66 und 67 der Gewindespindel 65 zusammen.
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Die Wirkungsweise der Schiffschraube ergibt sich aus der zuvor dargelegten
Beschreibung.
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Diese Beschreibung stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar und Einzelheiten
der Ausführung der Neuerung können im Rahmen der Neuerung abgewandelt werden.
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Die britische Patentanmeldung 12 266/57 beschreibt und beansprucht
eine Schraubenantriebsvorrichtung, die besonders für die Verstellschraube der vorliegenden
Neuerung geeignet ist.