DE19718682C1 - Zykloidalpropeller - Google Patents
ZykloidalpropellerInfo
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
- B63H1/02—Propulsive elements directly acting on water of rotary type
- B63H1/04—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction
- B63H1/06—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades
- B63H1/08—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment
- B63H1/10—Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment of Voith Schneider type, i.e. with blades extending axially from a disc-shaped rotary body
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zylinderbaugruppe nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Eine derartige Zylinderbaugruppe wird z. B. bei einem im Voith-Sonderdruck
9.94 2000 beschriebenen Zykloidalpropeller zum Verstellen der Rotorflügel
über einen zentralen Steuerknüppel verwendet. Dabei wird der zentrale
Steuerknüppel von zwei orthogonal zueinander angeordneten Schubstangen
verschoben, wobei ein als Fahrtservomotor bezeichneter Zylinder der
Steuerung von Voraus- und Zurückfahrt des von dem Zykloidalpropeller
angetriebenen Schiffes zugeordnet ist und ein weiterer als Ruderservomotor
bezeichneter Zylinder den Bewegungen nach Backbord und Steuerbord
zugeordnet ist.
Den beim Betätigen des zentralen Steuerknüppels auf die Zylinderbaugruppe
einwirkenden Kräften, insbesondere Querkräften, wird durch eine besonders
aufwendige Bauweise von Zylindern und Schubstangen, durch eine lagefeste
Anordnung der Zylinder an dem Gehäuse des Zykloidalpropellers sowie durch
eine gelenkige, zweiteilige Schubstange Rechnung getragen. Der Steuerhebel
jedes Zylinders ist dabei unmittelbar an dem lagefesten zylindernahen
Abschnitt der Schubstange angelenkt.
DE-AS 11 92 945 beschreibt einen Flügelradpropeller mit einem
Steuerzentrum, das durch hydraulische Servomotoren betätigbar ist. Es ist
zum Schutze der Flügel und des Flügelantriebsgestänges gegen Überlastung
mit Sicherheitsventilen ausgerüstet. Die Druckflüssigkeit kann bei
Überschreiten eines bestimmten Höchstwertes aus den Druckräumen
austreten.
DE-AS 27 03 302 beschreibt einen Zykloidalpropeller mit einem Steuerhebel
und einer Ventilstange, die auf ein als Schiebeventil ausgebildetes
Hydraulikventil einwirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine gattungsgemäße
Zylinderbaugruppe bereitzustellen, welche konstruktiv einfacher und weniger
aufwendig ausgebildet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale in Anspruch 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße, zwischen die Schubstange und den
Steuerhebel geschaltete Zwischenstange kann das aufwendige Gelenk der
Schubstange des Stands der Technik vermieden werden, wobei der Zylinder
durch die erfindungsgemäße Anlenkbarkeit an einer Trägerstruktur im
Gegensatz zum lagefest angeordneten Zylinder beim Stand der Technik im
wesentlichen querkraftfrei ist.
Wenn die Zwischenstange mit dem Steuerhebel über ein Gelenk verbunden
ist, dessen Drehachse in einer mittleren Kolbenstellung mit der Drehachse des
Zylinders bezüglich der Trägerstruktur zusammenfällt, kann der Zylinder in der
mittleren Kolbenstellung gegenüber der Trägerstruktur ohne Auswirkung auf
die Lage des Steuerhebels und damit ohne zwangsläufige Verschiebung des
Kolbens gedreht werden.
Es kann aber auch die Zwischenstange mit dem Steuerhebel über ein Gelenk
verbunden sein, dessen Drehachse parallel zur Drehachse des Zylinders
bezüglich der Trägerstruktur ist und in einer mittleren Kolbenstellung zu der
Drehachse des Zylinders seitlich versetzt ist. Dadurch kann insbesondere bei
einer erfindungsgemäßen Zylinderbaugruppe mit mehreren Zylindern der
Kopplungseinfluß der Zylinder aufeinander, d. h. die beim Verschieben der
einen Schubstange beim anderen Zylinder hervorgerufene
Schubstangenbewegung durch entsprechende Wahl des jeweiligen Abstands
der Drehachsen kompensiert bzw. gezielt an die jeweiligen Erfordernisse
angepaßt werden.
Ein besonders zuverlässiger und störunempfindlicher Stellbetrieb wird
erreicht, wenn der Zylinder ein Hydraulikzylinder ist und der Steuerhebel ein
dem Zylinder zugeordnetes Hydraulikventil steuert.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wirkt dabei der Steuerhebel über eine
mittig am Steuerhebel angelenkte Ventilstange auf das als Schiebeventil
ausgebildete Hydraulikventil ein. Dadurch kann eine konstruktiv besonders
einfache Steuermimik erreicht werden, wobei das Hydraulikventil aber auch
ein über den Steuerhebel betätigbares Drehventil sein kann.
Für eine große Mannigfaltigkeit von Steuerungsmöglichkeiten ist es vorteilhaft,
wenn am zylinderfernen Ende der Schubstange eine quer dazu ausgerichtete,
weitere Schubstange eines weiteren Zylinders mit ihrem zylinderfernen Ende
angelenkt ist. Dadurch können mit der Zylinderbaugruppe insbesondere
Zykloidalpropellerflügel verstellt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Schemadarstellung einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Zylinderbaugruppe;
Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Zylinderbaugruppe in einer mittleren
Kolbenstellung; und
Fig. 2b die Ausführungsform von Fig. 2a in einer hinteren Endstellung
des Kolbens.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Zylinderbaugruppe mit einem Zylinder 1
dargestellt. In dem Zylinder 1 ist ein gestrichelt gezeichneter Kolben 3 durch
Zuleitung von Hydraulikfluid über eine Hydraulikleitung 5 und entsprechende
Ableitung von Hydraulikfluid über eine Hydraulikleitung 7 in einer Richtung
bewegbar, in welcher eine mit dem Kolben 3 verbundene, starre
Schubstange 9 in den Zylinder 1 eingezogen wird. Dabei bewegt sich das mit
einem nicht dargestellten Getriebeteil verbundene zylinderferne Ende 11 der
Schubstange 9 auf einer bogenförmige Trajektorie 13, wodurch der Zylinder 1
gleichzeitig um die strichpunktiert dargestellte Drehachse 15 verschwenkt
wird. Die Drehachse 15 wird durch ein Drehgelenk 17 definiert, über welches
der Zylinder 1 an einer Trägerstruktur, z. B. dem Gehäuse eines
Zykloidalpropellers, anlenkbar ist.
Die Zu- bzw. Ableitung von Hydraulikfluid über die Hydraulikleitung 5 und die
entsprechende Ab- bzw. Zuleitung über die Hydraulikleitung 7 wird von einem
Drehventil 19 gesteuert. Das Drehventil 19 wird durch Verschwenken eines in
Richtung des Doppelpfeils 21 um die Drehachse 23 verschwenkbaren
Steuerhebels 25 betätigt, wobei die Verschwenkung des Steuerhebels 25 mit
Hilfe eines schematisch angedeuteten Getriebes 27 in eine das Drehventil 19
betätigende Drehung einer Ventilwelle 29 umgesetzt wird. Entsprechend der
jeweiligen Stellung des Steuerhebels 25 sperrt dabei das Drehventil 19
entweder beide Hydraulikleitungen 5 und 7 oder verbindet die eine
Hydraulikleitung 5 bzw. 7 über die Leitung 43 mit einem Reservoir von unter
hohem Druck stehenden Hydraulikfluid und die andere Hydraulikleitung 7
bzw. 5 über die Leitung 45 mit einem Reservoir von unter niedrigem Druck
stehenden Hydraulikfluid.
Der Steuerhebel 25 ist mit einem eine Drehachse 23 aufweisenden Gelenk 31
an einer Zwischenstange 33 angelenkt, welche über ein eine Drehachse 36
aufweisendes Gelenk 35 an einem starr mit der Schubstange 9 verbundenen
Verbindungsstück 37 angelenkt und damit gelenkig mit der Schubstange 9
verbunden ist. Die Drehachsen 23 und 36 sind dabei parallel zur
Drehachse 15. Durch diese Kopplung des Steuerhebels 25 an die Bewegung
der Schubstange 9 wird unter anderem erreicht, daß in den Endstellungen 39
und 41 der bogenförmigen Trajektorie 13 der Steuerhebel 25 eine Lage
einnimmt, in welcher das Ventil 19 die Zu- bzw. Ableitung von Hydraulikfluid
zu dem Zylinder 1 sperrt.
In Fig. 2a ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zylinderbaugruppe in schematischer Draufsicht dargestellt. Dabei weisen die
den Elementen von Fig. 1 entsprechenden Elemente von Fig. 2a die
gleichen Bezugszahlen erhöht um die Zahl 100 auf. Die in Fig. 2a nicht
dargestellten Drehachsen der Gelenke 117, 131 und 135 sind orthogonal zur
Zeichenebene von Fig. 2a.
Im Unterschied zur Ausführungsform von Fig. 1 weist die Ausführungsform
von Fig. 2a ein Schiebeventil 51 auf, welches über eine bei 53 an dem
Steuerhebel 125 angelenkte Ventilstange 55 betätigt wird.
Bei der Ausführungsform von Fig. 2a ist der Zylinder 101 in einer mittleren
Stellung des Kolbens 103 dargestellt, in welcher die Drehachse des
Gelenks 131 zwischen dem Steuerhebel 125 und der Zwischenstange 133
und die Drehachse des Gelenks 117, mit welchem der Zylinder 101 an einer
Trägerstruktur anlenkbar ist, zusammenfallen. Wenn in dieser mittleren
Stellung des Kolbens 103 der Steuerhebel 125, wie dargestellt, eine das
Schiebeventil 51 sperrende Stellung einnimmt, kann der Zylinder 101 um die
Drehachse des Gelenks 117 ohne Veränderung der Steuerhebel- bzw.
Ventilstellung verschwenkt werden, wobei das zylinderferne Ende der
Schubstange 109 die bogenförmige Trajektorie 213 beschreibt.
Ferner ist in Fig. 2a eine weitere Schubstange 209 eines weiteren nicht
dargestellten Zylinders angedeutet, welche zusammen mit der
Schubstange 109 an einem orthogonal zur Zeichenebene von Fig. 2a
verlaufenden Steuerknüppel 52 angelenkt ist. Dabei gilt die bogenförmige
Trajektorie 113 bzw. 213 nur für den Fall, daß lediglich die Schubstange 109
bzw. 209 bewegt wird und die jeweils andere Schubstange 209 bzw. 109 in
ihrem jeweiligen Zylinder nicht verschoben wird. Bei einer simultanen
Bewegung der beiden Schubstangen 109 und 209 kann das im wesentlichen
in der Zeichenebene von Fig. 2a liegende Ende des Steuerknüppels 52 jeden
Punkt innerhalb des strichpunktiert dargestellten Kreises 57 erreichen.
In Fig. 2b ist der Zylinder 101 in der Stellung dargestellt, in welcher das
zylinderferne Ende 111 der Schubstange 109 den zylindernächsten
Endpunkt 141 der bogenförmigen Trajektorie 113 erreicht hat. In dieser
Stellung ist das Schiebeventil 51 wiederum in der eine Zu- bzw. Ableitung von
Hydraulikfluid unterbindenden Stellung von Fig. 2a.
Claims (6)
1. Zylinderbaugruppe für den Steuerknüppel eines Zykloidalpropellers mit
den folgenden Merkmalen:
- 1. 1.1 einem Zylinder (1);
- 2. 1.2 einem in dem Zylinder (1) hin- und herbewegbaren Kolben (3);
- 3. 1.3 einer mit dem Kolben (3) verbundenen Schubstange (9) zum Verstellen von Zykloidalpropellerflügeln;
- 4. 1.4 und einem die Bewegung des Kolbens (3) steuernden Steuerhebel (25), welcher mit der Schubstange (9) gelenkig verbunden ist;
- 5. 1.5 der Zylinder (1) ist ein Hydraulikzylinder;
- 1. 1.6 zwischen die Schubstange (9) und den Steuerhebel (25) eine sowohl mit der Schubstange (9) als auch mit dem Steuerhebel (25) gelenkig verbundene Zwischenstange (33) geschaltet ist
- 2. 1.7 und daß der Zylinder (1) an seinem schubstangenfernen Ende an einer Trägerstruktur anlenkbar ist.
2. Zylinderbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Zwischenstange (33)
mit dem Steuerhebel (25) über ein Gelenk (31) verbunden ist, dessen
Drehachse (23) parallel zur Drehachse (15) des Zylinders (1) bezüglich
der Trägerstruktur ist und in einer mittleren Kolbenstellung zu der
Drehachse (15) des Zylinders (1) seitlich versetzt ist.
3. Zylinderbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerhebel (25) ein dem Zylinder (1) zugeordnetes
Hydraulikventil (19; 51) betätigt.
4. Zylinderbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Steuerhebel
(125) über eine mittig am Steuerhebel (125) angelenkte Ventilstange
(55) auf das als Schiebeventil (51) ausgebildete Hydraulikventil einwirkt.
5. Zylinderbaugruppe nach Anspruch 3, wobei das Hydraulikventil ein
Drehventil (19) ist.
6. Zylinderbaugruppe für den Steuerknüppel eines Zykloidalpropellers, mit
den folgenden Merkmalen:
- 1. 6.1 einem Zylinder (101);
- 2. 6.2 einem in dem Zylinder (101) hin- und herbewegbaren Kolben (103);
- 3. 6.3 einer mit dem Kolben (103) verbundenen Schubstange (109, 209) zum Verstellen von Zykloidalpropellerflügeln;
- 4. 6.4 und einem die Bewegung des Kolbens (103) steuernden Steuerhebel (125), welcher mit der Schubstange (109, 209) gelenkig verbunden ist;
- 5. 6.5 der Zylinder (101) ist ein Hydraulikzylinder; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- 6. 6.6 die Zwischenstange (133) ist mit dem Steuerhebel (125) über ein Gelenk (131) verbunden, dessen Drehachse in einer mittleren Kolbenstellung mit der Drehachse des Zylinders (101) bezüglich der Trägerstruktur zusammenfällt;
- 7. 6.7 am zylinderfernen Ende der Schubstange (109) ist eine hierzu quer ausgerichtete, weitere Schubstange (209) eines weiteren Zylinders mit ihrem zylinderfernen Ende angelenkt, um eine Stellbewegung in zwei Raumrichtungen zu ermöglichen.
Priority Applications (3)
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DE1997118682 DE19718682C1 (de) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | Zykloidalpropeller |
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- 1997-05-02 DE DE1997118682 patent/DE19718682C1/de not_active Expired - Fee Related
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- 1998-04-28 NO NO19981912A patent/NO311076B1/no not_active IP Right Cessation
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Voith-Sonderdruck 9.94 2000 * |
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Legal Events
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
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