DE4031932C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verstellpropeller mit wenigstens einer in der Propellernabe angeordneten Verstellstange zum Verstellen der Propellerflügel mit einem Hydraulikzylinder zum axialen Verschieben der Verstellstangen, wobei der Hydraulikzylinder koaxial zur und stromabwärts hinter der Propellernabe angeordnet sowie seine Kolbenstange in einem drehfest an einem Bootskörper oder einem Steuerschwert eines Z-Antriebes gehaltenen Stator gelagert ist, durch den Druckmittelleitungen geführt sind.

Propellerflügel von Verstellpropellern können von Hand oder mit einem Servosystem verstellt werden. Eine manuelle Verstellung ist nur bei kleinen Verstellpropellern möglich, da bei größeren Verstellpropellern die Verstellkräfte manuell nicht mehr beherrscht werden können.

Bei einem Verstellpropeller der eingangs beschriebenen Gattung (EP 02 98 932) werden die Verstellkräfte über den Propeller in die Propellerwelle und damit auf das Schublager übertragen. Es handelt sich um äußere Kräfte. Hinzu kommt, daß bei dieser Ausführung der Hydraulikzylinder und der Verstellpropeller so miteinander verbunden sind, daß ein Austausch oder ein nachträglicher Anbau des Hydrauliksystems nicht möglich ist. Bei einem anderen Verstellpropeller (EP 02 58 706) werden die Verstellkräfte über ein Gestänge zu den Verstellstangen der Propellernabe übertragen und wirken ebenfalls als äußere Kräfte, die das Schublager des Propellers zusätzlich belasten. Bei einem weiteren System (DE 40 00 115 A1) ist der Hydraulikzylinder stromaufwärts vor dem Propeller in dessen Lagerbock angeordnet, wobei die Kolbenstange des Hydraulikzylinders sich durch den Verstellpropeller hindurch erstreckt und er stromabseitig mit den Verstellstangen gekuppelt ist. Alle bekannten Systeme sind üblicherweise für einen bestimmten Propellertyp und eine bestimmte Propellergröße konzipiert. Ein Austausch oder ein nachträglicher Anbau des Hydrauliksystems ist in der Regel nicht möglich - im übrigen ist es bekannt (US 32 32 350), das für den Hydraulikzylinder bestimmte Druckmittel über eine das Ende der Kolbenstange umgebende Buchse zuzuführen, die Druckmittelkanäle aufweist, welche die Druckmittelleitungen mit den Arbeitsräumen des Hydraulikzylinders verbinden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die hydraulische Verstellung für einen Verstellpropeller so zu gestalten, daß sie unabhängig vom Propellertyp und von der Propellergröße einsetzbar ist, wobei auch vorhandene Verstellpropeller nachträglich damit ausgerüstet werden können.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Zylindergehäuse des Hydraulikzylinders lösbar mit Verstellstangen für die einzelnen Propellerflügel und die über das Zylindergehäuse hinausgeführte Kolbenstange lösbar mit der Propellerwelle verbunden sind und daß der Stator in axialer Richtung beweglich am Bootskörper oder dem Steuerschwert gehalten ist. Der Stator mit den darin angeordneten Bauteilen und dem darin drehbar gelagerten Hydraulikzylinder ist ein vom Verstellpropeller unabhängiges Aggregat, welches an den Bootskörper oder ein Steuerschwert eines Z-Antriebes anschließbar ist. Mit lösbaren Verbindungen zwischen der Kolbenstange und der Propellernabe bzw. Propellerwelle einerseits und dem Zylindergehäuse sowie den Verstellstangen andererseits werden der Verstellpropeller und sein Verstellmechanismus angeschlossen. Durch relative axiale Verschiebung zwischen dem Zylindergehäuse und den Kolben können die Verstellstangen axial verschoben und dadurch die Propellerflügel des Verstellpropellers verstellt werden. Um diese Verstellung zu ermöglichen, ist der Stator in axialer Richtung beweglich am Bootskörper oder dem Steuerschwert gehalten. Dennoch ist eine feinfühlige Verstellung der Propellerflügel möglich, weil dafür ausschließlich die axiale Relativverschiebung zwischen dem Zylindergehäuse und dem Kolben verantwortlich ist.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das über das Zylindergehäuse hinausgeführte Ende der Kolbenstange von einer Buchse umgeben, die Druckmittelkanäle aufweist, welche die Druckmittelleitungen mit den Arbeitsräumen des Hydraulikzylinders verbinden. Die mit den Kolben bzw. der Kolbenstange rotierende Buchse ist im Stator gelagert. Das ermöglicht eine einfache und zuverlässige Abdichtung zwischen den rotierenden und den feststehenden Teilen des Systems insbesondere dann, wenn die Druckmittelleitungen des Stators zwischen den Lagern der Buchse münden und auf den einander zugewandten Seiten der Lager Leckage-Sammel­ kammern vorgesehen sind, die über eine durch den Stator geführte Leitung mit einem Druckmitteltank verbunden sind. Die Abdichtung der lediglich axial gegeneinander ver­ schieblichen Teile, z. B. des Kolbens im Zylindergehäuse, ist demgegenüber unkritisch und kann mit üblichen Mitteln erreicht werden.

Erfindungsgemäß kann auch auf einfache Weise und zuverläs­ sig eine bestimmte Stellung der Propellerflügel einge­ stellt werden, wenn das propellerseitige Ende der Kolben­ stange über einen Gewindeabschnitt an die Propellerwelle angeschlossen ist und das statorseitige Ende der Kolben­ stange eine Profilausnehmung aufweist, in die ein im Sta­ tor gegen Federwirkung axial verschieblicher Profilzap­ fen einführbar ist, wobei durch Drehen des in die Profil­ ausnehmung eingedrückten Profilzapfens der Kolben axial einstellbar ist. Damit läßt sich z. B. der Steigungsbereich der Propellerflügel nach Wunsch verschieben oder einstel­ len.

Ferner ist auch eine Kontrolle der relativen Verschiebung zwischen dem Zylindergehäuse und dem Kolben sowie damit eine Kontrolle der jeweiligen Propellersteigung möglich, wenn an das statorseitige Ende der Kolbenstange ein Axial­ flansch anschließt, der sich über ein statorfestes Sensor­ gehäuse mit einer Induktionswicklung erstreckt, wobei die Induktionswicklung über eine durch den Stator geführte Leitung an ein Meßgerät anschließbar ist.

Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Aus­ führungsbeispiel der Erfindung erläutert; es zeigt

Fig. 1 schematisch einen an einem Z-Antrieb angeordneten Verstellpropeller mit hydraulischer Flügelverstel­ lung,

Fig. 2 teilweise einen Längsschnitt durch den Gegenstand nach Fig. 1.

An einem in Fig. 1 dargestellten Z-Antrieb 1 ist in übli­ cher Weise ein Verstellpropeller 2 mit Propellerflügeln 3 gelagert. Stromabwärts hinter dem Verstellpropeller 2 ist an der Unterseite des Z-Antriebes 1 ein Steuerschwert 4 an einem gummigelagerten Drehbolzen 5 gelagert, das um die Achse des Drehbolzens 5 begrenzte Schwenkbewegungen ausfüh­ ren kann. Am unteren Ende des Steuerschwerts 4 ist mit ei­ nem Bolzen 6 ein Stator 7 befestigt, in dem drehbar ein Hydraulikzylinder 8 gelagert ist, dessen Zylindergehäuse 9 mit über die freie Stirnseite des Verstellpropellers 2 vorstehenden Verstellstangen 10 lösbar verbunden ist und dessen Kolbenstange 11 lösbar mit der Propellerwelle 12 unter einem daran angeschlossenen Bauteil lösbar verbunden ist.

Ein Hydraulikpumpenaggregat 13 ist im Bootskörper 14 ange­ ordnet. Vom Hydraulikpumpenaggregat 13 erstrecken sich Druckmittelleitungen 15, 16, 17 und wenigstens eine Meß­ leitung 18 durch den Z-Antrieb 1 und das Steuerschwert 4 bis zum Stator 7.

Einzelheiten des insoweit beschriebenen Aufbaus sind in Fig. 2 wiedergegeben. Das Zylindergehäuse 9 besitzt eine der Anzahl der Verstellstangen 10 bzw. der Anzahl der Propel­ lerflügel 3 entsprechende Anzahl von radialen Vorsprüngen 19 mit zugeordneten Ausnehmungen 20 zum Justieren und lös­ baren Befestigen der Verstellstangen 10. Im Zylindergehäuse 9 ist abgedichtet und axial verschieblich ein doppeltwirkender Kolben 21 geführt, dem beidseits Druckmittelräume 22 bzw. 23 zugeordnet sind. Der Kolben 21 ist einstückig mit der Kolbenstange 11 ausgeführt, die propellerseitig ein Gewin­ deende 24 aufweist, welches in ein zugeordnetes Innengewin­ de der Propellerwelle 12 oder eines daran angeschlossenen Bauteils eingedreht ist. Der propellerseitige Druckmittel­ raum 23 ist mit einem gegen die Kolbenstange 11 und die Propellerwelle 12 abgedichteten, in einen Innengewindeab­ schnitt 25 des Zylindergehäuses 9 eingedrehten Zylinder­ deckels 26 abgeschlossen.

Die Kolbenstange 11 erstreckt sich bis in den Stator 7 hin­ ein und ist im Stator gelagert. Dazu ist die Kolbenstan­ ge 11 von einer Buchse 27 umgeben, die in zwei mit gegen­ seitigem Abstand angeordneten Kugellagern 28 drehbar im Stator 7 gelagert ist. Die Buchse 27 weist propellerseitig einen Radialflansch 29 auf, mit dem sie innenseitig am Zy­ lindergehäuse 9 befestigt ist und der den Druckmittelraum 22 begrenzt. Alle insoweit beschriebenen Teile rotieren mit der Propellerwelle 12.

Zwischen den beiden Kugellagern 28 ist auf der Buchse 27 ein Ölverteilring 30 angeordnet, in den die Druckmittel­ leitungen 15, 16 münden. Die Druckmittelleitungen 15, 16 sind über zugeordnete Ventilsteuerungen an das Hydraulik­ pumpenaggregat 13 angeschlossen. Von diesen Druckmittel­ leitungen 15, 16 gehen Druckmittelkanäle 31 aus, die sich durch den Ölverteilring 30 und die Buchse 27 zu den Ar­ beitsräumen 22 bzw. 23 erstrecken. Es versteht sich, daß die Druckmittelleitung 15 mit dem Druckmittelraum 22 und die Druckmittelleitung 16 mit dem Druckmittelraum 23, oder umgekehrt, verbunden sind.

Jeweils zwischen dem Ölverteilring 30 und den benachbarten Kugellagern 28 befinden sich Sammelkammern 32, die Lecköl aufnehmen, welches zwischen den rotierenden und den sta­ tionären Teilen austritt. Beide Sammelkammern 32 sind über eine Verbindungsbohrung 33 in der Buchse 27 miteinander verbunden, und eine der Sammelkammern 32 ist an die Druck­ mittelleitung 17 angeschlossen, die ihrerseits zu einem Druckmitteltank im Bootskörper führt. Das in die Sammel­ kammern 32 eintretende Lecköl schmiert zugleich die Kugel­ lager 28.

Das statorseitige Ende der Kolbenstange 11 weist eine z. B. sechseckige Profilausnehmung 34 auf. In diese Profil­ ausnehmung 34 ist das zugeordnete Profilende 35 eines Zapfens 36 gegen die Wirkung einer Feder 37 eindrückbar. Der Zapfen 36 ist koaxial zur Kolbenstange 11 im Stator 7 gelagert und weist an seinem äußeren Ende eine z. B. sechs­ eckige Profilausnehmung 38 auf, in die ein Inbus-Schlüssel einführbar ist. Mit Hilfe des Inbus-Schlüssels kann der Zapfen 36 axial gegen die Wirkung der Feder 37 so weit verschoben werden, bis sein Profilende 35 in die Profil­ ausnehmung 34 der Kolbenstange 11 eingreift. Dann kann durch Verdrehen des Inbus-Schlüssels auch die Kolbenstan­ ge 11 mit ihrem Gewindeende 24 in der Propellerwelle 12 verdreht werden, womit sich die relative Stellung des Kolbens 21 im Zylindergehäuse 9 ändert. Der Steigungsbe­ reich der Propellerflügel kann dadurch verstellt werden.

Der Zapfen 36 ist von einem Sensorgehäuse 39 umgeben, wel­ ches eine Induktionswicklung 40 trägt. Das Sensorgehäu­ se 39 und die Induktionswicklung 40 sind berührungslos von einem an das Ende der Kolbenstange 11 anschließenden Axialflansch 41 umgeben und bilden zusammen mit diesem ein Meßsystem für die relative Verschiebung des Kolbens 21 im Zylindergehäuse 9 bzw. für die jeweilige Stellung der Propellerflügel. Die Induktionswicklung 40 ist über die Meßleitung 18 mit einem Anzeigegerät im Boot verbunden. Die Meßleitung 18 ist durch eine Öffnung 42 abgedichtet aus dem Stator 7 in das Steuerschwert 4 und weiter geführt.

Das in Fig. 2 dargestellte Aggregat ist unabhängig vom Ver­ stellpropeller und kann mit Verstellpropellern unterschied­ licher Typen und Größen gekoppelt werden.

Claims (5)

1. Verstellpropeller mit wenigstens einer in der Propellernabe angeordneten Verstellstange zum Verstellen der Propellerflügel und mit einem Hydraulikzylinder zum axialen Verschieben der Verstellstange, wobei der Hydraulikzylinder koaxial zur und stromabwärts hinter der Propellernabe angeordnet sowie seine Kolbenstange in einem drehfest an einem Bootskörper oder einem Steuerschwert eines Z-Antriebes gehaltenen Stator gelagert ist, durch den Druckmittelleitungen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (9) des Hydraulikzylinders (8) lösbar mit Verstellstangen (10) für die einzelnen Propellerflügel (3) und die über das Zylindergehäuse (9) hinaus geführte Kolbenstange (11) lösbar mit der Propellerwelle (12) verbunden sind, und daß der Stator (7) in axialer Richtung beweglich am Bootskörper (14) oder dem Steuerschwert (4) gehalten ist.

2. Verstellpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das über das Zylindergehäuse (9) hinaus geführte Ende der Kolbenstange (11) von einer Buchse (27) umgeben ist, die Druckmittelkanäle (3) aufweist, welche die Druckmittelleitungen (15, 16) mit den Arbeitsräumen (22, 23) des Hydraulikzylinders (8) verbinden, und daß die Buchse (27) im Stator (7) gelagert ist.

3. Verstellpropeller nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelleitungen (15, 16, 17) des Stators (7) zwischen den Lagern (28) der Buchse (27) münden und daß auf den einander zugewandten Seiten der Lager (28) Leckage-Sammelkammern (32) vorgesehen sind, die über eine durch den Stator (7) geführte Leitung (17, 33) mit einem Druckmitteltank verbunden sind.

4. Verstellpropeller nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das propellerseitige Ende der Kolbenstange (11) über einen Gewindeabschnitt (24) an die Propellerwelle (12) angeschlossen ist, daß das statorseitige Ende der Kolbenstange (11) eine Profilausnehmung (34) aufweist, in die ein im Stator (7) gegen Federwirkung axial verschiebbarer Profilzapfen (35, 36) einführbar ist, wobei durch Drehen des in die Profilausnehmung (34) eingedrückten Profilzapfens (35, 36) der Kolben (11) axial einstellbar ist.

5. Verstellpropeller nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß an das statorseitige Ende der Kolbenstange (11) ein Axialflansch (41) anschließt, der sich über ein statorfestes Sensorgehäuse (39) mit einer Induktionswicklung (40) erstreckt, und daß die Induktionswicklung (40) über eine durch den Stator (7) geführte Meßleitung (18) an ein Meßgerät anschließbar ist.