DE939254C - Vorrichtung zur relativen Verdrehung zweier sich drehender gleichachsiger Wellen, insbesondere einer den Propeller treibenden Welle und einer Steuerwelle zum Veraendern der Steigung der Propellerfluegel - Google Patents

Vorrichtung zur relativen Verdrehung zweier sich drehender gleichachsiger Wellen, insbesondere einer den Propeller treibenden Welle und einer Steuerwelle zum Veraendern der Steigung der Propellerfluegel

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DE939254C
DE939254C DEP879A DEP0000879A DE939254C DE 939254 C DE939254 C DE 939254C DE P879 A DEP879 A DE P879A DE P0000879 A DEP0000879 A DE P0000879A DE 939254 C DE939254 C DE 939254C
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shaft
propeller
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gear
drive shaft
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DEP879A
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Inventor
Ubaldo Ranzi
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H3/00Propeller-blade pitch changing
    • B63H3/02Propeller-blade pitch changing actuated by control element coaxial with propeller shaft, e.g. the control element being rotary

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur relativen Verdrehung zweier sich drehender gleichachsiger Wellen, insbesondere einer den Propeller treibenden Welle und einer Steuerwelle zum Verändern der Steigung der Propellerflügel Bei Steuer- bzw. Anzeigevorrichtungen für die Steigung vorn Verstellpropellern ist es erwünscht, die relative Verdrehung zweier gleichachsiger Wellen zu steuern bzw. anzuzeigen. Hierzu benutzt man im allgemeinen epicykloidale oder andere Zahnradgetriebe, wobei der Umlauf der den Propeller treibenden Welle auf das genannte Getriebe übertragen wird, welches seinerseits ihn auf die Steuerwelle zum Verändern der Steigung der Propellerflügel in solcher Weise überträgt, daß letztere mit der gleichen Geschwindigkeit umläuft wie die gleichachsige treibende Welle. Durch Änderung der Stellung dieses Getriebes wird eine Welle auch relativ zur anderen verdreht. Bei diesen Systemen ist es jedoch notwendig, Getriebe zu verwenden, die dem Umlauf beider Wellen folgen und sich während der ganzen Zeit, in der beide Wellen ohne Verstellung zueinander umlaufen, wie zwecklose Zwischengetriebe verhalten. Das ist eine unbefriedigende betriebliche Verwicklung.
  • Die Aufgabe der Erfindung, besteht in einer Vorrichtung gemäß der allgemeinen obenerwähnten Art, bei der geeignete mechanische Mittel bei einer relativen Verlagerung wirksam werden, um eine relative Verdrehung der einen der genannten Wellen in bezug auf die andere zu bewirken, und zwar nur dann, wenn dieser Umlauf bewirkt werden muß, während sie in der ganzen übrigen Zeit sich wie ein Körperteil der umlaufenden Treibwelle verhalten.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt die Treibwelle ein selbsthemmendes Getriebe mitrotieren, welches beim Umlauf die beiden Wellen starr verbindet und das durch ein Glied betätigt werden kann, das auf der Treibwelle montiert ist, um eine Verdrehung der Steuerwelle in bezug auf die Treibwelle zu bewirken. Dieses drehbare Glied nimmt an dem Umlauf der Gesamtvorrichtung teil, gber wenn es in geeigneter Weise gebremst wird, bewirkt es einen relativen Umlauf der Steuerwelle gegenüber der Treibwelle, der aufhört, wenn die Bremsung und damit der Umlauf des drehbaren Gliedes aufhört. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt.
  • Fig. I ist ein Axüalschnitt einer der möglichen Ausführungsfonnven der Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein Querschnitt von Fig. I ; Fig. 3, 4 und 5 zeigen drei Arten zur Betätigung der Bremse, wobei das Gehäuse 2 lediglich im Umriß gezeichnet ist; Fig. 6 stellt die Anwendung der Vorrichtung zur Veränderung der Steigung eines Propellers -dar. Die treibende Welle I (Fig. I und 2) des Systems ist starr mit einem zylindrischen Gehäuse 2 verbunden, an dem eine hohle Welle 3 zum Antrieb des Propellers an der gegenüberliegenden Seite befestigt ist, und zwar in Fortsetzung der Richtung des Antriebes. Eine volle Steuerwelle 4 zum Verändern der Steigung der Propellerflügel ist im Gehäuse 2 lose gelagert und erstreckt sich von dort in die hohle Welle 3, die konzentrisch zu ihr liegt. Im Gehäuse 2 befindet sich ein Getriebe; dieses Getriebe besteht aus einem Schneckenrad 5;, das mit dem Ende der- Welle 4 fest verbunden ist, der Schnecke 6 und zwei Schraubenrädern 7 und B. Durch Drehung eines Kegelrades 9, das fest auf der Welle des Schraubenrades 8 sitzt, ist es möglich, die Welle 4 relativ zum Gehäuse 2 in Umlauf zu setzen und somit auch relativ zur hohlen Welle 3.
  • Das Kegelrad 9 steht im Eingriff mit' den großen Kegelrädern Io und II, die lose auf den- Wellen I bzw. 3 sitzen.
  • Der Schneckenantrieb 5, 6 ist selbsthemmend ausgeführt, so daß bei Drehung des Kegelrades 9-die Wellen 3 und 4 eine relative Verdrehung zueinander ausführen, sonst aber in ihrer Stellung zueinander festgehalten werden, auch wenn ein Drehmoment besteht, das die beiden Wellen in entgegengesetzter Richtung zueinander zu drehen trachtet.
  • Wenn die Antriebswelle 1, 3 in Drehung ist, erfolgt die Steuerung der relativen Stellung der beiden Wellten 3 und 4 durch Bremsung entweder des mit der gesamten Vorrichtung umlaufenden Zahnrades IO oder des Zahnradfes II, je nachdem in welcher Richtung die relative Verdrehung der beiden Wellen gewünscht wird. Die Bremsung der Zahnräder IO und II kann z. B. gemäß Fig. 3 bis 5 ausgeführt werden, wobei die Einzelteile im Gehäuse 2 zwecks Vereinfachung nicht dargestellt sind. Gemäß Fig. 3 sitzen -zwei Scheiben 12 und 13, die mit einem Bremsfutter auf ihren ringförmigen Stirnflächen ausgerüstet sind, lose beweglich auf den Wellen I und 3. Sie können auf den genannten Wellen gleiten und sind an dem Mitumlauf durch eine geeignete Verbindung gehindert. Eine solche Verbindung besteht in einem Gelenkrahmen 14, 15, I6, 17. Durch eine Verstellung eines Handgriffes auf der Verlängerung des Rahmengliedes 16,' 17 nach vorwärts oder rückwärts wird eine Brems: scheibe gegen den flachen Teil eines der Zahnräder IO oder II gepreßt und verlangsamt dadurch dessen Bewegung oder bringt es vollkommen zum Stillstand, so daß die genannten Zahnräder relativ zum Gehäuse 2 umlaufen. Dadurch dreht sich das kegelförmige Zahnrad 9 und bewirkt eine relative Verdrehung der beiden Wellen. Diese relative Verdrehung kann mehr oder weniger langsam oder ganz plötzlich entsprechend der Dauer und Stärke des durch den Steuerhebel ausgeübten Druckes erfolgen.
  • Ein System, das viel schneller anspricht, kann durch eine hydraulische oder elektromagnetische Bremse geschaffen werden.
  • Es ist erforderlich, daß die Bremsung möglichst fein einstellbar ist und ohne Unterbrechung gesteigert werden kann. überdies ist in manchen Fällen eine Fernsteuerung erforderlich. Ausführungsbeispiele hierfür geeigneter Mittel sind in Fig. 4 und. 5 dargestellt.
  • Entsprechend der Darstellung in Fig. 4 sind eine oder mehrere Scheiben 18 und 19 starr mit den Kegelzahnräden IO und II verbunden, damit sie mit diesen Mitteln während der Bewegung umlaufen. Diese Scheiben liegen in den Gehäusen 20 und 21, die auf dem Grundrahmen befestigt sind, wobei ein Zwischenraum von wenigen Millimetern zwischen den Scheiben und der inneren Wandung der Gehäuse gelassen ist. Die Röhre 23 leitet Wasser in die Gehäuse 20 und 21 durch die Öffnungen 22. Der Einlaß wird geregelt durch die Ventile oder Hähne 2 4 und 25.
  • Die Reibung, die die sich drehenden Scheiben in dem Wasser erfahren, in das die Scheiben mehr oder weniger eintauchen, erzeugt ein Drehmoment, das der Bewegung der Scheiben entgegenwirkt und sie dadurch zu bremsen sucht. Diese Bremswirkung ist direkt proportional der Größe der Oberfläche der Scheiben, die in Berührung mit Odem Wasser stehen.
  • Der Impuls, der sich aus der Zusammenwirkung der Reibungs- und Zentrifugalkräfte ergibt, bewirkt einen peripherischen Wasserring im Innern des Gehäuses. Je dicker der Ring, gemessen von der Peripherie in Richtung nach dem Zentrum, ist, um so tiefer taucht die Scheibe in das Wassex und erhöht die Bremswirkung und umgekehrt. Die Dicke des Wasserringes ist bestimmt durch das .Verhältnis zwischen dem Wasservolumen, das in einem bestimmten Augenblick in die Bremse durch die Öffnung 22 eingeführt wird, und dem Volumen, das durch die Öffnung 26, 27 in Funktion des hydrodynamischen Wasserdruckes entweicht, Dieser Druck ist wiederum eine Funktion der Ringdicke, welche so lange geändert wird, bis sie die Stärke erreicht, die der gewünschten Bremsung entspricht.
  • Durch öffnen der Ventile bzw. Hähne 24 und 25 während einer mehr oder weniger langen Zeit werden die Zahnräder IO oder II mehr oder weniger verzögert hinsichtlich des übrigen Teils der Vorrichturig; das Zahnrad 9 wird sich in einer Richtung drehen, und infolgedessen wird eine entsprechende relative Verdrehung der konzentrischen Wellen 3 und 4 eintreten.
  • Ein anderes Bremssystem kann dadurch geschaffen werden, daß man elektromagnetische Mittel anwendet (Fig.5). Gemäß diesem System werden die Zahnräder IO und II gebremst, indem man sich an den Lenzeffekt induzierter Ströme hält. Auf den Stirnflächen der Zahnräder IO und II angeordnete Flächen liegen Pole 28 einer Reihe von Elektromagneten gegenüber, die auf den Rädern bzw. Scheiben 29 und 30 in wechselnder Polfolge angebracht sind. Diese Scheiben 29, 30 sitzen drehbar auf den Wellen I und 3 und sind mit dem Fundament der Vorrichtung verbunden, um ihre Drehung zu verhindern.
  • Mittels eines Doppelrheostates 3I werden durch Verschiebung des Handgriffes 32 in irgendeiner Richtung, wie die Pfeile es anzeigen, die Pole 29 oder 3o mehr oder weniger magnetisiert und dadurch Wirbelströme .in den Zahnrädern IO und II entsprechend der Drehung erzeugt. Die Wirkung dieser Ströme, die der Bewegung entgegenwirkt, die sie erzeugt, wird die genannten Räder oder Scheiben bremsen. Daher wird eine Verzögerung der Räder IO oder II in Hinsicht auf das Gehäuse entsprechend dem erzeugten Magnetismus eintreten. Eine Drehung des Zahnrades 9 um seine Achse und schließlich eine relative Verdrehung der beiden Wellen 3 und 4 wird eintreten, die um so größer und um so plötzlicher ist, je länger und stärker der Strom auf die Magnete wirkt.
  • Die Anwendung der obigen Vorrichtung zur Veränderung der Steigung eines Propellers während des Betriebes ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig.6 dargestellt.
  • Die hohle Welle 3 trägt an ihrem Ende drei Zapfen 33, die unter 120° zueinander rechtwinklig auf ihr sitzen. Auf diesen Zapfen sind frei beweglich die drei Propellerflügel 34 montiert. Ein Kegelzahnrad 35 ist mit der Wurzel jedes Flügels aus einem Stück hergestellt und steht mit dem zentralen Kegelzahnrad 36 im Eingriff, das fest auf der Welle 4 sitzt, die gleichachsig in der Hohlwelle 3 liegt. Die ganze vorbeschriebene Einheit ist in einem Gehäuse 37 .eingeschlossen, das die eiförmige Nabe des Propellers bildet. Durch die relative Verdrehung der beiden Wellen 3 und 4 wird eine Drehung der Flügel um ihre eigenen Achsen und folglich eine Veränderung der Schraubensteigung bewirkt.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Vorrichtung zur relativen Verdrehung zweier sich drehender gleichachsiger Wellen, insbesondere einer den Propeller treibenden Welle und einer Steuerwelle zum Verändern der Steigung der Propellerflügel, gekennzeichnet durch ein selbsthemmendes Getriebe (5, 6) zum gegenseitigen Verdrehen der Wellen (3, 4), das als Ganzes mit der Treibwelle (1,3) umläuft und von außen (z. B. durch ein Glied IO, II, das drehbar auf der Treibwelle sitzt) gesteuert wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in die Treibwelle (1, 3) ein Gehäuse (2) für das selbsthemmende Getriebe (5, 6) geschaltet ist, in dem die Steuerwelle (4) gelagert ist, welche der zum Propeller führende als Hohlwelle ausgebildete Teil (3) der Treibwelle umschließt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das selbsthemmende Getriebe- durch einen üblichen Schneckentrieb gebildet wird, dessen Schneckenrad (5) fest auf der Steuerwelle (4) sitzt und dessen Schnecke (6) über ein Schraubenradtrieb (7, 8) mit einem über den Mantel des Gehäuses hervorragenden Kegelrad (9) verbunden ist.
  4. 4. Vorrichtung hach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kegelrad (g) mit zwei auf der Treibwelle (1, 3) drehbaren, aber nicht verschieblichen Kegelrädern (IO,II ) kämmt, die einzeln abbremsbar sind.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelräder (IO, i i) mechanisch bremsbar sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelräder (Io, II) elektronmagnetisch bremsbar sind.
  7. 7. Vorrichtung nasch Anspruch i bis ¢, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelräder (i o, i i) hydraulisch durch Wirbelbremsen bremsbar sind. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wirbelbremsung neben den Kegelrädern (i o, i i) feststehende Gehäuse (20, 21) vorgesehen sind, in denen mit den Kegelrädern fest verbundene Scheiben (18, i g) umlaufen, die durch in die Gehäuse eingeführtes Wasser regelbar gebremst werden können. g. Vorridhtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der als Hohlwelle ausgebildete Teil (3) der Treibwelle an seinem freien Ende radiale Zapfen (33) trägt, auf denen Propellerflügel (3q.) drehbar gelagert sind, die über an ihrem Fuß vorgesehene Kegelverzahnungen (35) mit einem zentralen, auf dem Ende der Steuerwelle (¢) befestigten Kegelrad (36) im Eingriff stehen, wobei der Kegeltrieb (35, 36) von einem als Nabe ausgebildeten Gehäuse (37) umschlossen wird.
DEP879A 1947-11-13 1948-12-21 Vorrichtung zur relativen Verdrehung zweier sich drehender gleichachsiger Wellen, insbesondere einer den Propeller treibenden Welle und einer Steuerwelle zum Veraendern der Steigung der Propellerfluegel Expired DE939254C (de)

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DEP879A Expired DE939254C (de) 1947-11-13 1948-12-21 Vorrichtung zur relativen Verdrehung zweier sich drehender gleichachsiger Wellen, insbesondere einer den Propeller treibenden Welle und einer Steuerwelle zum Veraendern der Steigung der Propellerfluegel

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DE (1) DE939254C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0303917A1 (de) * 1987-08-21 1989-02-22 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Fluidumgerät
US9476311B2 (en) 2010-08-17 2016-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Variable-pitch propeller or repeller

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0303917A1 (de) * 1987-08-21 1989-02-22 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Fluidumgerät
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