DK159764B - Stilbar propeller og drev til fartoej - Google Patents

Description

DK 159764 B

Den foreliggende opfindelse angår en stilbar propeller til drift af et fartøj, ved hvilken propellerbladene med deres propellernav er drejeligt lejret i et på en motoraksel befæstet hus og indstillelige med hensyn til deres stigning 5 ved hjælp af en drejeindretning, som står i forbindelse med en indstillingsvægtstang, og et drev til et fartøj med en sådan stilbar propeller.

Stilbare propellere anvendes i betydeligt omfang i fartøjer, først og fremmest i skibe. De letter dels manøvre-10 ringen og muliggør en optimal propellerbladindstilling for propellermotorens til enhver tid indstillede omdrejningstal og ydelse.

Til indstilling af propellerbladene kræves et kraftsystem. En manuel indstillingsindretning er kun anvendelig 15 ved små stilbare propellere, idet indstillingskræfterne ikke længere kan beherskes manuelt ved større propellere.

En sådan indstillingsindretning har i det væsentlige en fra agterenden aktiverbar vægtstang, som virker på en på propellernavets afstrømningsside lejret indstillingsbøsning, på 20 hvilken der er anbragt en aksiallejring, som bevirker overgangen til det roterende system, dvs. til de roterende propellerblade.

Ved større skibsdrev anvendes udelukkende et hydraulisk indstillingsdrev, ved hvilket f.eks. en enkelt hydrau-25 likcylinder bevirker indstilling af propelleren.

Til indstilling og.fastholdelse af propellerbladene kræves et trykmedium, for det meste hydraulikolie, som indføres via en tilledning i navet, mens det brugte trykmedium tilbageføres via en tilbageledning. I et sådant hydraulisk 30 kredsløb frembyder overgangen fra den stationære til den roterende del et kritisk sted, ved hvilket der kan optræde lækagetab. Der kan imidlertid også i selve navet optræde yderligere lækagetab, som ikke længere kan opfanges og føres tilbage, men trænger ud i vandet og forurener dette.

35 2

DK 159764 B

Den nævnte fuldhydrauliske indstillingsindretning udgør ganske vist en pålidelig, men imidlertid kompliceret løsning, hvis indbygning kun er rentabel ved store skibe.

Ved mindre skibe og især til motorbåde har den stil-5 bare propeller på grund af de nævnte problemer hidtil kun kunnet gøre sig gældende i ringe omfang. For at de for tiden anvendte faste propellere skal kunne erstattes med stilbare propellere, må nogle betingelser være opfyldt. Den stilbare propeller må i sine dimensioner, f.eks. med hensyn til nav-10 diameteren, og i sin vægt ikke afvige væsentligt fra den for øjeblikket anvendte faste propeller. Endvidere må indstillingsindretningen være enklere udformet end den kendte hydrauliske indstillingsindretning.

Fra DE patentskrift nr. 224 613 kendes en skibspro-15 peller med stilbare propellerblade af den indledningsvis nævnte art, ved hvilken de i navet drejeligt lejrede blade er indstillelige ved hjælp af længdeforskydelige kulisser.

I hver kulisse er tilvejebragt en buet slids, ind i hvilken en i centrum af propellernavet befæstet tap rager. Ved for-20 skydning af kulissen drejes denne tap i den buede slids og dermed også propellerbladene. På grund af slidsens buede form fremkommer der en relativbevægelse mellem tappen og kulissen, hvilket bliver kompenseret ved, at der i kulissen er indlagt en forskydelig kulisse, som udviser slidsen, 25 eller at tappen er udformet forskydelig i propellernavet.

På grund af denne forholdsvis komplicerede løsning kræves der tilsvarende plads, så at navet må udføres med forholdsvis stor diameter. Hermed er en tilnærmelse til massen af et nav med faste propellerblade imidlertid ikke mulig.

30 Ved en yderligere fra DE patentskrift nr. 299 367 kendt skibsskrue med stilbare propellerblade må navet ligeledes være udformet meget voluminøst, da der deri indsættes en med to arme forsynet vinkelvægtstang, af hvilke den ene arm rager ind i en not i propellernavet, og den anden arm 35 er ført i en excentrisk roterende skive på en sådan måde, at propellerbladene ved hver omdrejning af propellerakselen 3

DK 159764 B

udfører en frem- og tilbagegående bevægelse. Heller ikke fra denne udførelse kan der udledes en indstillelig propeller med lille nav.

Det er formålet for den foreliggende opfindelse at 5 udforme en stilbar propeller af den indledningsvis nævnte art og et drev til et fartøj således, at navet for den stilbare propeller kan tilpasses til dimensionerne og vægten af en tilsvarende propeller med faste blade. Desuden skal ind-stilllingsindretningen med henblik på at undgå en tilsmuds-10 ning ,af vandet let kunne tætnes.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at der er tilvejebragt to eller flere huse, der hvert optager et propellernav med dets tilhørende drejeindretning, og som er anbragt ved omkredsen af et indre hus og forbundet med dette, 15 og at drejeindretningerne aktiveres ved hjælp af en fælles indst illingsflange.

Opfindelsen angår ligeledes et drev til et fartøj med en stilbar propeller ifølge opfindelsen, ved hvilket indstillingsvægtstangen til indstilling af propellerbladene 20 er udformet som toarmet vægtstang, af hvilke den ene arm angriber på en med indstillingsflangen via en aksiallejring forbundet indstillingsbøsning, og den anden arm er forbundet med en lineærmotor, der er anbragt i afstand fra den stilbare propeller.

25 Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere, idet der henvises til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et snit gennem navet af en delvis gengivet stilbar propeller, fig. 2 et snit langs linien II-II i fig. l, og 30 fig. 3 et drev til et fartøj set fra siden.

I fig. 1 er vist enden af en motoraksel 1, hvis ende 2 er udformet som mangenotaksel, på hvilken et indre hus 3 er påskudt og befæstet med en møtrik 4. Det indre hus 3 er et cylinderformet legeme, der indefra og udefter har en 35 mangenotbøsning 5, der er indlejret i en elastisk bøsning 6, som igen er omgivet af en metallisk bøsning 7. På den 4

DK 159764 B

metalliske bøsning 7 er befæstet tre aksialt forløbende radialforbindelsesstykker 8, som understøtter en bærering 9. På omkredsen af bæreringen er ensartet fordelt anbragt holdeskinner 10, der som vist i fig. 2 er udformet med svale-5 haleprofil og danner en holder for et hus 11, der på grund af sin særlige udformning betegnes som modulet 12. Modulet 12 omfatter foruden huset 11 et propellernav 13 med en styrebane 14 og et indstillingsstempel 15 med en ind i styrebanen 14 ragende indstillingstap 16. Modulet 12 kan anvendes uæn-10 dret uafhængigt af, om der er tilvejebragt to, tre eller fire propellerblade 17. Kun må det indre hus 3 have et til antallet af moduler 12 svarende antal skinner 10, idet diameteren af bæreringen 9 efter behov kan tilpasses efter den pågældende udførelsesform. Det indre hus 3 og modulerne 12 15 udgør en pladsbesparende letkonstruktion, med hvilken det er muligt at overholde en lignende diameter af propellemavet som den, der er sædvanlig ved propellere med faste propellerblade. Den af det indre hus 3 og modulerne 12 bestående navkonstruktion kan være dækket af et let ydernav 18, som 20 imidlertid ikke skal optage større kræfter og derfor kan være fremstillet af et let materiale, f.eks. plastmateriale.

Til optagelse af de optrædende aksiale kræfter har det indre hus 3 en endevæg 19, mod hvilken modulerne 12 er understøttet. Modulerne 12 fastholdes i deres stilling ved 25 hjælp af en skrue 20.

Da de enkelte stilbare blade 17 indstilles sammen, er indstillingsstemplerne 15 ved deres ene ende forbundet med hinanden gennem en indstillingsflange 21 ved hjælp af skruer 22. Indstillingsflangen 21 går indvendigt over i en 30 cylindrisk studs 23, som danner sæde for yderringen af et aksialrulleleje 24, hvis inderring er lejret på en indstillingsbøsning 25. Aksialrullelej et 24 fastholdes i sin aksiale stilling ved hjælp af ringe 26 og 27, f.eks. Seegerringe, så at indstillingsstemplerne 15 indstilles sammen ved en 35 kraftudøvelse på indstillingsbøsningen 25. Indstillingsbøsningen 25 har to lasker 28 med boringer, mellem hvilke en 5

DK 159764 B

fladstang 29 er drejeligt lejret ved hjælp af en bolt 30. Fladstangen 29 er en del af en indstillingsvægtstang 31, hvis indretning skal beskrives senere i forbindelse med fig. 3.

5 Det indre rum i det af det indre hus 3 og modulerne 12 dannede nav har forskellige frie rum, der kan tjene til bortledning af udstødsgas fra motoren. I dette tilfælde har det indre hus en yderligere bøsning 32, jf. fig. 2. Til gengæld bortfalder en endekappe 33, med hvilken navet ellers 10 afsluttes.

Indstillingsstemplet 15 er ført i to rørstudse 34 og 35, som danner en del af huset 11 og er forbundet i ét stykke med en navcylinder 36. Huset 11 består således af navcylinderen 36, der har en inderkant 37, og de to rørstudse 34 og 15 35, på hver af hvilke sidste der i retning mod motorakselen er påformet et føringsmellemstykke 38, som er profileret således, at det kan skydes på holdeskinnerne 10 på bæreringen 9. Holdeskinnerne 10 og føringerne 38 danner en formpassende, slørfri forbindelse.

20 Propellernavet 13 er ved hjælp af skruer 39 forbundet med foden 40 af propellerbladet 17 og er ved inderkanten 37 af navcylinderen 36 styret både aksialt og radialt. Da propellernavet 13 ved indstilling af propellerbladet 17 bevæges glidende mod inderkanten 37, kan de i berøring værende flader 25 være belagt med et friktionsnedsættende materiale. For at propellernavet 13 og indstillingsstemplet 15 skal kræve ringe plads, er der i midten af indstillingsstemplet tilvejebragt en udsparing 41, i hvilken propellernavet rager ind og med sin styrebane 14 optager indstillingstappen 16.

30 Ved montagen af et propellerblad 17 i modulerne 12 sammenskrues først propellerbladet med propellernavet 13 i navcylinderen 36. For at indstillingsstemplet 15 nu kan monteres i rørstudsene 34 og 35, er der i propellernavet 13 tilvejebragt en ikke vist halvcirkelformet diagonaludsparing, der 35 til montering af indstillingsstemplet drejes så meget, at udsparingen flugter med rørstudsene 34 og 35, hvorpå indstil- 6

DK 159764 B

lingsstemplet 15 kan indføres. Derpå drejes propellerbladet 17, indtil indstillingstappen 16 kan indføres i styrebanen 14. I indstillingsstemplet 15 er der ved dets ender anbragt elastiske pakningsringe 42 og 43, f.eks. O-ringe, som udadtil 5 tætner det af udsparingen 41 dannede rum, der er fyldt med et smøremateriale. Tætningen udadtil ved foden 40 af propellerbladet sker på anlægsfladen ved inderkanten 37 og ved pakning af skruen 39, så at der foreligger et fuldstændigt lukket rum, ved hjælp af hvilket smøringen af glidefladerne 10 i området for inderkanten 37 sikres.

I fig. 3 er vist et fuldstændigt drev til et fartøj med en stilbar propeller som den i fig. 1 og 2 viste. Den stilbare propeller drives herved af en i agterenden af fartøjet 50 skematisk vist motor M via et såkaldt Z-drev. Ved 15 dette drev føres motorakselen ikke skråt gennem agterstavnen, men drejningsmomentet overføres via aksler 51 og 52 og via vinkeldrev 53 og 54 til propellerakselen 1. Akslerne 1, 51 og 52 danner set fra siden et tilnærmet Z. Den stilbare propeller befinder sig sammen med akslerne l og 52 i et om 20 en lodret akse ved enden af agterstavnen drejeligt rororgan 56. Organet 56 består af flere rordele, et hus og en lejring for motorakselen 1 (ikke vist).

Indstillinglsindretningen til indstilling af propellerbladene 17 omfatter en lineærmotor 57, f.eks. en hydrau-25 likcylinder, hvis stempelstang 58 via en justerskrue 59 er fastgjort på et drejeled 60 på indstillingsvægtstangen 31. Indstillingsvægtstangen 31 er udformet som toarmet vægtstang med en omdrejningsakse 61, og hvis ene arm 62 angriber på indstillingsbøsningen 25, og hvis anden arm 63 via leddet 30 60 er forbundet med lineærmotoren 57. Lineærmotoren 57 er hensigtsmæssigt indbygget i rororganet 56. Dog kan den også være anbragt på den ene side af dette organ, idet der så må træffes foranstaltninger til opnåelse af den nødvendige symmetri for kraftoverføringen. Lineærmotoren forsynes fra 35 en kraftkilde 64 via ledninger 65 med den nødvendige energi.

7

DK 159764 B

Lineærmotoren 57 kan også være anbragt i skroget af fartøjet 50. I dette tilfælde må der tilvejebringes et passende overføringsstangsystem, som virker på leddet 60 i indstillingsvægtstangen 31. Ligeledes behøver den stilbare 5 propeller ikke at være indbygget i roret 56, men kan også være fast påbygget agterskroget. I dette tilfælde er forbindelsen mellem lineærmotoren 57 og indstillingsvægtstangen 31 særlig enkel. Det er væsentligt fuldstændig at frigøre de kendte hydrauliske indstillings indretninger fra propeller-10 navet, så at der ikke kræves nogen kompliceret til- og fra-førsel af trykmediet. Trods dette kan indstillingen af propellerbladene 17 løses optimalt med det beskrevne indstillingssystem, idet den i modulerne 12 indbyggede indstillingsmekanik er optimalt beskyttet og smurt. Overføringen 15 af indstillingsbevægelsen fra indstillingsvægtstangen 31 til de roterende dele af den stilbare propeller sker hensigtsmæssigt på afstrømningssiden, da der her ikke skal tages hensyn til motorakselen 1; imidlertid kunne indstillingsvægtstangen 31 også være anbragt på tilstrømningssiden, 20 uden at forholdene ville ændre sig grundlæggende. I hvert fald anbringes lineærmotoren i afstand fra den stilbare propeller og indstiller denne via et vægtstangssystem. Anvendes der som lineærmotor en dobbeltvirkende hydraulikcylinder, kan der frembringes tilstrækkeligt store indstillingskræfter, 25 med hvilke også den forud valgte propellerindstilling kan opretholdes f.eks. ved svingninger, fremmedberøringer eller lignende forstyrrelser. Den ønskede stigning af propellerbladene kan indstilles hurtigt og præcist. Propelleren bliver ligeledes enklere ved, at der til det indre hus 3 kan vælges 30 en letkonstruktion, mens modulerne 12 i kompakt form indeholder indstillingsdelene og propellerbladslejringen. Ved hjælp af modulerne 12 kan huset 11 være et støbt metalemne, f.eks. af letmetal, mens propellernavet 13 og indstillingsstemplerne f.eks. kan være fremstillet af stål.

Claims (5)

1. Stilbar propeller til drift af et fartøj, ved hvilken propellerbladene (17) med deres propellernav (13) er drejeligt lejret i et på en motoraksel (1) befæstet hus 5 (11) og indstillelige med hensyn til deres stigning ved hjælp af en drejeindretning, som står i forbindelse med en indstillingsvægtstang (31), kendetegnet ved, at der er tilvejebragt to eller flere huse (11), der hvert optager et propellernav (13) med dets tilhørende drejeindret-10 ning, og som er anbragt ved omkredsen af et indre hus (3) og forbundet med dette, og at drejeindretningerne aktiveres ved hjælp af en fælles indstillingsflange (21).

2. Stilbar propeller ifølge krav 1, kendetegnet ved, at huset (11) har et befæstelsesstykke (38), 15 med hvilket det er forbundet med en holdeskinne (10), der strækker sig aksialt på omkredsen af det indre hus (3).

3. Stilbar propeller ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at der på begge sider af huset (11) forskydeligt er lejret en rørstuds (34,35) med et indstil- 20 lingsstempel (15), som i sit midterområde har en udsparing (41), inden i hvilken der er anbragt en indstillingstap (16), som rager ind i en indstillingsnot i propellernavet (13).

4. Drev til et fartøj med en stilbar propeller ifølge 25 ethvert af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at indstillingsvægtstangen (31) til indstilling af stigningen af propellerbladene (17) er udformet som toarmet vægtstang, af hvilke den ene arm (62) angriber på en med indstillingsflangen (21) via en aksiallejring (24) forbundet indstil-30 lingsbøsning, og den anden arm (63) er forbundet med en lineærmotor (57), der er anbragt i afstand fra den stilbare propeller.

5. Drev ifølge krav 4, kendetegnet ved, at lineærmotoren (57) er en dobbeltvirkende hydraulikcylin- 35 der, der er anbragt i området for fartøjets (50) skrog, f.eks. inde i skroget eller uden på agterenden af skroget.