NL1005087C2 - Propulsion device for a vessel. - Google Patents

Description

Voortstuwings-inrichting voor een vaartuig.Propulsion device for a vessel.

De uitvinding heeft betrekking op een voortstuwings-inrichting voor een vaartuig, welke inrichting een aantal propel lerbladen omvat die elk zijn voorzien van een in 5 lengterichting van het blad lopende as, waarbij de assen van de bladen draaibaar zijn aangebracht tussen twee evenwijdig aan en tegenover elkaar opgestelde schijven en de assen verdeeld over de omtrek en haaks op het vlak van de schijven staan, waarbij de schijven zijn verbonden met een 10 horizontale aandrijfas en is voorzien in middelen voor het verdraaien van de bladen om hun assen zodanig dat de verdraaiing van een blad kan worden bestuurd in afhankelijkheid van bepaalde parameters die worden gemeten tijdens het bedrijf van de voortstuwings-inrichting.The invention relates to a propulsion device for a vessel, which device comprises a number of propeller blades, each of which is provided with an axis running in the longitudinal direction of the blade, the axes of the blades being rotatably arranged between two parallel and opposite disposed discs and the shafts distributed circumferentially and at right angles to the plane of the discs, the discs being connected to a horizontal drive shaft and means for rotating the blades about their axes such that the rotation of a blade can be controlled depending on certain parameters measured during operation of the propulsion device.

15 Een dergelijke inrichting is bekend uit NL-A-1000008.Such a device is known from NL-A-1000008.

Bij deze bekende inrichting worden de middelen voor het verdraaien van de bladen om hun assen gevormd door met de assen van de bladen verbonden hefbomen die zijn voorzien van rollen die zich bevinden in curvebanen waarvan bepaalde 20 delen verstelbaar zijn.In this known device, the means for rotating the blades about their axes are formed by levers connected to the axes of the blades and provided with rollers which are located in cam tracks of which certain parts are adjustable.

Daarbij kunnen twee, elk van twee curvebanen voorziene, curvebaanstelsels in hoofdzaak ter weerszijden van het, door de draaiingsas van de schijven gaande, verticale vlak zijn aangebracht en verstelbaar zijn, zodanig dat zij naar 25 elkaar toe en van elkaar af kunnen worden verplaatst. De naar elkaar toe gerichte einden van de curvebanen van de curvebaanstelsels raken daarbij aan een gemeenschappelijke lijn en sluiten in de meest nabij elkaar gelegen stand op elkaar aan, terwijl in een evenwijdig aan de curvebanen 30 lopend vlak een instelbaar, van ten minste één curvebaan voorzien, overbruggingsdeel aanwezig is voor het geleiden van de rollen wanneer de einden van de curvebaanstelsels zich op afstand van elkaar bevinden. Voor het verkrijgen van een stabiele stand van de bladen kan de met de draai-35 ingsas van een blad verbonden hefboom zijn voorzien van twee rollen, die op enige afstand van elkaar liggen als gezien in het vlak van de schijven waarmee de assen zijn verbonden.Two cam track systems, each with two cam tracks, can herein be arranged substantially on either side of the vertical plane passing through the axis of rotation of the discs and be adjustable, so that they can be moved towards and away from each other. The ends of the cam tracks of the cam track systems directed towards each other thereby contact a common line and connect to one another in the closest position, while in an area running parallel to the cam tracks 30 an adjustable, provided with at least one cam track bridging member is provided for guiding the rollers when the ends of the cam track systems are spaced from each other. In order to obtain a stable position of the blades, the lever connected to the axis of rotation of a blade can be provided with two rollers, which are spaced apart as seen in the plane of the discs to which the shafts are connected.

1005087 z in ae praktnk is qeoieKen oat een aerqemKe Gesturing van de biaden bezwaren opievert. Bit de overqanq van de rollen van de ene curvebaan op de andere treden schokken op die moeilijk kunnen worden opgevangen en die een gelei-5 delijke verdraaiing van de bladen onmogelijk maken.1005087 z in ae practice is qeoieKen oat an aerQemKe Gesturing of the biaden opievert opievert. Bit the excess of the rollers from one cam track to the other produces shocks which are difficult to absorb and which make it impossible to gradually rotate the blades.

In genoemd octrooischrift zijn nog verdere mogelijke uitvoeringsvormen van de middelen voor het verdraaien van de bladen aangegeven. Ook deze blijken echter niet geheel bevredigend te werken of zij leiden tot ingewikkelde kon-10 strukties.In said patent, still further possible embodiments of the means for rotating the blades are indicated. However, these also prove not to be entirely satisfactory or they lead to complicated constructions.

De uitvinding beoogt nu een inrichting te verschaffen die eenvoudig van opbouw is en een geleidelijke verdraaiing van de bladen mogelijk maakt.The object of the invention is now to provide a device which is simple in construction and which allows a gradual rotation of the blades.

Volgens de uitvinding wordt dit bereikt, doordat de as 15 van elk blad is voorzien van een kettingwiel, dat door middel van een ketting is verbonden met een, een zelfde aantal tanden bezittend, instel-kettingwiel dat draaibaar is aangebracht op dat deel van de aandrijfas dat zich buiten de met elkaar verbonden schijven uitstrekt, welk 20 instel-kettingwiel is verbonden met middelen voor het over een beperkte hoek heen en terug draaien ervan.According to the invention this is achieved in that the shaft 15 of each blade is provided with a sprocket, which is connected by means of a chain to a setting sprocket having the same number of teeth, which is rotatably mounted on that part of the drive shaft which extends beyond the interconnected discs, which adjustment chainwheel is connected to means for rotating it back and forth through a limited angle.

Het instel-kettingwiel en de middelen voor het heen en terug draaien ervan bevinden zich dus op een min of meer vaste plaats. Deze middelen kunnen hierdoor eenvoudig 25 worden uitgevoerd. Slechts moeten de instel-kettingwielen voor een aantal bladen zich naast elkaar op de aandrijfas bevinden waardoor deze aandrijfas en ook de as van een aantal bladen een grotere lengte zal bezitten.Thus, the adjusting sprocket and the means for turning it back and forth are in a more or less fixed position. These means can hereby be easily implemented. Only the setting sprockets for a number of blades must be next to each other on the drive shaft, so that this drive shaft and also the shaft of a number of blades will have a greater length.

Bij voorkeur zal er in worden voorzien, dat de helft 30 van de kettingwielen, die via de assen met de bladen zijn verbonden, en van de daarmee gekoppelde instel-kettingwielen zich bij het ene einde van de aandrijfas bevinden en de andere helft van de kettingwielen bij het andere einde.Preferably, it will be provided that half of the sprockets, which are connected to the blades via the shafts, and of the adjustment sprockets coupled thereto, are at one end of the drive shaft and the other half of the sprockets at the other end.

Hierdoor kan de afstand waarover de assen van de 35 bladen buiten de schijven uitsteken worden beperkt en zal het minder snel noodzakelijk zijn de buiten de schijven uitstekende delen van de assen in lagers te ondersteunen.As a result, the distance over which the shafts of the blades protrude from the discs can be limited and it will be less necessary to support the parts of the shafts projecting outside the discs in bearings.

Hoewel in het voorgaande is gesproken over kettingwielen en kettingen kunnen ook getande snaarschijven en snaren 1005087 3 worden toegepast zoals deze algemeen bekend zijn. Deze onderdelen kunnen uit kunststof zijn vervaardigd.Although the foregoing talked about sprockets and chains, toothed pulleys and belts 1005087 3 can also be used as they are generally known. These parts can be made of plastic.

Ook zou nog gebruik kunnen worden gemaakt van in elkaar grijpende tandwielen, maar deze zullen in het alge-5 meen meer ruimte vereisen en een aanmerkelijk duurdere konstruktie met zich brengen.Interlocking gears could also still be used, but these will generally require more space and involve a considerably more expensive construction.

Voor het verdraaien van een instel-kettingwiel kan bijvoorbeeld gebruik worden gemaakt van een hydraulische cilinder waarvan de cilinder en de zuigerstang scharnierend 10 zijn verbonden met het instel-kettingwiel respectievelijk met een vast deel van de ondersteunings-konstruktie van de voortstuwings-inrichting. De hydraulische cilinders bevinden zich dus op nagenoeg vaste plaatsen zodat de bediening er van geen moeilijkheden op levert. Uiteraard zouden de 15 cilinders ook vast kunnen worden opgesteld. Daarbij zou dan gebruik kunnen worden gemaakt van een verbindings-schakel tussen de cilinder en het instel-kettingwiel. Uiteraard kan het instel-kettingwiel zijn voorzien van een arm die direkt of indirekt met de hydraulische cilinder is verbonden.For turning an adjusting chain wheel, use can for instance be made of a hydraulic cylinder, the cylinder and the piston rod of which are hingedly connected to the adjusting chain wheel or to a fixed part of the support construction of the propulsion device. The hydraulic cylinders are therefore located at almost fixed positions, so that operation does not pose any difficulties. Naturally, the 15 cylinders could also be arranged in a fixed position. In that case use could then be made of a connecting link between the cylinder and the adjusting chain wheel. The adjusting chain wheel can of course be provided with an arm which is directly or indirectly connected to the hydraulic cylinder.

20 Het toepassen van hydraulische cilinders is mogelijk doordat het instel-kettingwiel slechts over een beperkte hoek heen en terug behoeft te worden gedraaid. Ook kunnen hydraulische cilinders zodanig worden bediend, dat zij standen tussen de beide uiterste standen in nemen.The use of hydraulic cylinders is possible because the adjusting chain wheel only has to be turned back and forth over a limited angle. Hydraulic cylinders can also be operated in such a way that they occupy positions between the two extreme positions.

25 Voor het heen en terug draaien van een instel-ketting wiel zou ook gebruik kunnen worden gemaakt van een elektrische stappenmotor. Dit zal echter in het algemeen meer ruimte vereisen in axiale richting van de bladen.An electric stepper motor could also be used for turning an adjustment chain wheel back and forth. However, this will generally require more space in the axial direction of the blades.

Opgemerkt zij nog dat door het plaatsen van de assen 30 in het drukpunt van de geprofileerde bladen de op de bladen uitgeoefende momenten laag kunnen worden gehouden. De op de kettingwielen en de delen voor het verstellen daarvan uitgeoefende belastingen zullen daardoor laag kunnen worden gehouden.It should also be noted that by placing the shafts 30 in the pressure point of the profiled blades, the moments exerted on the blades can be kept low. The loads on the sprockets and the parts for adjusting them can therefore be kept low.

35 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van een uitvoerings-voorbeeld getoond in de tekening, waarin:The invention is further elucidated on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing, in which:

Fig. 1 schematisch een zijaanzicht toont van een deel van een voortstuwings-inrichting volgens de uitvinding met daarbij een deel van het vaartuig waaraan de inrichting is 1005087 4 aangebracht;Fig. 1 schematically shows a side view of a part of a propulsion device according to the invention, with a part of the vessel to which the device is mounted 1005087 4;

Fig. 2 schematisch een achteraanzicht toont van een deel van het vaartuig met een deel van de voortstuwings-inrichting volgens fig. 1; en 5 Fig. 3 schematisch een mogelijkheid toont van de bewegingen die de bladen van de voortstuwings-inrichting volgens de fig. 1 en 2 ten opzichte van hun ondersteunings-schijven uit kunnen voeren.Fig. 2 schematically shows a rear view of a part of the vessel with a part of the propulsion device according to FIG. 1; and FIG. 3 schematically shows a possibility of the movements that the blades of the propulsion device according to FIGS. 1 and 2 can make relative to their support disks.

De fig. 1 en 2 tonen een voortstuwings-inrichting 1 10 aangebracht aan een vaartuig 2 waartoe dit is voorzien van een holte 3.Figures 1 and 2 show a propulsion device 1 10 mounted on a vessel 2 for which it is provided with a cavity 3.

De voortstuwings-inrichting 1 omvat de schijven 4 waartussen zich de assen 5 uitstrekken die dienen voor het ondersteunen van de bladen 6. Van deze bladen 6 zijn er 15 slechts enkele schematisch aangegeven. De assen 5 van de bladen 6 zijn verdraaibaar ten opzichte van de schijven 4 aangebracht. De schijven 4 zijn verbonden met de aandrijfas 7, die wordt ondersteund door de rompdelen 8, die de holte 3 zijdelings begrenzen. De as 7 kan op niet nader aangege-20 ven wijze worden aangedreven vanaf een in het vaartuig opgestelde motor.The propulsion device 1 comprises the discs 4 between which the shafts 5 serving to support the blades 6. Of these blades 6, only a few are indicated schematically. The shafts 5 of the blades 6 are rotatable with respect to the discs 4. The discs 4 are connected to the drive shaft 7, which is supported by the body parts 8, which delimit the cavity 3 laterally. The shaft 7 can be driven in an unspecified manner from an engine installed in the vessel.

Voor het verdraaien van een blad 6 ten opzichte van de schijven 4 kan de as 5 van een blad 6 zijn voorzien van een kettingwiel 9 waarover een ketting 10 loopt, die zich 25 verder uitstrekt over een instel-kettingwiel 11 dat draaibaar is aangebracht op de aandrijfas 7. Het instel-kettingwiel 11 is voorzien van een arm 12, die scharnierend is verbonden met de zuigerstang 13 van een hydraulische cilinder 14 die anderzijds scharnierend is verbonden met een 30 deel van de romp 8.For rotating a blade 6 relative to the discs 4, the shaft 5 of a blade 6 can be provided with a sprocket 9 over which a chain 10 runs, which extends further over an adjusting sprocket 11 rotatably mounted on the drive shaft 7. The adjusting chain wheel 11 is provided with an arm 12, which is hingedly connected to the piston rod 13 of a hydraulic cylinder 14, which is also hingedly connected to a part of the hull 8.

Het zal duidelijk zijn dat een kettingwiel 9, verbonden met de as 5 van een ander blad 6, zich naast het kettingwiel 9, dan wel kettingwielen, van de andere assen 5 moet bevinden. Op overeenkomstige wijze zullen de instel-35 kettingwielen 11 zich naast elkaar op de as 7 bevinden.It will be clear that a sprocket wheel 9, connected to the shaft 5 of another blade 6, must be located next to the sprocket wheel 9, or sprockets, of the other shafts 5. Likewise, the adjusting sprockets 11 will be side by side on the shaft 7.

Eventueel kan, op niet nader in de tekening getoonde wijze, een instel-kettingwiel 11 zijn verbonden met een bus die draaibaar is op de aandrijfas 7 en zich naar buiten toe uitstrekt zodat de bediening ervan op afstand van het 1 0 0 5 0 8 7 5 instel-kettingwiel 11 plaats kan vinden. Het instel-ket-tingwiel 11 van een andere as 5 kan dan eveneens zijn voorzien van een bus die draaibaar is op de bus van een ander instel-kettingwiel. Op deze wijze kan worden bereikt, 5 dat de middelen voor het verdraaien van de diverse instel-kettingwielen 11 en de daar naar toe lopende, niet nader aangegeven, leidingen zich dicht bij elkaar bevinden.Optionally, in a manner not shown in more detail in the drawing, an adjusting chain wheel 11 can be connected to a sleeve which is rotatable on the drive shaft 7 and extends outwardly so that its operation is remote from the 1 0 0 5 0 8 7 5 setting chain wheel 11 can take place. The setting chain wheel 11 of another shaft 5 can then also be provided with a bush which is rotatable on the bushing of another setting chain wheel. In this way it can be achieved that the means for rotating the various adjusting sprockets 11 and the pipes running towards them, not further specified, are located close to each other.

Figuur 3 toont de wijze waarop de bladen 6 ten opzichte van de schijven 4 worden verdraaid. De voortbewegings-10 richting van het vaartuig is aangeduid met V en de draairichting van de schijven met S. De dwarsdoorsnede van een blad is geprofileerd en de neus van het profiel bevindt zich steeds bij het voorste einde van de pijlen P.Figure 3 shows the way in which the blades 6 are rotated relative to the discs 4. The direction of travel of the vessel is indicated with V and the direction of rotation of the disks with S. The cross section of a blade is profiled and the nose of the profile is always at the front end of the arrows P.

Bij de beweging van de bladen door het water heen 15 wordt plaatselijk bij het bladoppervlak een overdruk opgewekt, aangeduid met + , en een onderdruk, aangeduid met -, aan het tegenover liggende oppervlak van het blad.During the movement of the blades through the water, an overpressure, indicated by +, and an underpressure, indicated by -, are locally generated at the blade surface on the opposite surface of the blade.

Zoals blijkt uit fig. 3 voeren de bladen 6 slechts een relatief geringe verdraaiing uit ten opzichte van het 20 horizontale vlak. De meeste voortstuwingskracht wordt door een blad opgewekt bij beweging ervan over de twee gebieden aangegeven met het woord ''lift·'. Bij beweging over het onderste en bovenste gebied wordt weinig of geen stuwkracht opgewekt, dan wel slechts weerstand veroorzaakt.As can be seen from Fig. 3, the blades 6 perform only a relatively small rotation relative to the horizontal plane. Most propulsion is generated by a blade as it moves across the two areas indicated by the word "lift". When moving over the lower and upper areas, little or no thrust is generated, or only creates resistance.

25 Het zal duidelijk zijn, dat in het linker deel van fig. 3 het blad op andere wijze wordt belast dan in het rechter deel daarvan. De overdruk bevindt zich namelijk aan de andere zijde van het blad. Het zal dan ook gewenst zijn het blad symmetrisch ten opzichte van het door de koorde 30 gaande middenvlak uit te voeren. Het rendement van een dergelijk blad zal mogelijk iets lager zijn dan van een blad met een niet-symmetrische dwarsdoorsnede.It will be clear that in the left part of fig. 3 the blade is loaded in a different way than in the right part thereof. The overpressure is located on the other side of the sheet. It will therefore be desirable to make the blade symmetrical with respect to the central plane passing through the chord. The efficiency of such a blade may be slightly lower than that of a non-symmetrical cross-section blade.

Het zal duidelijk zijn, dat slechts een mogelijke uitvoeringsvorm van een voortstuwings-inrichting volgens de 35 uitvinding in de tekening is getoond en in het bovenstaande beschreven en dat vele wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder buiten de uitvindings-gedachte te vallen.It will be clear that only one possible embodiment of a propulsion device according to the invention is shown in the drawing and described above and that many modifications can be made without departing from the inventive idea.

conclusies 1005087claims 1005087

Claims (5)

1. Voortstuwings-inrichting voor een vaartuig (2), welke inrichting een aantal propellerbladen (6) omvat die eik zijn voorzien van een in lengterichting van het blad lopen- 5 de as (5), waarbij de assen van de bladen draaibaar zijn aangebracht tussen twee evenwijdig aan en tegenover elkaar opgestelde schijven (4) en de assen (5) verdeeld over de omtrek en haaks op het vlak van de schijven (4) staan, waarbij de schijven (4) zijn verbonden met een horizontale 10 aandrijfas (7) en is voorzien in middelen voor het verdraaien van de bladen (6) om hun assen (5) zodanig dat de verdraaiing van een blad kan worden bestuurd in afhankelijkheid van bepaalde parameters die worden gemeten tijdens het bedrijf van de voortstuwings-inrichting, met het ken-15 merk, dat de as (5) van elk blad (6) is voorzien van een kettingwiel (9), dat door middel van een ketting (10) is verbonden met een, een zelfde aantal tanden bezittend, instel-kettingwiel (11) dat draaibaar is aangebracht op dat deel van de aandrijfas (7) dat zich buiten de met elkaar 20 verbonden schijven (4) uitstrekt, welk instel-kettingwiel (11) is verbonden met middelen (12-14) voor het over een beperkte hoek heen en terug draaien ervan.1. Propulsion device for a vessel (2), which device comprises a number of propeller blades (6), each of which is provided with a shaft (5) running in the longitudinal direction of the blade, the axes of the blades being rotatably arranged between two discs (4) arranged parallel to and opposite each other and the shafts (5) distributed circumferentially and perpendicular to the plane of the discs (4), the discs (4) being connected to a horizontal drive shaft (7 ) and means are provided for rotating the blades (6) about their axes (5) such that the rotation of a blade can be controlled depending on certain parameters measured during the operation of the propulsion device, with the characterized in that the shaft (5) of each blade (6) is provided with a sprocket (9), which is connected by means of a chain (10) to an adjusting sprocket having the same number of teeth ( 11) that is rotatably mounted on that part of the drive shaft (7) extending outside the interconnected discs (4), which adjustment chainwheel (11) is connected to means (12-14) for turning it back and forth at a limited angle. 2. Voortstuwings-inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de helft van de kettingwielen (9), die via de 25 assen (5) met de bladen (6) zijn verbonden, en van de daarmee gekoppelde instel-kettingwielen (11) zich bij het ene einde van de aandrijfas (7) bevinden en de andere helft van de kettingwielen (9,11) bij het andere einde.Propulsion device according to claim 1, characterized in that half of the sprockets (9), which are connected to the blades (6) via the 25 shafts (5), and of the adjusting sprockets (11) coupled thereto. ) are located at one end of the drive shaft (7) and the other half of the sprockets (9, 11) at the other end. 3. Voortstuwings-inrichting volgens conclusie 1 of 2, met 30 het kenmerk, dat voor het verdraaien van een instel-kettingwiel (11) gebruik wordt gemaakt van een hydraulische cilinder (14) waarvan de cilinder en de zuigerstang (13) scharnierend zijn verbonden met het instel-kettingwiel (11) respectievelijk met een vast deel van de ondersteunings- 35 konstruktie (8) van de voortstuwings-inrichting. 1005087Propulsion device according to claim 1 or 2, characterized in that use is made of a hydraulic cylinder (14) of which the cylinder and the piston rod (13) are hinged to rotate an adjusting chain wheel (11). with the adjusting sprocket (11) or with a fixed part of the support construction (8) of the propulsion device. 1005087 4. Voortstuwings-inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het instel-kettingwiel (11) is voorzien van een arm (12) die direkt of indirekt met de hydraulische cilinder (14) is verbonden.Propulsion device according to any one of the preceding claims, characterized in that the adjusting chain wheel (11) is provided with an arm (12) which is connected directly or indirectly to the hydraulic cylinder (14). 5 ------------- 1 0 0 5 0 8 ?5 ------------- 1 0 0 5 0 8?