專利名稱：直翼推進器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種直翼推進器。
直翼推進器主要用作船只的主驅(qū)動裝置。當要求很高的機動性時，也可以將直翼推進器用作輔助驅(qū)動裝置。在Voith公司的專用文件9.942000中已經(jīng)公開了一種直翼推進器，其帶有一定子和一在定子中轉(zhuǎn)動支承的轉(zhuǎn)子，其中葉片轉(zhuǎn)動支承在該轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸和葉片轉(zhuǎn)軸相互平行且基本垂直地延伸，葉片的調(diào)節(jié)是借助一中間操作桿而通過一構(gòu)成推進器傳動機構(gòu)的連桿實現(xiàn)的，該推進器設有輔助裝置，該輔助裝置在鎖定轉(zhuǎn)子時將葉片調(diào)到葉片彼此平行的順槳位置并根據(jù)需要又將葉片從順槳位置調(diào)回舵位，為了一方面產(chǎn)生前進動力而另一方面產(chǎn)生航向控制力，葉片傳動機構(gòu)的作用是使在轉(zhuǎn)子的葉片圓上的葉片運動到所需的位置。此外，通過中心操縱桿實現(xiàn)調(diào)節(jié)運動，此操縱桿由兩個相互垂直布置的伺服電機驅(qū)動。轉(zhuǎn)子主要是借助帶有錐形傘齒輪和錐形驅(qū)動齒輪的齒輪傳動機構(gòu)的傳動由柴油機驅(qū)動的。
DE-B 1941652公開了一種只用作船只輔助驅(qū)動裝置的直翼推進器。當船在巡航時，推進器象舵一樣工作。在這種情況下，通過適當?shù)妮o助裝置調(diào)節(jié)葉片，一直到葉片處于所謂的“無升力”狀態(tài)即彼此平行地處于無前進力的順槳位置為止。在順槳位置上，可以根據(jù)所需的轉(zhuǎn)子位置通過轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動而使葉片轉(zhuǎn)入所需的角度。
在DE 3606549A1中公開了一種產(chǎn)生運動的裝置或是象帶有分別由多個部件組成的葉片即具有組裝葉片結(jié)構(gòu)的驅(qū)動裝置(廣義上講，人們可稱其為直翼推進器)。在這里，齒輪被主要用作葉片零件的調(diào)節(jié)傳動機構(gòu)。在由齒輪鏈構(gòu)成的傳動線路的最后一環(huán)中，所述用于各個后面的葉片零件的齒輪由齒弧和裝在葉片零件的軸端上的齒輪構(gòu)成。
DE-AS 1192945的目的是確保葉片不被外來物損壞。為此它設有安全閥，假如外來物作用在葉片上的外來力導致了壓力腔中不允許的壓力升高，則安全閥使伺服電機-驅(qū)動機構(gòu)的壓力腔卸壓。
在未提前公開的舊文獻DE 19602043C1所述的直翼推進器中，分別通過被連接在葉片傳動機構(gòu)的連桿和各葉片軸之間的、主要由齒弧和齒輪構(gòu)成的傳動機構(gòu)實現(xiàn)對葉片的大范圍調(diào)整。
當特別是由于對推進器傳動機構(gòu)的設計和葉片軸鉸接的原因，直翼推進器結(jié)構(gòu)決定了只能獲得較短的葉片調(diào)節(jié)路線。因而不可能使成圓形的葉片端部朝前地置于航行方向上。在這里采用了一種不同于普通形狀而基本呈橢圓形的葉片形狀。但是在某些航行狀況下，如船只駛?cè)氇M窄航道如碼頭或島礁時，上述措施是不利的。在這樣的航行狀況下，用直翼推進器而不是主驅(qū)動裝置推進船只是有利的，所述主驅(qū)動裝置設計用于更高的速率。在這種情況下，利用了直翼推進器的高機動性。
本發(fā)明的目的是設計出這樣一種直翼推進器，其中斷開了普通推進器傳動機構(gòu)與輔助裝置之間的連接。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種帶有一定子和一在定子中轉(zhuǎn)動支承的轉(zhuǎn)子的直翼推進器，其中葉片轉(zhuǎn)動支承在該轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸和葉片轉(zhuǎn)軸相互平行且基本垂直地延伸，葉片的調(diào)節(jié)是借助一中間操作桿而通過一構(gòu)成推進器傳動機構(gòu)的連桿實現(xiàn)的，該推進器設有輔助裝置，該輔助裝置在鎖定轉(zhuǎn)子時將葉片調(diào)到葉片彼此平行的順槳位置并根據(jù)需要又將葉片從順槳位置調(diào)回舵位，所述輔助裝置可通過可脫開的離合器與各葉片的葉片軸相連，分別給各葉片設有另一個離合器以便將有關(guān)的葉片與推進器傳動機構(gòu)脫開。
本發(fā)明的優(yōu)點是可以利用普通的推進器運動機構(gòu)并隨意設計輔助裝置。
以下將根據(jù)附圖所示來描述本發(fā)明，附圖中

圖1是當葉片處于普通位置時的轉(zhuǎn)子的俯視示意圖；圖2是在葉片移入順槳位置時的俯視簡圖；圖3是穿過轉(zhuǎn)子外部的橫截面圖；圖4是葉片處于普通位置時的另一個實施形式中的轉(zhuǎn)子俯視圖；圖5也是在葉片移入順槳位置時的俯視簡圖；圖6是穿過該實施形式的轉(zhuǎn)子外部的橫截面圖；圖7是用于帶雙運動機構(gòu)的推進器的舵操作控制線路圖。
根據(jù)圖1，在轉(zhuǎn)子50(參見圖3)的葉片圓a上有五個葉片1。在零位上示出了所述安置結(jié)構(gòu)，其中各個葉片(確切地說是葉片斷面母線)與葉片圓a相切。此外，操縱桿的中心8精確地位于葉片傳動機構(gòu)2的中心。在這里用搖臂51、連桿52、以及通過葉片驅(qū)動桿24作用在各葉片1上的連動桿20示出了所謂的“曲柄傳動機構(gòu)”。
圖3進一步詳細地示出了所述結(jié)構(gòu)。在圖3中，由軸向卡盤34固定的支承銷33穿過襯套36上的襯套孔35而使連動桿20與葉片驅(qū)動桿24鉸接?？梢栽诠ぷ髦型ㄟ^液壓操縱的離合器6斷開所述鉸接。例如，可根據(jù)德國專利說明書DE-C4019746或DE-C 4019747或美國專利說明書US 4859106設計所述操縱離合器。在《Dubbel機械制造手冊》中，在P746-750中描述了許多可斷開的離合器，但它們大多數(shù)都設計用于軸向?qū)R的軸，包括圖82中所示的氣動彈性(Airflex)離合器在內(nèi)，它們對在此給出的目的來說因其它原因而不適用。但是，該手冊在注釋中指出了另一種適于流體靜力的離合器。
在脫開的離合器中，推進器動力機構(gòu)即葉片驅(qū)動桿24脫離推進器軸，從而推進器軸進而葉片可被輔助裝置自由驅(qū)動，其中徑向靠內(nèi)的離合器部由軸承65、66支承在葉片軸上。通過輔助裝置的葉片驅(qū)動機構(gòu)由各自通過支承銷42和支承套41與齒弧4的叉形托架相連的液壓缸5構(gòu)成。所述齒弧通過螺釘38固定的支承銷37和軸承39而支承在轉(zhuǎn)子50內(nèi)。齒弧的齒與齒輪3的齒嚙合，該齒輪3又通過象離合器6那樣結(jié)構(gòu)的操縱離合器6′固定在葉片軸22上。在脫開的離合器狀態(tài)下，徑向靠內(nèi)的離合器部與齒輪3通過軸承68或69支承在葉片軸上。還畫出了一個帶軸套7 1的軸承72，該軸承用于將葉片軸支承在轉(zhuǎn)子上。葉片軸的下軸承用73表示，其軸套用74表示。沿徑向靠外的轉(zhuǎn)子邊部是垂直壁31。所述傳動機構(gòu)提供了一個大傳動比，從而如圖2清楚所示的那樣，通過成比例的行程油缸5的小位移而獲得了齒輪3或者葉片軸22進而葉片1的大轉(zhuǎn)角。
可以通過上述措施順利地將具有普通斷面的各葉片調(diào)入所希望的舵位，也就是說葉片厚的，倒圓端部在船只行駛方向上在前。在這里，通過卡圈61、62將高壓油供給操縱離合器6、6′，在該卡圈上連接了供油管。當斷開離開器6′時，則接通離合器6，從而要么通過普通的推進器傳動機構(gòu)要么通過附助裝置調(diào)節(jié)葉片軸。實際上如此進行上述調(diào)整，在將屬于此推進器傳動機構(gòu)的離合器斷開之前，普通的推進器傳動機構(gòu)沿葉片圓切向調(diào)整所述葉片，隨后將輔助裝置的離合器6′接通，由此實現(xiàn)了推進器先位于平行的順槳位置，而后位于與所希望的舵位相應的位置。
在圖4-圖6中的另一個變型首先示出了如圖3和圖4所示相同的推進器2構(gòu)件以及葉片1。此外，如圖6中詳細所示的那樣，示出了配屬于各葉片軸的轉(zhuǎn)動電機7。這種電機可具有大到如270度的轉(zhuǎn)角，正如在托馬斯·克利斯特所著《液壓流體技術(shù)》一書的8.1“活塞-液壓缸”的圖8.1.2d中所示的那樣。在本文開頭提及的德國專利說明書中也對一種這樣的轉(zhuǎn)動電機作了原理上的說明，但該電機只能有90度的有限轉(zhuǎn)角。在這里，通過匹配套筒41實現(xiàn)了與葉片軸22′的連接。操縱離合器16′位于該套筒和葉片軸之間，另一個操縱離合器16位于葉片軸的驅(qū)動桿24和葉片軸之間，所述葉片軸配屬于推進器傳動機構(gòu)并與連動桿20鉸接。實際上，這與圖3結(jié)構(gòu)是相同的。在轉(zhuǎn)動電機7上還示出了用于輸入高壓油的連接板40。油的輸入/輸出控制是通過從液壓技術(shù)中所知的閥實現(xiàn)的。為了將油供給操縱離合器16，設有卡圈75。在此變型中與第一實施形式相似，要么接通離合器16和斷開16′或反之。
下面針對附圖7進行說明。
圖7所示的這樣直翼式推進器具有以下主要部件葉片1；推進器傳動機構(gòu)2；齒輪3；齒弧4；液壓缸5；離合器開關(guān)100；SPS控制裝置101；舵輪102；控制信號發(fā)出器103；羅經(jīng)輸入端104；鎖定轉(zhuǎn)子的限位開關(guān)105；鎖定轉(zhuǎn)子的制動凸輪106；帶液壓閥的供油機構(gòu)107；在定子上的電連接位置108；在轉(zhuǎn)子上的電連接位置109；在定子上的液壓連接位置110；在轉(zhuǎn)子上的液壓連接位置111；槳葉安裝角反饋信號112；用于液壓缸的高壓油113；用于操縱離合器的高壓油114。
操縱離合器和液壓缸都通過軟管和導管與快速反應離合器相連，該離合器固定在轉(zhuǎn)子外側(cè)上。在推進器的定子上裝有快速反應離合器的配合件、開關(guān)閥以及用于操縱離合器和液壓缸的附屬供油機構(gòu)。推進器在正常運行時工作即通過傳動機構(gòu)驅(qū)動葉片，從而無需供油。也不需要某些旋轉(zhuǎn)供油機構(gòu)。當推進器一停止工作，則接通快速反應離合器，因而建立了操縱離合器和液壓缸與各自供油機構(gòu)的連接。
在最簡單的情況下，用手接通快速反應離合器；但例如可以通過液壓或氣壓操作裝置簡單地使該過程自動化。
與液壓缸內(nèi)的位移傳感器的電連接也是如此。在這里，只有當轉(zhuǎn)子處于靜止狀態(tài)時，才需要電連接。
人們可以想象出象下述那樣實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的制動和鎖定一個制動凸輪位于轉(zhuǎn)子上，該凸輪必須啟動定子上的一限位開關(guān)。當關(guān)閉推進器時，轉(zhuǎn)子處于任意位置上并不停地轉(zhuǎn)動直到制動凸輪啟動限位開關(guān)。隨后，推進器例如借助一個圓盤閘或簡單的機械鎖定機構(gòu)而抗轉(zhuǎn)動地固定在推進器輸入軸上。
在正常工作中，推進器的控制是通過已知的標準控制機構(gòu)實現(xiàn)的。
在轉(zhuǎn)子處于靜止時，通過駕駛盤實現(xiàn)了舵操作中的控制，所述駕駛盤借助旋轉(zhuǎn)電位器在SPS控制裝置中產(chǎn)生控制脈沖。這些輸出信號控制磁性閥，該磁性閥又起到了控制液壓缸的作用和對葉片進行所需調(diào)節(jié)的作用。也可以通過船用羅經(jīng)發(fā)出的信號自動進行所述控制過程。
從某種意義上講，在用轉(zhuǎn)動電機代替液壓缸的情況下，對控制和供油的描述也是適用的。
利用所建議的發(fā)明獲得了真正的順槳位置，并可以調(diào)節(jié)輔助舵角。所以，推進器是輔助舵的代用品，因為所有葉片都轉(zhuǎn)過一共同的角度并沿所希望的方向產(chǎn)生升力(推力)。
在這里，主要部件是齒輪3、齒弧4或轉(zhuǎn)動電機。這些部件可以使葉片轉(zhuǎn)入所希望的位置。
在轉(zhuǎn)子的靜止狀態(tài)下實現(xiàn)了葉片調(diào)節(jié)以便舵操作。液壓連接或電連接只是在轉(zhuǎn)子處于靜止狀態(tài)時才需要。在這里，可以采用簡單的、商業(yè)中慣用的連接件(如快速反應離合器)。
權(quán)利要求
1.一種帶有一定子和一在定子中轉(zhuǎn)動支承的轉(zhuǎn)子的直翼推進器，其中葉片(1)轉(zhuǎn)動支承在該轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸和葉片轉(zhuǎn)軸相互平行且基本垂直地延伸，葉片(1)的調(diào)節(jié)是借助一中間操作桿(8)而通過一構(gòu)成推進器傳動機構(gòu)的連桿(20，51，52)實現(xiàn)的，該推進器設有輔助裝置，該輔助裝置在鎖定轉(zhuǎn)子時將葉片(1)調(diào)到葉片彼此平行的順槳位置并根據(jù)需要又將葉片從順槳位置調(diào)回舵位，其特征在于所述輔助裝置(3，4，5，7)可通過可脫開的離合器(6′，16′)與各葉片(1)的葉片軸(22，22′)相連，分別給各葉片(1)設有另一個離合器(6，16)以便將有關(guān)的葉片與推進器傳動機構(gòu)(2)脫開。
2.如權(quán)利要求1所述的直翼推進器，其特征在于各葉片(1)還配有一個液壓缸(5)以及一個由同心地套在葉片軸(22)上的齒輪(3)和一個齒弧(4)構(gòu)成的齒輪傳動機構(gòu)以作為輔助裝置，所述液壓缸鉸接在該齒弧上，其中離合器(6′)安裝在齒輪(3)和葉片軸(22)之間。
3.如權(quán)利要求1所述的直翼推進器，其特征在于各旋轉(zhuǎn)電動機(7)通過可斷開的離合器(16)與葉片軸(22)相連。
4.如權(quán)利要求3所述的直翼推進器，其特征在于各旋轉(zhuǎn)電動機(7)通過匹配元件(41)與葉片軸(22′)相連，其中離合器(16)位于匹配元件(41)和葉片軸(22′)之間。
全文摘要
一種直翼推進器,為了實現(xiàn)純粹的舵操作,所述包含輔助驅(qū)動機構(gòu)在內(nèi)的輔助裝置配有離合器,該離合器將輔助驅(qū)動機構(gòu)連接到推進器的軸上。此外還設有另一個離合器,該離合器可將航行中的推進器傳動機構(gòu)與葉片軸的正常連接斷開。
文檔編號B63H1/00GK1177560SQ9712135
公開日1998年4月1日 申請日期1997年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月17日
發(fā)明者赫伯特·珀法爾 申請人:沃依特·海德羅公司