DE862413C

DE862413C - System for driving vehicles, in particular ships, which has at least one prime mover and one variable-pitch propeller driven by it

Info

Publication number: DE862413C
Application number: DEE4128A
Authority: DE
Original assignee: Escher Wyss Maschinenfabriken GmbH
Current assignee: Escher Wyss Maschinenfabriken GmbH
Priority date: 1948-05-10
Filing date: 1951-07-29
Publication date: 1953-01-12

Description

Anlage zum Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere von Schiffen, die mindestens eine Kraftmaschine und einen von dieser angetriebenen Verstellpropeller aufweist Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Antrieb von Fahrzeugen, insbesondere von Schiffen, die mindestens eine Kraftmaschine und einen von dieser angetriebenen Verstellpropeller aufweist.System for propelling vehicles, in particular ships, which at least one prime mover and one variable pitch propeller driven by it The invention relates to a system for driving vehicles, in particular of ships that have at least one prime mover and one driven by it Has controllable pitch propeller.

Bei bekannten Anlagen dieser Art werden die Flügel der Verstellpropeller mittels mechanischer übertragungen oder mit Hilfe einer elektrischen oder hydraulischen Kraftübertragung mit Rückführung von einer Kommandostelle aus in eine bestimmte Stellung gebracht, in der sie dann durch SelbsthemmungdesÜbertragungsmechanismus oder durch eine eigens vorgesehene Blockierung oder durch die Wirkung einer automatischen Rückführung festgehalten werden. Die Steuerung der Propellerflügel besteht also im Prinzip in der Einstellung eines bestimmten Flügelwinkels.In known systems of this type, the blades are the controllable pitch propellers by means of mechanical transmissions or with the help of an electrical or hydraulic one Power transmission with return from a command post to a specific one Brought position in which they then by self-locking of the transmission mechanism or by a specially provided blocking or by the action of an automatic Repatriation. The control of the propeller blades therefore exists in principle in the setting of a certain wing angle.

Während des Anfahrens und Bremsens des Fahrzeuges, also z. B. eines Schiffes, ist es bei dieser Art der Steuerung der Propellerflügel möglich, die Geschwindigkeit des Verstellvorgangs in gewissen Grenzen willkürlich zu wählen, wodurch verschiedene Nachteile entstehen kennen. Erfolgt der Verstellvorgang z. B. zu schnell, so ist der Anstellwinkel der Propellerflügel ungünstig, so daß die antreibende Kraftmaschine stark überlastet werden kann, ohne daß der zum Beschleunigen, bzw. Bremsen des Schifes verfügbare Propellerschub in- einer dieser Überlastung entsprechenden Weise zunehmen würde. Wird die Verstellung hingegen zu langsam vorgenommen, so wird beim Anfahren nicht die volle-LeistungderAntriebsmaschine ausgenutzt; wogegen. beim Biremsen die Möglichkeit besteht, daß der Propeller im sog. Windmühlengebiet verharrt, d. h. daß, seine Steigung gerade so große ist, daß@ er bei der momentanen Geschwindigkeit keine Maschinenleistung aufnimmt, sondern im Gegenteil, weil vorn Wasserstrom angetrieben, noch Leistung an die Maschine liefert. In diesem Fälle besteht aber die Gefahr, da3 durch die vom Propeller erzeugte zusätzliche Energie die Maschinendrehzahl über den zulässigen Höchstwert gesteigert wird, ohne daß der Drehzahlregler der Maschine das verhindern könnte.During the start-up and braking of the vehicle, e.g. B. one Ship, with this type of control of the propeller blades it is possible to control the speed of the adjustment process to choose arbitrarily within certain limits, whereby different Know the disadvantages. If the adjustment process takes place z. B. too fast so is the angle of attack of the propeller blades unfavorable, so that the driving engine can be heavily overloaded without the acceleration or braking of the Ships available propeller thrust increase in a manner commensurate with this overload would. On the other hand, if the adjustment is made too slowly, then when starting up the full power of the drive machine is not used; against what. when Biremsen die There is a possibility that the propeller remains in the so-called windmill area, i. H. that its incline is just so great that @ it is at the current speed does not consume any machine power, but on the contrary, because the water flow is driven at the front, still delivers power to the machine. In this case, however, there is a risk da3 through the additional energy generated by the propeller, the engine speed over the maximum permissible value is increased without the speed controller of the machine could prevent that.

Die genannten Nachteile, die beim Anfahren und beim Bremsen auftreten können, werden vermieden, wenn die Steuerung der Propellerflügel so erfolgt, daß mittels eines Bedienungsorgans ein zu erzeugender Propellerschub festgelegt und hierauf die Verstellung der Propellerflügel von einer den Propellerschub messenden Vorrichtung derart selbsttätig gesteuert wird, daß der Propeller den festgelegten Schubwert herstellt und dann auch bei sich ändernder Geschwindigkeit des Schiffes einhält.The disadvantages mentioned that occur when starting and braking can be avoided if the control of the propeller blades is done so that a propeller thrust to be generated is determined by means of an operating element and then the adjustment of the propeller blades by one measuring the propeller thrust Device is controlled automatically so that the propeller the specified Establishes thrust value and then also with changing speed of the ship adheres to.

Zweck der Erfindung ist, den festlegbaren Schub so zu begrenzen, daß eine Überlastung der den Verstellpropeller antreibenden Kraftmaschine nicht vorkommen kann. Wenn die Flügel des Verstellpropellers in derWeise selbsttätig gesteuertwerden, daß; der Propeller einen mittels eines Bedienungsorgans festlegbaren Schub erzeugt, so wird gemäß der Erfindung der maximale Ausschlag dieses Bedienungsorgans durch eine verstellbare Begrenzung beschränkt, und diese wird mit Hilfe des Drehzahlreglers der Kraftmaschine so verstellt, da3 bei sinkender Drehzahl die Propellerflügel im Sinne eines abnehmenden, bei steigender Drehzahl im, Sinne eines zunehmenden absoluten Propellerschubes verstellt werden.The purpose of the invention is to limit the settable thrust so that an overload of the engine driving the variable-pitch propeller does not occur can. If the blades of the controllable pitch propeller are controlled automatically in this way, that; the propeller generates a thrust that can be set by means of an operating element, so according to the invention the maximum deflection of this control element is through an adjustable limit, and this is controlled with the help of the speed controller of the engine is adjusted so that the propeller blades in the In the sense of a decreasing, with increasing speed in the sense of an increasing absolute Propeller thrust can be adjusted.

Zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, in denen Fig. i eine Ausführungsform der Steuerungseinrichtung für die Propellerflügel zeigt, welche ein Bedienungsorgan zum Einstellen der Flügel in irgendeine: Lage und selbsttätig wirkende Mittel zum Ändern dieser Einstellung in Abhängigkeit vom Propellerschub aufweist; Fig. 2, zeigt eine abgeänderte Ausführungsform. der Einrichtung nach Fig. 2; Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 0; Fig.4 zeigt eine Anlage zum Antrieb eines S=chiffes mit einem von einer Dampfturbine betätigten Verstellpropeller, welche mit einer Steuerungseinrichtung gemäß Fig. i ausgestattet ist, wobei,die -Einstellung ,der Propellerflügel in Abhän,gigkeit von -der Drehzahl der Turbine erfolgt, und Fig. 5 zeigt eine ähnliche Anlage wie Fig. 4, wobei jedoch der Verstellpropeller von einer Wärmekraftanlage angetrieben wird, in der ein gasförmiges Arbeitsmittel einen geschlossenen Kreislauf beschreibt und der Druckpegel sich in diesem Kreislauf durch Ein- und Auslassen von Arbeitsmittel verändern läßt.Two example embodiments of the subject matter of the invention are explained with reference to the drawings, in which Fig. i an embodiment the control device for the propeller blades shows which an operating element to adjust the wing in any: position and automatically acting means for Changing this setting as a function of the propeller thrust; Fig. 2 shows a modified embodiment. the device of Figure 2; Fig. 3 is a section along the line III-III of FIG. 0; Fig. 4 shows a system for driving a ship with a controllable pitch propeller operated by a steam turbine, which with a Control device according to Fig. I is equipped, wherein, the setting, the Propeller blades depending on the speed of the turbine takes place, and Fig. 5 shows a system similar to FIG. 4, but with the controllable pitch propeller from FIG a thermal power plant is driven, in which a gaseous working medium a describes closed circuit and the pressure level in this circuit through Letting in and out of work equipment can be changed.

In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen belegt.Corresponding parts are in the different figures with the same Reference symbol occupied.

In Fig. i bezeichnet i einen Servomotor, der über eine Verstellstange 2 die Flügel eines nicht gezeichneten, am lnkenEnde derPropellerwelle3 angeordneten Verstellpropellers verstellt. Über eine Einführmuffe 4 wird eine Druckflüssigkeit, vorzugsweise Preßöl, das von einer Pumpe 5 gefördert wird, durch zwei Bohrungen 6 und 7 in eine hohle Zwischenwelle & sowie über ein Rohr 9: und Bührungen 11, 22 im Kolben des Servomotors i@ bzw. in der Stange 2 entweder nach der einen oder nach der anderen Seite des Kolbens des Servomotors i geleitet. Die Steuerung des betreffenden Ölflusses erfolgt durch ein Steuerventil io in bekannter Weise, i i bezeichnet einen Differentialkolben, der zur Messung des Propellerschubes dient und als Bund der Zwischenwelle 8, ausgebildet ist: Um den Schub messen zu können, müssen der nicht gezeigte Propeller, die Propellerwelle 3, der Servomotor i und die Zwischenwelle 8 so angeordnet sein, daß sie sich um einen kleinen Betrag in der Achserrichtung der Wellenleitung, worunter die Teile 3, i und 8 verstanden werden, verschieben lassen. Ein besonderes Drucklager ist bei dieser Anordnung nicht vorzusehen.In Fig. I i denotes a servomotor, which via an adjusting rod 2 the blades of a not shown, arranged at the left end of the propeller shaft 3 Variable pitch propeller adjusted. Via an insertion sleeve 4, a pressure fluid is preferably press oil, which is conveyed by a pump 5, through two bores 6 and 7 in a hollow intermediate shaft & and via a tube 9: and guides 11, 22 in the piston of the servo motor i @ or in the rod 2 either after the one or passed to the other side of the piston of the servo motor i. The control of the The oil flow concerned takes place through a control valve io in a known manner, i i refers to a differential piston that is used to measure the propeller thrust and is designed as a collar of the intermediate shaft 8: In order to be able to measure the thrust, the propeller, not shown, the propeller shaft 3, the servo motor i and the intermediate shaft 8 can be arranged so that it is a small amount in the axis alignment of the shaft line, by which parts 3, i and 8 are understood, let move. A special thrust bearing is not required with this arrangement.

Die Stellung des Differentialkolbens ii wird durch - einen Taster 12, abgenommen und auf den Kolben eines Hilfsventils 113 übertragen, das den Meß:druck in einem Raum 14 rechts des Kolbens ni stets so reguliert, daß die dadurch erzeugte Druckkraft der Druckkraft in einem Raum 15 links des Kolbens i i plus dem Propellerschub das Gleichgewicht, hält. Da der Raum 15 unter einem Druck steht, der mit Hilfe eines Überdruckventils 16. konstant gehalten wird, so ist der jeweils im Raum 14 herrschende Druck ein Maß; für den Propellerschub. Der Meßdruck des Raumes 1:4 wirkt auf den federbelasteten Kolben 17, dessen Verschiebung über ein Gestänge i:8 als Rückführung auf das Steuerventil ro übertragen wird.The position of the differential piston ii is picked up by a button 12 and transferred to the piston of an auxiliary valve 113, which always regulates the measuring pressure in a space 14 to the right of the piston ni so that the pressure force generated thereby becomes the pressure force in a space 15 balance to the left of piston ii plus propeller thrust. Since the space 15 is under a pressure which is kept constant with the aid of a pressure relief valve 16, the pressure prevailing in the space 14 is a measure; for propeller thrust. The measuring pressure of the space 1: 4 acts on the spring-loaded piston 17, the displacement of which is transmitted via a linkage i: 8 as a return to the control valve ro.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuerungseinrichtung ist folgende: Zur Einstellung eines bestimmten Propellerschubes ist ein Bedienungshebel 19 um einen auf einer Skala vgi ersichtlichen Betrag zu verstellen. Die betreffende Bewegung des Hebels i:9. wird durch eine Stange 2@o und ein Rückführungsgestänge auf das Steuerventil io übertragen. Ist z. B. ein Schub im Vorwärtssinn, also ein positiver Propellerschub, hervorzubringen, so wird der Bedienungshebelig aus der neutralenLage imUhrzeigerdrehsinn verstellt, so daß das Steuerventil io nach unten verschoben wird. Folglich kann Drucköl aus der Leitung 51 durch die Leitungen 52, 53, die Bohrung 7, das Rohr 9 und die Bohrungen il, 22 nach der Seite links vom Kolben des Servomotors i gelangen, so daß der Servomotorkolben nach rechts verschoben wird. Diese Kolbenbewegung bewirkt eine Vergrößerung der Flügelsteigung des Verstellpropellers und damit eine Zunahme des Propellerschubes, so daß der Differentialkolben i i und damit auch der Taster 12 und der Kolben des Hilfsventils 13 so lange nach rechts gedrückt werden, bis das aus der Leitung 51 auch in den Raum 14. strömende Druckcl wieder den Gleichgewichtszustand am Differentialkolben i z hergestellt hat. Dem neuen Meßdruck imRaum 14entspricht jedoch einhöherer Stand des federbelasteten Kolbens 17, so daß er über das Rückführungsgestänge 18 den Ventilkolben io wieder in seihe Mittellage bringt, sobald der gewünschte Propellerschub erreicht ist.The mode of operation of the control device described is as follows: To set a certain propeller thrust, an operating lever 19 is around to adjust an amount that can be seen on a scale. The movement in question of lever i: 9. is supported by a rod 2 @ o and a return linkage on the Transfer control valve OK. Is z. B. a thrust in the forward direction, so a positive one Propeller thrust, the operating lever is moved from the neutral position Adjusted clockwise so that the control valve moved downwards will. As a result, pressurized oil from the line 51 can through the lines 52, 53, the bore 7, the tube 9 and the bores il, 22 to the side to the left of the piston of the servomotor i arrive so that the servomotor piston is moved to the right. This piston movement increases the pitch of the variable pitch propeller and thus an increase in the propeller thrust, so that the differential piston i i and thus the button 12 and the piston of the auxiliary valve 13 to the right as long are pressed until the Druckcl flowing out of line 51 into space 14 has restored the state of equilibrium at the differential piston i z. To the However, the new measuring pressure in the space 14 corresponds to a higher level of the spring-loaded piston 17, so that he is in the valve piston io again via the return linkage 18 Brings center position as soon as the desired propeller thrust is reached.

In der gleichen Weise läßt sich, wenn der Bedienungshebel ig, aus der in Fig. i gezeigten Lage entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn gedreht wird, ein negativer Propellerschub einstellen, wobei das Schiff gebremst wird. Wird der Hebel ig im letztgenannten Sinne verstellt, so bewirkt das ein Allheben des Steuerventils io, so daß dann Drucköl aus der Leitung 51 durch die Leitungen 52, 54, die Bohrung 6, und die hohle Zwischenwelle 8 nach der Seite rechts vom Kolben des Servomotors i gelangen kann. Die Folge davon ist, daß' die Flügel des nicht gezeichneten Propellers so weit zurückgedreht werden, bis ein negativer Schub der gewünschten Größe entsteht. Die Schubabnahme hat zur Folge, daß sich der Differentialkolben i i um einen kleinen Betrag nach links bewegt, wodurch der Kolben des Hilfsventils 13 das im Raum 14 befindliche (öl so lange abströmen läßt; bis der Meßdruck im Raum 1'4 dem neuen Propellerschub entspricht: Bei Abnahme des Meßdruckes im Raum 14. drückt die dem Kolben 17 zugeordnete Feder 171 diesen nach unten, wobei er über das Rückführungsgestänge 1(8 auch das Steuerventil vo in die Mittellage zurückzieht. Bei abnehmender Geschwindigkeit des Schiffes würde bei unveränderter Flügelstellung der negative Schub wieder abnehmen. In diesem Falle werden jedoch die Propellerflügel selbsttätig in der `-eise verstellt, daß der negative Schub so lange konstant bleibt, bis das Schiff stillsteht oder eine gewünschteRückwärtsgeschwindigkeit angenommen hat.In the same way, if the operating lever ig, from the position shown in Fig. i is rotated counterclockwise, a negative Adjust the propeller thrust and the ship will be braked. If the lever ig in Adjusted the latter sense, this causes an all-lifting of the control valve io, so that then pressure oil from the line 51 through the lines 52, 54, the bore 6, and the hollow intermediate shaft 8 on the right side of the piston of the servo motor i can get. The consequence of this is that 'the blades of the propeller (not shown) be turned back until there is a negative thrust of the desired size. The decrease in thrust has the consequence that the differential piston i i moves a little Moved amount to the left, whereby the piston of the auxiliary valve 13 in the space 14 (lets the oil flow off until the measuring pressure in room 1'4 corresponds to the new one Propeller thrust corresponds to: When the measuring pressure in room 14 decreases, the presses the dem Piston 17 associated spring 171 this down, where he over the return linkage 1 (8 also pulls the control valve vo into the central position. With decreasing speed of the ship, the negative thrust would decrease again if the wing position remained unchanged. In this case, however, the propeller blades are automatically adjusted in the `` -eise, that the negative thrust remains constant until the ship comes to a standstill or has assumed a desired reverse speed.

An Stelle des Differentialkolbens i.i der Fig. i -kann für das Messen des Schubes auch ein Drucklager voll der in Fig. 2 und 3 gezeigten Bauart vorgesehen werden. Bei dieser Bauart ist auf der Zwischenwelle 8_ ein Bund 21 vorgesehen, der sich in einem Drucklager 22 bekannter Konstruktion abstützt. Das Gehäuse 23 dieses Drucklagers ist axial verschiebbar angeordnet. Eine erste Gruppe von Kolben 24 und eine zweite Gruppe von Kolben 25 stützen sich auf beiden Seiten gegen das Lagergehäuse 23 ab und arbeiten anderseits als Tauchkolben in entsprechenden Bohrungen 1q., 15 eines äußeren Gehäuses --6. Ein Taster 12 und ein Hilfsventil ig wirken genau so, wie im Zusammenhang mit Fig. i beschrieben worden ist.Instead of the differential piston i.i of Fig. I -can be used for measuring of the thrust, a thrust bearing of the type shown in FIGS. 2 and 3 is also provided will. In this design, a collar 21 is provided on the intermediate shaft 8_, the is supported in a thrust bearing 22 of known construction. The housing 23 of this The thrust bearing is arranged to be axially displaceable. A first group of pistons 24 and a second group of pistons 25 are supported on both sides against the bearing housing 23 and on the other hand work as plungers in corresponding bores 1q., 15 an outer case --6. A button 12 and an auxiliary valve ig act in exactly the same way, as has been described in connection with FIG.

Die erstgenannte Gruppe von Kolben 2q, steht ständig unter dem Druck der Pumpe 5, wobei dieser Druck durch das Überströmventil i6 konstant gehalten wird. Bei Zunahme des Propellerschubes für Vorwärtsfahrt werden der Taster 12 und der Kolben des Hilfsventils 13 nach rechts verschoben; wodurch Druckcl in die Bohrungen 1.4 gelangen kann. Der Meß'druck in diesen Bohrungen 14 steigt so lange an, bis die entsprechende Druckkraft dem Schub des Propellers plus der Druckkraft in den Bohrungen 15 das Gleichgewicht halten kann. Dieser Meß'-druck wird, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, unter den federbelasteten Kolben 17 geleitet und dort in eine bestimmte Stellung des Rückführungsgestänges i8 umgesetzt.The first group of pistons 2q is constantly under pressure of the pump 5, this pressure being kept constant by the overflow valve i6. When the propeller thrust increases for forward travel, the button 12 and the Piston of auxiliary valve 13 moved to the right; whereby Druckcl in the bores 1.4 can reach. The measuring pressure in these bores 14 rises until the corresponding pressure force is the thrust of the propeller plus the pressure force in the Bores 15 can keep the balance. As with the first Embodiment, passed under the spring-loaded piston 17 and there in a specific position of the return linkage i8 implemented.

Anstatt verschieden große Kolbendurchmesser zu beiden Seiten des Drucklagers vorzusehen, können auch Kolben mit gleich großen Durchmessern verwendet werden, wobei dann die Bohrungen 15 und die Kolben 24 in kleinerer Anzahl vorzusehen sind als die Bohrungen 14 und die Kolben 2.5.Instead of piston diameters of different sizes on both sides of the thrust bearing provided, pistons with the same diameter can also be used, in which case the bores 15 and the pistons 24 are to be provided in smaller numbers than the bores 14 and the pistons 2.5.

Der größte einstellbare Propellerschub kann durch Begrenzen des Ausschlages des Biedienungshebels ig durch Anschläge 192, 193 (Fig. i) beschränkt werden. Da der maximalen Maschinenleistung bei verschiedener Schiffsgeschwindigkeit nicht immer der gleiche maximale Schub entspricht, ist es notwendig, den Schub so zu begrenzen, daß. er nicht größer eingestellt werden kann, als der maximalen Maschinenleistung bei der größten Schiffsgeschwindigkeit entspricht. Dies hat zur Folge, daß zum Anfahren und Bremsen sowie beim Schleppen bei kleiner Geschwindigkeit niemals die volle Maschinenleistung ausgenutzt «-erden kann.The greatest adjustable propeller thrust can be achieved by limiting the deflection of the operating lever ig can be limited by stops 192, 193 (Fig. i). There the maximum engine power at different ship speeds not always corresponds to the same maximum thrust, it is necessary to limit the thrust so that that. it cannot be set higher than the maximum machine output at the greatest speed of the ship. This has the consequence that to start up and braking, as well as when towing at low speed, never use the full machine power exploited «-be able to earth.

Fig. q.- zeigt eine Anlage, in der eine Dampfturbine den Verstellpropeller betätigt und die in Fig. i gezeigte Steuerungseinrichtung so ausgebildet ist, daß der soeben erwähnte Nachteil beseitigt ist. Die Steuereinrichtung für die Propellerflügel steht hier in Wirkungsverbindung mit der Regelung der Dampfturbine, indem die festen Anschläge 192 ° und 193 durch einen vom Turbinenregler verstellbaren Anschlag ersetzt sind.Fig. Q.- shows a system in which a steam turbine drives the controllable pitch propeller operated and the control device shown in Fig. i is designed so that the disadvantage just mentioned has been eliminated. The control device for the propeller blades stands in effective connection with the regulation of the steam turbine by the fixed Replaced stops 192 ° and 193 by a stop that can be adjusted by the turbine governor are.

B;ei der in dieser Fig. 4 gezeigten Blauart wird die Propellerwelle 3 über ein Zahnradgetriebe 28 und eine Welle 8 von einer Dampfturbine 2g angetrieben. Das letzterer zugeordnete, als Einlaßventil ausgebildete Steuerorgan 30 ist in einer Dumpfeinlaßleitung 31. angeordnet und steht über einen mit D:!rucköl arbeitenden Servomotor, der ein Steuerventil 32 und einen Kolben 33 aufweist, unter dem Einfluß eines der Dampfturbine 2g zugeordneten Drehzahlreglers 3d.. Letzterer beeinflußt über den Servomotor 32, 33 außerdem eine als zweiseitige Kulisse ausgebildete Begrenzung 35, die den Ausschlag eines dreiarmigen Hebels 36 begrenzt. Dieser Hebel 36 kann über Federn 3,7 mittels des Bedienungshebels ig verstellt werden.B; the type of blue shown in FIG. 4 is the propeller shaft 3 driven by a steam turbine 2g via a gear transmission 28 and a shaft 8. The latter associated, designed as an inlet valve control member 30 is in a Dump inlet line 31 is arranged and is above a working with D:! Pressure oil Servomotor, which has a control valve 32 and a piston 33, under the influence one of the steam turbine 2g associated speed controller 3d .. the latter influences Via the servo motor 32, 33 also a delimitation designed as a two-sided gate 35, which limits the deflection of a three-armed lever 36. This lever 36 can can be adjusted via springs 3.7 using the operating lever ig.

Die Wirkungsweise der in Fig. q. gezeigten Steuerungseinrichtung ist folgende: Wenn der Bedienungshebel ig aus der Mittelstellung, die dein Schub = o entspricht, z. Bi. in die Stellung für maximalen Schub »voraus« (gestrichelt gezeichnet) gebracht wird, so wird über die Federn 37 der dreiarmige Heb-el--36@ bis zum Anschlag an die Kulisse 35 mitgenommen. Dliese-Stellung des Hebels 36, -die durch die Stange 2o und das Rückführungsgestänge r8- auf das Steuerventil io des Vkerstellprop-ellers übertragen wird, entspricht dem maximalen Schub bei stillstehendem Schiff: Infolge der durch die Verstellung des Hebels i:9, eingeleiteten Verstellung der Propellerflügel wird die Turbine 2,9, die bisher unbelastet mit der Leerlauf drehzahlni lief, belastet, wodurch ihre Drehzahl absinkt und der Drehzahlregle, 34 über den Servomotor 32, 33, das .Steuerventil 310 Zffnet. Zugleich mit dem Propellerschub steigt also auch die Leistung der Turbine an.The operation of the in Fig. Q. control device shown is the following: If the operating lever ig from the middle position, which corresponds to your thrust = o, z. If, for example, is brought into the position for maximum thrust "ahead" (shown in dashed lines), the three-armed lever - 36 @ is carried along by the springs 37 as far as it will go against the gate 35 . This position of the lever 36, which is transmitted by the rod 2o and the return linkage r8- to the control valve io of the pitch propeller, corresponds to the maximum thrust when the ship is stationary: As a result of the adjustment initiated by adjusting the lever i: 9 the propeller blade is the turbine 2.9, which was previously unloaded at idle speed, loaded, causing its speed to drop and the speed regulator, 34 via the servo motor 32, 33, the .Steuerventil 310 opens. At the same time as the propeller thrust, the output of the turbine increases.

Die gleichzeitig erfolgende Verschiebung der Kulisse 35 hat vorerst keinen Einfluß, auf die Stellung des dreiarmigen Hebels 36, da der untere Teil der Gleitflächen dieser Kulisse, welcher Teil einem Drehzahlbereich zwischen n1 und n2 entspricht, wobei n1 > n2 ist, parallel zur Bewegungsrichtung der Kulisse 3.5 verläuft. Sobald die Turbine 29. mit der Drehzahl n2 läuft, ist das Steuerventil 3,0 vollständig geöffnet und die Kulisse 3E5 so weit nach unten verstellt worden, daß, die Rolle 38, des Hebels 36 am Ende des parallelen Teils der Gleitfläche der Kulisse 3-5 angelangt ist. Reicht wegen Zunahme der Sthiffsgeschwindigkeit die Leistung der Turbine 29 nicht mehr aus, um den eingestellten Propellerschub zu erzeugen, so sinkt die Drehzahl der Anlage unter den Wert n2 ab, und der Drehzahlregler 3,9 zieht über den Siervomotor 32, 3,3 die Kulisse 35 ,weiter nach unten, wodurch der dreiarmige Hebel 3,6 in eine Stellung zurückgestellt wird, die einemkleineren Propellerschub entspricht. Der Kegel -des Steuerventils 3io, wird hierbei noch weiter nach' unten verschoben, was aber keinen Einflußi mehr auf die Durchflußmenge durch das bereits vollständig geöffnete Ventil 3@o hat.The simultaneous displacement of the gate 35 initially has no effect on the position of the three-armed lever 36, since the lower part of the sliding surfaces of this gate, which part corresponds to a speed range between n1 and n2, where n1 > n2, parallel to the direction of movement of the gate 3.5 runs. As soon as the turbine 29 is running at the speed n2, the control valve 3.0 is fully open and the link 3E5 has been adjusted so far down that the roller 38 of the lever 36 at the end of the parallel part of the sliding surface of the link 3- 5 has arrived. If the power of the turbine 29 is no longer sufficient due to the increase in the stiff speed to generate the set propeller thrust, the speed of the system falls below the value n2, and the speed controller 3.9 pulls the backdrop via the Siervo motor 32, 3.3 35, further down, whereby the three-armed lever 3,6 is returned to a position which corresponds to a smaller propeller thrust. The cone of the control valve 3io is shifted further downwards, but this no longer has any influence on the flow rate through the valve 3 @ o, which is already fully open.

Sobald die Drehzahl derTurbine 2@9 den kleinsten zulässigen Wert % erreicht hat, ist die Kulisse 3-5 so weit nach unten verschoben worden, daß: der Propellerschub auf einen Wert gesteuert worden ist, der von der Turbine 29- bei der größten, für das betreffende Schiff in Frage kommenden Geschwindigkeit noch erzeugt werden kann.As soon as the speed of turbine 2 @ 9 has reached the lowest permissible value% reached, the setting 3-5 has been moved down so far that: the Propeller thrust has been controlled to a value from the turbine 29- at the highest possible speed for the ship in question can be generated.

Wird hingegen mittels des Bedienungshebels ii9 ein Propellerschub eingestellt, der nicht die volle Leistung der Turbine 29 erfordert, so kommt die -I Rolle 38 des dreiarmigen Hebels 36. nicht zum Anliegen an der Kulisse 35, und die Turbine 2i9: wird vom Drehzahlregler 34 durch Drosselung des zuströmenden Dampfes im Ventil 3(o auf die erforderliche Leistung einreguliert.If, however, a propeller thrust is achieved by means of the operating lever ii9 set, which does not require the full power of the turbine 29, so comes the -I role 38 of the three-armed lever 36. not to rest against the backdrop 35, and the turbine 2i9: is controlled by the speed controller 34 by throttling the inflowing steam in valve 3 (o adjusted to the required output.

Wenn für den Antrieb des Verstellpropellers ein Dieselmotor oder eine Verbrennungsturbine verwendet wird, kann die Steuerung und Leistungsregelung in der gleichen Weise; wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben würde; erfolgen, wobei dann das Steuerorgan 30 in die Brennstoffzufuhrleitung des Dieselmotors bzw. der Brennkamine, der Gasturbine einzubauen ist.If a diesel engine or a combustion turbine is used to drive the variable-pitch propeller, the control and power regulation can be carried out in the same way; as would be described in connection with FIG. 4; take place, in which case the control element 30 is to be installed in the fuel supply line of the diesel engine or the combustion chimneys of the gas turbine.

Die in Fig. 5 gezeigte Anlage unterscheidet sich von der in Fig. q. veranschaulichten im wesentlichen nur dadurch, däßi an Stelle einer Dampfturbine eine Wärmekraftanlage von der Art vorgesehen ist, in der ein gasförmiges Arbeitsmittel, vorzugsweise Luft, einen Kreislauf beschreibt und dabei in mindestens einem Verdichter auf höheren Druck gebracht, dann durch äußere Wärmezufuhr erhitzt und hierauf in mindestens einer Turbine entspannt wird, und in welcher ferner Mittel vorgesehen sind, die zwecks Änderung des Druckpegels im Kreislauf aus diesem Arbeitsmittel auszulassen bzw, in denselben einzuführen gestatten.The system shown in Fig. 5 differs from that in Fig. Q. illustrated essentially only by the fact that instead of a steam turbine a thermal power plant of the type in which a gaseous working medium, preferably air, describes a cycle and thereby in at least one compressor brought to a higher pressure, then heated by external heat supply and then in at least one turbine is relaxed, and in which further means are provided are necessary for the purpose of changing the pressure level in the circuit from this working medium to omit or to introduce into the same.

In Fig. 5 bezeichnet da einen Verdichter, der von einer Hochdruckturbine 42 angetrieben wird. Eine Niederdruckturbine 43, welche durch keine mechanische Kupplung mit der Hochdruckgruppe verbunden ist, -treibt über ein. Zahnradgetriebe 28 die Wellenleitung 8, i, 3 und damit einen nicht gezeigten Propeller an. Ferner bezeichnet 44 den Erhitzer der mit Luft betriebenen Wärmekraftanlage und 45 den Wärmeaustauscher dieser Anlage. Der Druck im Anlagekreislauf, z. Bt. an der Stelle 46., läßt sich durch nicht gezeichnete Mittel nach Bielleben ändern. Ein denDurchfluß durch enenB*ypaß beherrschendes, als Schieber ausgebildetes Steuerorgan 39 und eine Drosselklappe 4o ermöglichen .es, die Niederdruckturbine q.3. teilweise oder ganz aus demArbeitsmittelkreislauf auszuschalten und damit rasch und unmittelbar die an den Propeller abgegebene Leistung zu vermindern. Eine weitere Änderung der-erzeugten Nutzleistung ist durch die erwähnte Änderung des Druckpegels im Kreislauf möglich.In FIG. 5, denotes a compressor that is operated by a high pressure turbine 42 is driven. A low pressure turbine 43, which by no mechanical Coupling connected to the high pressure group, drives through a. Gear transmission 28 the shaft line 8, i, 3 and thus a propeller, not shown. Further 44 denotes the heater of the air-powered thermal power plant and 45 denotes Heat exchanger of this system. The pressure in the system circuit, e.g. Bt. At the point 46., can be changed by means not shown after Bielleleben. On the flow by enenB * ypaß dominating, designed as a slide control member 39 and a Throttle valve 4o enable .es, the low pressure turbine q.3. partially or entirely from the work equipment cycle and thus quickly and immediately the to reduce the power delivered to the propeller. Another change of the-generated Useful power is possible through the aforementioned change in the pressure level in the circuit.

Der der Niederdruckturbine 43 zugeordnete Direhzahlregler 34 wirkt über den Servomotor 32, 33 in der Art auf den Steuerschieber 39 und die Drosselklappe 4o ein, daß beim überschreiten einer bestimmten Drehzahl ersterer ge@öfnet und letztere geschlossen wird. Zugleich wirkt der Servomotor 32s 33 auch auf die Kulisse 3,5 ein, die in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit F ig. 4 beschrieben wurde, den Ausschlag des dreiarmigen Hebels 36 beschränkt und damit den maximaleinstellbaren Propellerschub begrenzt, sobald der Schieber 319 vollkommen geschlossen ist; also die Leistung der Niederdruckturbine 43 beim herrschenden Druck-Pegel im Kreislauf nicht mehr gesteigert werden kann.The speed controller 34 assigned to the low-pressure turbine 43 acts Via the servo motor 32, 33 in the manner on the control slide 39 and the throttle valve 4o that when a certain speed is exceeded, the former opens and the latter is closed. At the same time, the servomotor 32s 33 also acts on the setting 3.5 a, which in the same way as in connection with Fig. 4 was described, the The deflection of the three-armed lever 36 is limited and thus the maximum adjustable Propeller thrust is limited once slide 319 is fully closed; so the power of the low-pressure turbine 43 at the prevailing pressure level in the circuit can no longer be increased.

Wird jedoch derDruckpegel imKreislauf erhöht, so erhöht sich auch der Druck an der Druck-. meßstelle 46, wodurch der federbelasteteKolben 47 nach oben verschoben wird und die Kulisse 35 im S!inn.e einer V@ergräßerung des maximal einstellbaren Propellerschubes verstellt.However, as the pressure level in the circuit increases, it also increases the pressure on the printing. measuring point 46, whereby the spring-loaded piston 47 after is shifted above and the backdrop 35 in the S! inn.e an enlargement of the maximum adjustable propeller thrust.

DieErhöhung desDruckes an derDruckmeß'stelle 46 bewirkt aber auch eine Verschiebung eines dritten federbelasteten Kolbens 48 nach links, (in Fig. 5 in der äußersten linken Lage gezeichnet); wodurch über eine Kurvenführung 49 der Drehzahlregler 34 beeinfluß't wird, und zwar erfolgt die Beeinflussung in der Weise, daß, bei höherem Druckpegel im Kreislauf (grc@ßereTurbinenleistung) der maximale Schub und damit auch die maximale Leistung bei einer hüberen Drehzahl einreguliert wird als bei niedrigem Druckpegel. Durch entsprechende Wahl der Form der Kurvenführung 49 kann erreicht werden, daß: bei jedem Druckpegel im Kreislauf der Wärmekraftanlage mit derjenigen Drehzahl gefahren wird, bei der das Produkt aus dem Wirkungsgrad der Turbine und dem Wirkungsgrad des Propellers ein Maximum erreicht.The increase in pressure at the pressure measuring point 46 also causes a third spring-loaded piston 48 to be displaced to the left (shown in the extreme left position in FIG. 5); whereby the speed controller 34 is influenced via a curve 49 , and the influencing takes place in such a way that, at a higher pressure level in the circuit (greater turbine power), the maximum thrust and thus also the maximum power is regulated at a higher speed than at low pressure level. By appropriate choice of the shape of the curve guide 49 it can be achieved that: At every pressure level in the circuit of the thermal power plant, the speed is reached at which the product of the efficiency of the turbine and the efficiency of the propeller reaches a maximum.

Claims

PATENT CLAIMS: i. System for driving vehicles, in particular of ships that have at least one prime mover and one driven by it Has controllable pitch propeller, the blades of the latter in the manner automatically can be controlled that the propeller is a fixable by means of an operating member Thrust generated, characterized in that it is the maximum deflection of the control element (19 is limited by an adjustable limitation (35) and this with the help of of the speed controller (34) of the engine is adjusted so that when the Speed the propeller blades in the sense of a decreasing, with increasing speed can be adjusted in the sense of an increasing absolute propeller thrust.

2. Installation according to claim i, characterized in that the speed controller (34) of the engine, in addition to the limitation (35), also acts on a control element (3o or 39, 40) which regulates the power generated by the engine, and in such a way that the speed controller only influences the control element in a speed range from 1a1 to n2, only the limitation in a speed range from aal to n3, where ml > 1a2 and n2 > n3.

3. System according to Aris claims i and a, whose engine is as Steam turbine is designed, characterized in that'das designed as a throttle valve The control element (30) of the steam turbine (29) is installed in the main steam line and at speed 1a1 closed to idle quantity, at speed 1a2 and is fully open at any speed less than n2.

Plant according to the claims i and 2, the engine of which is designed as a diesel engine, characterized in that that the control element (3b) of the diesel engine influences the fuel supply to the engine.

5. System according to claims: i and 2, the engine of which as a combustion turbine is designed, characterized in that the control member of the turbine in the form a throttle valve in the fuel line leading to the combustion chamber of the turbine is built in.

6. Plant according to claims i and 2, in which a gaseous working medium describes a cycle and in doing so in at least one compressor on higher Pressure brought, then heated by external heat supply and then in at least a turbine is relaxed, and in the further means are provided for the purpose To let out or change the pressure level in the circuit from this work medium. to be introduced into the same, characterized in that the compressor (41) is driven by a high pressure turbine (42), while a low pressure turbine (q: 3) drives the propeller shaft without mechanical coupling with the high pressure group, a control member (39) controlling a bypass of the low-pressure turbine Exceeding the speed n2 due to the action of the speed controller (3q.) Of the thermal power plant is opened and is so wide open at the speed that the power of the low pressure turbine (43) only corresponds to the idle power.

7. Plant according to claims i, 2 and 6, characterized in that the position of the limitation (3-3) is influenced depending on the pressure prevailing in the circuit in such a way that with increasing pressure level the propeller control device in the sense of increasing, with decreasing Level pressure is adjusted in the sense of a decreasing, absolute propeller thrust. B.

Plant according to claims 1, 2, 6 and 7, characterized in that that also the speed controller (3q.) of the system of that in the circuit of the working medium The prevailing pressure level is influenced in such a way that it maintains the same positions of the bypass associated control member (3i9) and the limitation (35) at higher Pressure at a higher speed, at a lower pressure, on the other hand, at a smaller one Speed brings about.

9. Installation according to claim i, in which the propeller shaft line is axially displaceable, characterized in that. the measurement of the thrust "-s the way that one is done. depending on the axial displacement of the waveguide controlled auxiliary valve (i2, n3) a measuring pressure in at least one room (1d.) so regulates that, the resulting pressure force is the sum of the respective propeller thrust and a constant pressure force in at least one space (i5) the equilibrium holds and that the return device (i7, v8) under the action of the in the former Room (1d.) Of the prevailing measuring pressure. ok System according to claims i and 9, characterized in that the thrust measuring device is connected to the propeller wave line (3,1, 8) firmly connected differential piston (ii) has, on its smaller Area is a constant fluid pressure and, on its larger area, that of the auxiliary valve (i2, 113) controlled measuring pressure acts. i i. Plant according to claims i and 9, thereby characterized in that the propeller shaft line is assigned a thrust bearing (2: i, 2-2) is, the housing (2 @ 3) in a fixedly arranged outer housing (26) axially is displaceable, and that the pressure held constant in a number of one another connected Bores (r5) through a first group of pistons (24) and the measuring pressure controlled by the auxiliary valve (ia, 1-3) in a number of with one another connected bores (14) via a second group of pistons (25) on the bearing housing (23) act, whereby the measured pressure in the second-mentioned bores (i4) The pressure force generated is the sum of the pressure in the first-mentioned bores (15) generated pressure force plus the respective propeller thrust is equivalent to. ,