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Antliebsvorrichtlmg für Schiffe.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, Schiffen zeitweilig für Höchstleistungen eine möglichst grosse wirksame Propellerfläche zur Verfügung zu stellen und anderseits auch wieder zeitweilig, wo die Wirtschaftlichkeit eine geringere wirksame Propellerfläche bedingt, diese für sie zum Antrieb bereit zu halten. Dabei soll gleichzeitig die Lagerung der Propellerwellen eine solche sein, dass der Widerstand des nackten Schiffskörpers mögliehst wenig vermehrt wird.
Die Erfindung erstreckt sich 1. auf Schiffe, die zeitweilig mit ausserordentlich grossen Geschwindigkeiten (Höchstgeschwindigkeiten) und zeitweilig mit geringeren Geschwindigkeiten (Marschgeschwindigkeiten) fahren sollen, ferner 2. auf Schiffe, die zeitweilig schwer schleppen und zeitweilig mit geringerem oder ohne Anhang und vielleicht gar im Strom talwärts fahren.
Für Schiffe hoher Geschwindigkeiten ist eine Anordnung der Propeller unter dem Namen HickmannPropeller-Anordnung bekannt geworden, u. zw. unmittelbar hinter dem Spiegel rascher Motorboote in der Weise, dass die Wellen sich ganz im Schiffskörper, nicht in Anhängseln befinden und die Propeller, besonders während der Fahrt, nur mit einem Teil ihrer unteren halben Kreisfläche eintauchen. Diesen Propellern kann man daher die Bezeichnung "Ausserwasserpropeller" brilegen. Die Körper der Schiffe erhalten dabei entsprechende Liniengestaltung.
Solche Propelleranordnung besitzt nur bei einer bestimmten Umdrehungszahl und bei einer bestimmten Geschwindigkeit des Schiffes den höchsten Wirkungsgrad, nämlich, wenn die Geschwindigkeit so gross geworden ist, dass das nachlaufende Wasser den Spiegel des Schiffes nicht mehr erreicht und die Propellernabe und damit der grösste Teil der Propellerkreisfläche über Wasser arbeitet. Soll nun ein solches Schiff, anstatt mit der Höchstgeschwindigkeit, mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit, der sogenannten Marschgeschwindigkeit, fahren, z. B. statt mit einer Höchstgeschwindigkeit von 45 Seemeilen nur mit einer Marschgeschwindigkeit von 10 Seemeilen, so ist dies nur möglich durch Änderung ler Propellerumdrehungszahl.
Durch die geringere Fahrt wird aber die Lage des Schiffes zum Wasser verändert und es werden vor allen Dingen dadurch die Tauchverhältnisse der Propeller stark verschlechtert, indem diese jetzt auch mit der Nabe und den inneren Flügelteilen hinter dem Spiegel im Wasser arbeiten, Dadurch wird ihr Wirkungsgrad ein überaus ungünstiger und die aufgewendete Arbeit steht in keinem Verhältnis mehr zu der Geschwindigkeit. Für die Fahrt mit grossen Geschwindigkeiten wird es wiederum n den Fällen, wo der Spiegel nur eine bestimmte Breite haben kann, bei ausserordentlichen Geschwindigkeitsanforderungen nicht mehr möglich, wirtschaftliche Propellerdurchmesser bei obiger Anordnung zu Anwendung zu bringen.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt und es wird eine Antriebsvorrichtung geschaffen, welche gleich wirtschaftlich für Höchst-und Marschgeschwindigkeiten ist und dabei eine be- ; onders hohe Geschwindigkeit zu erzielen gestattet.
Die Anordnung ist beispielsweise schematisch in der Zeichnung veranschaulicht, und es stellt dar :
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'ine Ansicht gemäss Fig. 2, aber mit einer etwas anderen Ausführungsform der Vorrichtung, Fig. 4 eine Ansicht gemäss Fig. 2, aber einer weiteren Ausführungsform.
Gemäss der Erfindung besteht die Antriebsvorrichtung aus der Vereinigung von einer Art von \usserwasserpropeIlern mit gewöhnlichen Unterwasserpropellern, wobei die Wellen der letzteren zwecknässig in oder an einer aus dem Schiffsboden hervorragenden Mittelflosse angeordnet sind, um auf diese Weise gleichzeitig die Kursbeständigkeit des Schiffes zu erhöhen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind hinter einem glatten Spiegel 1 zwei Ausserwasserpropeller 2 und 3 so angeordnet, dass deren Wellen 4 und 5 vollständig im Innern des Schiffskörpers verlegt sind und deren Schraubenkreis nur mit einem geringen Teil (weniger als die Hälfte) unter die Unterkante des Schiffsbodens hinabreicht. Neben diesen Propellern ist noch ein Unterwasserpropeller 6 so angeordnet, dass er bei jeder Lage des Schiffes vollstänlig untergetaucht ist. Die Welle 7 dieses Propellers ist bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel in einer Längsflosse 8 untergebracht. Dieser Propeller wird im allgemeinen bedeutend kleinere Abmessungen aufweisen als die beiden Ausserwasserpropeller.
Bei hohen Geschwindigkeiten arbeiten alle Propeller zusammen und der Verlauf des vollen Wassers in der MittschiNsebene und auch noch daneben, wo die ausbauchenden Propeller arbeiten, wird ungefähr nach der Linie. (Fig. l) sein. Für Marschgeschwindigkeiten wird nun der Propeller 6 allein mit bedeutend geringerer Umdrehungszahl als bei Höchstgeschwindigkeiten zweckmässig in Betrieb gehalten und es wird gleichzeitig der motorische Antrieb mit solchem Übersetzungsverhältnis und der Motor mit solcher Leistung versehen, dass auch bei einer bestimmten Marschgeschwindigkeit ein genügender Wirkungsgrai erreicht wird, oder es wird ein Drehfliigelpropeller für veränderliche Flügelsteigung verwendet.
Die beiden Ausserwasserpropoller werden, wenn sie nicht in der üblichen Weise losgekuppelt werden, um sie mitdrehen zu lassen, zweckmässig dann bei dreiflügeliger Ausführung so gedreht, dass ein Flügel senkrecht nach unten ragt und in dieser Lage festgestellt wird, oder wenn man für die Ausserwasserpropeller Dreh- flügelpropeller verwendet, wird man die Flügel in die Fahrtrichtung stellen. Der Verlauf des vollen Wassers ist ungefähr nach Linie B (Fig. 1).
Da der Ausserwasserpropeller für grosse Geschwindigkeiten eine sehr grosse Steigung aufweist (in der Zeichnung sind die Flügel nur schematisch dargestellt), so ist der Widerstand der Propellerfläche welche bei der Marschgeschwindigkeit in das Wasser ragt, auch bei festen Flügeln nicht allzu bedeutend.
Die Seefähigkeit aber ist durch den tiefliegenden Unterwasserpropeller bedeutend erhöht. Bei der Anordnung wird Wert darauf gelegt, dass der Schraubenstrom der einzelnen Propeller sich nicht oder nur möglichst wenig überschneidet, wobei ein weiterer Vorteil dieser Anordnung auch darin zu sehen ist, dass die Sehraubenströme der Ausserwasserpropeller die Schraubenströme der untergetauchten Propeller verhältnismässig wenig stören, so dass ein nahes Zusammenrücken der Propeller möglich wird.
Es ist ohne weiteres einleuchtend, dass die beschriebene Vorrichtung stets durch Hinzufügung eines weiteren Ausserwasserpropellers und einer gewöhnlicher Anordnung zu einer 5-, 7-, 9-, usw.-faehen Unterteilung der erforderlichen Antriebsleistung ausgebaut worden kann ; Fig. 3 zeigt die Vereinigung von drei Ausserwasserpropellern 9, 10 und 11 mit zwei gewöhnlichen Propellern 12 und 13. Die Vereinigung kann auch so getroffen werden, dass nur ein Ausserwasserpropeller 14 und zwei gewöhnliche Propeller 15 und 16 etwa in Flossen 17 und 18 (s. Fig. 4) zusammen angeordnet werden, und auch diese Anordnung kann sinngemäss in ähnlicher Weise wie die andere Vereinigung nach Fig. 3 ausgebaut werden. Es können auch gerade Zahlen von Ausserwasserpropellern mit geraden Zahlen von Unterwasserpropellern vereinigt werden.
Bei einer ungeraden Zahl von Ausserwasserpropellern wird zweckmässig ein solcher Propeller als
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auf zwei einander umgebenden Wellen sitzende Propeller, der eine rechts, der andere links drehend angetrieben, oder es werden Leitschaufeln vorgesehen, oder auch das Ruder als Ausgleichsmittel herangezogen, um die Kursbeständigkeit zu gewährleisten. Selbstverständlich können auch alle Propeller, wenn es der Zweck erfordert, als gegenläufige Propeller oder mit Leitapparaten ausgebildet werden.
Für schleppende Schiffe, besonders solchen, die auf beschränkter Wassertiefe verkehren, ist eine ähnliche Vereinigung von Ausserwasserpropellern mit Unterwasserpropellern günstig zu verwenden.
Die Beschränkung des Tiefganges, die meist ja für derartige Schiffe unerlässliche Forderung zugleich ist, zwingt zu einer weitgehenden Unterteilung der Propellerfläche, selbst wenn mar Tunnelschrauben anwendet. Kommen dabei mehr als zwei Unl erwasserpropeller in Betracht, so ist der Zulauf des Wassers zu den inneren Propellern ein sehr ungünstiger, da die Nähe der Sohle zum Schiffsboden den Zulauf von unten hindert.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung soviel als möglich beseitigt. Deren Anordnung ist
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gegen das Heck eines Schiffes, Fig. 6 eine Ansicht desselben von der Seite, Fig. 7 eine Ansicht gemäss Fig. 1, aber mit einer etwas anderen Ausführungsform der Vorrichtung.
Gemäss der Erfindung besteht auch in diesem Fall die Antriebsvorrichtung ans einer Vereinigung von gewöhnlichen Unterwasscrpropellern mit Ausserwasserpropellern. Die ersteren können auch in Tunneln arbeiten, u. zw. meist als äussere Propeller, während einer oder mehrere Ausserwasserpropeller zweckmässig als innere Propeller verwendet werden. Die Linien des Hinterschitfes werden entsprechend beeinflussdurch das Bestreben eines guten Wasserzuflusses und die Ausserwasserpropeller erhalten zweckmässig eine Drehrichtung, die das Wasser von aussen nach innen in Bewegung setzt, wo es am meisten fehlt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5,6 und 7 sind hinter einem glatten Spiegel a zwei Ausserwasserpropeller bund c angeordnet, deren Wellen vollständig im Schiffsinnern gelagert sind und deren Schraubenkreis d nur mit weniger als der unteren Hälfte in das Wasser taucht. Der Spiegel des Schiffes
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kann, ohne zu stören, wie gezeichnet, etwas im Ruhezustand mit seiner Unterkante in das Wasser tauchen, da durch das Arbeiten der Propeller später die Wasseroberfläche abgesenkt wird und somit der Abschluss des Schiffes durch eine niedrige senkrechte Ebene nicht schädlich auf den Widerstand wirkt. Selbstverständlich kann die Unterkante des Spiegels auch, wenn es die Lagerung der Propeller gestattet, oder wenn es erforderlich wird, höher über Wasser liegen.
Ausser den beiden Ausserwasserpropellern sind zwei
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zur Anwendung zu bringen. Ist die Wassertiefe ausreichend, so können selbstverständlich die Tunnel in Fortfall kommen. Anstatt zweier Ausserwasserpropeller kann auch nur einer oder eine beliebige andere Anzahl angeordnet werden. Sollten sich bei ungleicher Anzahl Schwierigkeiten im Steuern des Schiffes ergeben, so können ebenso wie vorhin gegenläufige Propeller oder Leitapparate zur Anwendung kommen.
Wenn man auch möglichst bestrebt sein wird, bei der Anordnung eine gegenseitige Störung der Schraubenstrahle zu vermeiden, so kann es vorkommen, dass sich dieses nicht vermeiden lässt, besonders
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Hintereinanderstellung verbietet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Antriebsvorrichtung für Schiffe, gekennzeichnet durch die Vereinigung von Propellern, welche bei Fahrt nur mit einem Teil ihres Schraubenkreises in das Wasser eintauchen mit Propellern, welche LInter Wasser arbeiten.