CH563525A5

CH563525A5 - Hollow blade for hydraulic arrgmt e.g. ships propeller - consists of ribbed casting on which plates are welded

Info

Publication number: CH563525A5
Application number: CH415573A
Authority: CH
Original assignee: Escher Wyss Gmbh
Priority date: 1973-03-22
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1975-06-30

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügel eines Rotors einer hydraulischen Vorrichtung, welcher einen flanschartigen Fuss und ein daran anschliessendes Flügelblatt hat, das eine Saugseite und eine Druckseite, bezogen auf den Hauptbetriebszustand der Vorrichtung, aufweist. Die hydraulische Vorrichtung kann vorzugsweise ein Schiffs-Verstellpropeller, jedoch auch eine Axialpumpe oder eine Wasserturbine sein. Der Hauptbe triebszustand bei einem Verstellpropeller ist die Vorwärtsfahrt des Schiffes.

Flügel derartiger hydraulischer Vorrichtungen werden in der Regel aus vollem Material gegossen. Das Material, das widerstandsfähig gegen Korrosion, Erosion und gegen Kavitation sein muss, ist sehr teuer. Da das Flügelblatt im wesentlichen auf Biegung beansprucht wird, enthält es im Bereich der neutralen Faser Material, das zur Festigkeit des Flügels nichts oder nur wenig beiträgt, dabei jedoch das Gewicht des Flügels und auch seinen Preis stark erhöht.

Die Erfindung hat die Schaffung eines Flügels der erwähnten Art zum Ziel, welcher bei gleichem Querschnitt wesentlich leichter und billiger als die bisherigen Flügel sein kann und andererseits eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Kavitation ohne grössere Kosten aufweist.

Der erfindungsgemässe Flügel, durch welchen dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens zwei Teilen zusammengebaut ist, von denen ein erster Teil den Fuss und eine druckseitige Wand des Flügelblattes sowie mindestens einen im wesentlichen zur Wand senkrechten Vorsprung enthält, der mit dem anderen, an der Saugseite des Flügelblattes angeordneten Teil fest verbunden ist, derart, dass zwischen beiden Teilen mindestens ein Hohlraum besteht.

Durch diese Massnahme wird der Flügel nach der Art eines Kastenträgers ausgebildet und hat bei gleichem Querschnitt bei nahezu gleicher Festigkeit ein wesentlich niedrigeres Gewicht als ein voller Flügel.

Der Vorsprung kann zapfen artig ausgebildet sein. Er kann jedoch auch eine Rippe sein, welche auf dem ersten Teil Felder begrenzt. Wenn mehrere Rippen gerade oder kreisförmig ausgebildet sind, so kann sich ein Teil von ihnen kreuzen. In beiden Fällen werden auf dem ersten Teil Felder begrenzt, welche die Ausbildung des Flügels nach der Art eines Kastenträgers ermöglichen.

Der Flügel kann zweiteilig sein, wobei der andere, an der Saugseite des Flügels angeordnete Teil gewalztes Plattenmaterial ist. Dieses ist gegen die meist auf der Saugseite auftretende Kavitation widerstandsfester als Gussmaterial. Dadurch wird eine einfache Ausführungsform gewonnen, welche insbesondere für wenig belastete Flügel geeignet ist. Die Verbindung mit den Vorsprüngen oder den Rippen kann dabei z.B. durch Bohrungen in der Platte erfolgen, die mit Schweissmaterial aufgefüllt werden.

Es ist jedoch auch möglich, die durch die Rippen begrenzten Felder durch plattenförmige Teile abzuschliessen, wobei ein Teil höchstens zum Abschluss einer Reihe von Feldern dient.

Diese Ausführungsform ist für grössere Flügel geeignet. Im Extremfall ist es möglich, jedes Feld einzeln durch eine Platte abzuschliessen.

Vorzugsweise kann der erste, den Fuss und den druckseitigen Teil des Flügelblattes enthaltende Teil ein Gusstück sein.

Es ist nicht vorteilhaft, auf dieser Seite Schweisstellen zu haben, weil Zugspannungen bei Korrosion zu Rissbildungen führen. Schliesslich ist es möglich, die Verbindung der Teile durch Schweissen auf der Saugseite herzustellen.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemässen Propellerflügels eines Schiffs-Verstellpropellers,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Propellerflügels aus der Fig. 1,
Fig. 3 den Schnitt III-III aus der Fig. 1 und
Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Propellerflügels mit zum Teil entfernter, den Hohlraum abschliessender Platte.

Der in der Fig. 1 im Schnitt dargestellte Propellerflügel eines Schiffs-Verstellpropellers enthält einen ersten Teil 1, welcher einen druckseitigen Teil 2 des Flügelblattes sowie einen flanschartigen Fuss 3 enthält. Am Teil 2 sind Rippen 4 ausgebildet, die nach der Darstellung in der Fig. 2 kreuzweise verlaufen. Die horizontalen Rippen können auch kreisförmig zur Drehachse des Propellers verlaufen. Der Fuss 3 ist mit Bohrungen 5 für Schrauben zur Befestigung des Propellerflügels an einer Nabe versehen.

Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, bilden die kreuzweise verlaufenden Rippen 4 Felder, welche nach den Fig. 1 und 2 durch plattenförmige Teile 6 abgeschlossen sind. Die plattenförmigen Teile 6 sind durch Schweissnähte 7 mit dem Teil 1 bzw. den Rippen 4 verbunden. Dadurch entstehen zwischen dem Teil 1 und den plattenförmigen Teilen 6 Hohlräume 8, welche dem Propellerflügel die Eigenschaften eines Kastenträgers, d.h.

eine hohe Festigkeit und Steifheit bei geringem Gewicht, verleihen.

Entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 bis 3 kann jeder Hohlraum 8 durch einen besonderen plattenförmigen Teil 6 abgeschlossen sein. Diese Ausführungsform ist besonders für ganz grosse Propellerflügel geeignet. Es ist jedoch auch möglich, am Teil 1 streifenförmige Teile 6 zu befestigen, welche gleichzeitig mehrere Felder, z.B. eine Reihe von Feldern nach der Fig. 2, abschliessen.

Bei kleineren Propellern ist auch eine Ausführungsform möglich, bei welcher die einzelnen plattenförmigen Teile 6 durch eine einzige Platte ersetzt sind. Die Verbindung mit den Vorsprüngen kann dabei durch in der Platte ausgebildete Bohrungen erfolgen, die sich an der Stelle der Vorsprünge befinden und mit Schweissmaterial aufgefüllt werden, das die Platte mit den Vorsprüngen verbindet.

Die Fig. 4 zeigt in kleinerem Masstab eine derartige Ausführungsform des Propellerflügels. In diesem Fall sind die Vorsprünge nicht Rippen, sondern Zapfen 4'. Diese Ausführungsform ist hauptsächlich für kleinere Propellerflügel geeignet, bei welchen am Umfang des Teiles 1 und an den Zapfen 4' nur eine einzige Platte 6' befestigt ist. Die Platte 6 ist durch eine Schweissnaht 7' befestigt. Ausserdem sind in der Platte 6 an den Stellen der Zapfen 4' Bohrungen 10' ausgebildet, die mit Schweissmaterial aufgefüllt sind, welches die Platte 6 mit den Zapfen 4' verbindet.

PATENTANSPRUCH

Flügel eines Rotors einer hydraulischen Vorrichtung, welcher einen flanschartigen Fuss und ein daran anschliessendes Flügelblatt hat, das eine Saugseite und eine Druckseite, bezogen auf den Hauptbetriebszustand der Vorrichtung, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel aus mindestens zwei Teilen (1, 6, 1', 6') zusammengebaut ist, von denen ein erster Teil (1) den Fuss (3) und eine druckseitige Wand (2) des Flügelblattes sowie mindestens einen im wesentlichen zur Wand senkrechten Vorsprung (4, 4') enthält, der mit dem anderen, an der Saugseite des Flügelblattes angeordneten Teil (6, 6') fest verbunden ist, derart, dass zwischen beiden Teilen mindestens ein Hohlraum (8) besteht.

UNTERANSPRÜCHE
1. Flügel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung eine Rippe (4) ist, welche auf dem ersten Teil (1) Felder begrenzt.

2. Flügel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet,

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die Erfindung betrifft einen Flügel eines Rotors einer hydraulischen Vorrichtung, welcher einen flanschartigen Fuss und ein daran anschliessendes Flügelblatt hat, das eine Saugseite und eine Druckseite, bezogen auf den Hauptbetriebszustand der Vorrichtung, aufweist. Die hydraulische Vorrichtung kann vorzugsweise ein Schiffs-Verstellpropeller, jedoch auch eine Axialpumpe oder eine Wasserturbine sein. Der Hauptbe triebszustand bei einem Verstellpropeller ist die Vorwärtsfahrt des Schiffes.

Flügel derartiger hydraulischer Vorrichtungen werden in der Regel aus vollem Material gegossen. Das Material, das widerstandsfähig gegen Korrosion, Erosion und gegen Kavitation sein muss, ist sehr teuer. Da das Flügelblatt im wesentlichen auf Biegung beansprucht wird, enthält es im Bereich der neutralen Faser Material, das zur Festigkeit des Flügels nichts oder nur wenig beiträgt, dabei jedoch das Gewicht des Flügels und auch seinen Preis stark erhöht.

Die Erfindung hat die Schaffung eines Flügels der erwähnten Art zum Ziel, welcher bei gleichem Querschnitt wesentlich leichter und billiger als die bisherigen Flügel sein kann und andererseits eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen Kavitation ohne grössere Kosten aufweist.

Der erfindungsgemässe Flügel, durch welchen dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens zwei Teilen zusammengebaut ist, von denen ein erster Teil den Fuss und eine druckseitige Wand des Flügelblattes sowie mindestens einen im wesentlichen zur Wand senkrechten Vorsprung enthält, der mit dem anderen, an der Saugseite des Flügelblattes angeordneten Teil fest verbunden ist, derart, dass zwischen beiden Teilen mindestens ein Hohlraum besteht.

Durch diese Massnahme wird der Flügel nach der Art eines Kastenträgers ausgebildet und hat bei gleichem Querschnitt bei nahezu gleicher Festigkeit ein wesentlich niedrigeres Gewicht als ein voller Flügel.

Der Vorsprung kann zapfen artig ausgebildet sein. Er kann jedoch auch eine Rippe sein, welche auf dem ersten Teil Felder begrenzt. Wenn mehrere Rippen gerade oder kreisförmig ausgebildet sind, so kann sich ein Teil von ihnen kreuzen. In beiden Fällen werden auf dem ersten Teil Felder begrenzt, welche die Ausbildung des Flügels nach der Art eines Kastenträgers ermöglichen.

Der Flügel kann zweiteilig sein, wobei der andere, an der Saugseite des Flügels angeordnete Teil gewalztes Plattenmaterial ist. Dieses ist gegen die meist auf der Saugseite auftretende Kavitation widerstandsfester als Gussmaterial. Dadurch wird eine einfache Ausführungsform gewonnen, welche insbesondere für wenig belastete Flügel geeignet ist. Die Verbindung mit den Vorsprüngen oder den Rippen kann dabei z.B. durch Bohrungen in der Platte erfolgen, die mit Schweissmaterial aufgefüllt werden.

Es ist jedoch auch möglich, die durch die Rippen begrenzten Felder durch plattenförmige Teile abzuschliessen, wobei ein Teil höchstens zum Abschluss einer Reihe von Feldern dient.

Diese Ausführungsform ist für grössere Flügel geeignet. Im Extremfall ist es möglich, jedes Feld einzeln durch eine Platte abzuschliessen.

Vorzugsweise kann der erste, den Fuss und den druckseitigen Teil des Flügelblattes enthaltende Teil ein Gusstück sein.

Es ist nicht vorteilhaft, auf dieser Seite Schweisstellen zu haben, weil Zugspannungen bei Korrosion zu Rissbildungen führen. Schliesslich ist es möglich, die Verbindung der Teile durch Schweissen auf der Saugseite herzustellen.

Die Erfindung wird anhand in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert.

Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemässen Propellerflügels eines Schiffs-Verstellpropellers, Fig. 2 eine Seitenansicht des Propellerflügels aus der Fig. 1, Fig. 3 den Schnitt III-III aus der Fig. 1 und Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Propellerflügels mit zum Teil entfernter, den Hohlraum abschliessender Platte.

Der in der Fig. 1 im Schnitt dargestellte Propellerflügel eines Schiffs-Verstellpropellers enthält einen ersten Teil 1, welcher einen druckseitigen Teil 2 des Flügelblattes sowie einen flanschartigen Fuss 3 enthält. Am Teil 2 sind Rippen 4 ausgebildet, die nach der Darstellung in der Fig. 2 kreuzweise verlaufen. Die horizontalen Rippen können auch kreisförmig zur Drehachse des Propellers verlaufen. Der Fuss 3 ist mit Bohrungen 5 für Schrauben zur Befestigung des Propellerflügels an einer Nabe versehen.

Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, bilden die kreuzweise verlaufenden Rippen 4 Felder, welche nach den Fig. 1 und 2 durch plattenförmige Teile 6 abgeschlossen sind. Die plattenförmigen Teile 6 sind durch Schweissnähte 7 mit dem Teil 1 bzw. den Rippen 4 verbunden. Dadurch entstehen zwischen dem Teil 1 und den plattenförmigen Teilen 6 Hohlräume 8, welche dem Propellerflügel die Eigenschaften eines Kastenträgers, d.h.

eine hohe Festigkeit und Steifheit bei geringem Gewicht, verleihen.

Entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 bis 3 kann jeder Hohlraum 8 durch einen besonderen plattenförmigen Teil 6 abgeschlossen sein. Diese Ausführungsform ist besonders für ganz grosse Propellerflügel geeignet. Es ist jedoch auch möglich, am Teil 1 streifenförmige Teile 6 zu befestigen, welche gleichzeitig mehrere Felder, z.B. eine Reihe von Feldern nach der Fig. 2, abschliessen.

Bei kleineren Propellern ist auch eine Ausführungsform möglich, bei welcher die einzelnen plattenförmigen Teile 6 durch eine einzige Platte ersetzt sind. Die Verbindung mit den Vorsprüngen kann dabei durch in der Platte ausgebildete Bohrungen erfolgen, die sich an der Stelle der Vorsprünge befinden und mit Schweissmaterial aufgefüllt werden, das die Platte mit den Vorsprüngen verbindet.

Die Fig. 4 zeigt in kleinerem Masstab eine derartige Ausführungsform des Propellerflügels. In diesem Fall sind die Vorsprünge nicht Rippen, sondern Zapfen 4'. Diese Ausführungsform ist hauptsächlich für kleinere Propellerflügel geeignet, bei welchen am Umfang des Teiles 1 und an den Zapfen 4' nur eine einzige Platte 6' befestigt ist. Die Platte 6 ist durch eine Schweissnaht 7' befestigt. Ausserdem sind in der Platte 6 an den Stellen der Zapfen 4' Bohrungen 10' ausgebildet, die mit Schweissmaterial aufgefüllt sind, welches die Platte 6 mit den Zapfen 4' verbindet.

PATENTANSPRUCH

Flügel eines Rotors einer hydraulischen Vorrichtung, welcher einen flanschartigen Fuss und ein daran anschliessendes Flügelblatt hat, das eine Saugseite und eine Druckseite, bezogen auf den Hauptbetriebszustand der Vorrichtung, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel aus mindestens zwei Teilen (1, 6, 1', 6') zusammengebaut ist, von denen ein erster Teil (1) den Fuss (3) und eine druckseitige Wand (2) des Flügelblattes sowie mindestens einen im wesentlichen zur Wand senkrechten Vorsprung (4, 4') enthält, der mit dem anderen, an der Saugseite des Flügelblattes angeordneten Teil (6, 6') fest verbunden ist, derart, dass zwischen beiden Teilen mindestens ein Hohlraum (8) besteht.

UNTERANSPRÜCHE 1. Flügel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung eine Rippe (4) ist, welche auf dem ersten Teil (1) Felder begrenzt.

2. Flügel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet,

dass er zweiteilig ist und dass der andere, an der Saugseite des Flügels angeordnete Teil eine Platte (6') ist.

3. Flügel nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Felder durch plattenförmige Teile (6) abgeschlossen sind, wobei ein Teil (6) höchstens zum Abschluss einer Reihe von Feldern dient.

4. Flügel nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Feld einzeln durch einen plattenförmigen Teil (6) abgeschlossen ist.

5. Flügel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, den Fuss (3), die druckseitige Wand (2) und den Vorsprung (4, 4') des Flügelblattes enthaltende Teil (1) ein Gusstück ist.

6. Flügel nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Teile (1, 6, 1', 6') durch Schweissen hergestellt ist.