DE1506395A1 - Rotierender schraubenfoermiger Schwimmer fuer Wasserfahrzeuge beliebiger Art - Google Patents

Description

Pat. Anm. P 15 06 385.3 9.12.1968

Anmelder: Marcel JUSTINIEN, Paris (Frankreich)

Rotierender Schwimmkörper zum Antrieb von Wasserfahrzeugen beliebiger Art.

Priorität: Frankreich vom 3o. November 1965 und 2. November 1966

Es sind bereits verschiedene Systeme von rotierenden schraubenförmigen Schwimmern vorgeschlagen worden, welche gleichzeitig die Schwimmfähigkeit und den Antrieb von Schiffen oder Wasserfahrzeugen bewirken. Die vorgeschlagenen Lösungen haben im allgemeinen nicht zu einem interessanten Betrieb und zu interessanten industriellen Anwendungen geführt, oder die bei Versuchen festgestellten, wenn auch sehr interessanten und einen wesentlichen Vorteil

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darstellenden Wirkungsgrade scheinen noch verbesserungsfähig, und es sind insbesondere die Fragen der Schwimmfähigkeit, der Stabilität und des Tiefgange in Funktion der gewählten technischen Lösungen, Abmessungen und F_ormen, des guten Eintauchens und Eindringens des eingetauchten Teils der Antriebsschwimmer in das Wasser aufgetreten, damit diese mit dem flüssigen Element so zusammenwirken, daß sie die größte Antriebskraft und die kleinste Wirbelbildung und den kleinsten Bewegungswiderstand ergeben. Diese Aufgaben sind wesentlich, und die Erfindung hat eine genau gekennzeichnete Vorrichtung zum Gegenstand, welche verbesserte und wirksame Lösungen hinsichtlich praktischer industrieller Anwendungen auf diesem Gebiet in dem Sinn eines wirklichen technischen Fortschritte ergibt, welcher über unanwendbare oder nicht industrielle Lösungen entsprechende theoretische Vorschläge hinausgeht.

Der erfindungsgemäße rotierende Schwimmkörper mit schraubenförmig verlaufenden Mantelflächen ist dadurch gekennzeichnet, daß er profilierte Enden aufweist und am Umfang besonders ausgebildete Vorsprünge besitzt, welche die Form von breiten hohlen Schwimmkörpern mit schraubenförmiger Abwicklung haben,

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welche den Vortrieb und die Schwimmfähigkeit bewirken, wobei diese Schwimmkörper an den beiden Endabschnitten der Länge des Schwimmers eine allmähliche spiralige Abwicklung und gleichzeitig eine schraubenförmige Abwicklung haben^ wobei die schraubenförmigen Schwimmkörper über die ganze Länge ihrer schraubenförmigen und spiraligen Abwicklung von einem Ende zum anderen des Schwimmers die gleiche Breite haben, wobei die zusammengezählten Breiten der Schwimmkörper an ihrem auf der gleichen Mantellinie des größten Durchmessers des Schwimmers liegenden Umfang eine Gesamtlänge darstellen, welche 45 bis 55% der Gesamtlänge von einem Ende des Schwimmers zum anderen entspricht.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung hat der Antriebsschwimmer ein Verhältnis Gesamtlänge/größter Durchmesser, welches je nach der Art der Wasserfahrzeuge, ihrer Anwendung und der Art der bei der Herstellung der Schwimmer benutzten Materialien zwischen 1/6 und 1/7 liegt. Die Ganghöhe der schraubenförmigen Schwimmkörper kann zwischen den 2,8-fachen und 4-fachen des größten Durchmessers des rotierenden Antriebsschwimmers liegen, und der spiralige und schraubenförmige Abschnitt an den

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Enden hat eine Länge, welche etwa der Ganghöhe entspricht, bevor er den größten Durchmesser erreicht.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung hat der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schwimmkörpern mit spiraliger und schraubenförmiger Abwicklung einen dreieckigen Querschnitt, wobei die Höhe des dreieckigen Zwischenraums 30 bis 35% des größten Durchmessers beträgt, während die Abmessung an der Basis dieses dreieckigen Querschnitts 50% des größten Durchmessers erreichen kann, je nach der angegebenen Veränderung der Ganghöhe der schraubenförmigen Schwimmkörper.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung kann der Zwischenraum mit Dreieckquerschnitt zwischen zwei benachbarten Schwimmkörpern verschiedene Winkelanordnungen der schrägen Flanken der Schwimmkörper aufweisen.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung sind Zugangsplattformen, welche auch Schutzschirme und einen Stoßdämpfer bilden, über den rotierenden schraubenförmigen Schwimmern angebracht.

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Unter Berücksichtigung der obigen Merkmale haben insbesondere die Widerstandsfähigkeit gegen die ungleichen Wasserdrücke betreffenden Untersuchungen und Berechnungen zu einer Ausführungsabwandlung geführt, bei welcher die auf den Durchmesser bezogenen Abmessungsverhältnisse zur Ausrüstung von Wasserfahrzeugen verändert sind, bei welchen die Fahrtgeschwindigkeit als erste Eigenschaft gesucht wird, wobei es wohlverstanden ist, daß die obigen Kenngrößen des schraubenförmigen Schwimmers ihr Interesse für die Herstellung von Wasserfahrzeugen beibehalten, bei welchen die Fahrgeschwindigkeit nicht an erster Stelle steht.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber erläutert.

Fig. 1 ist eine von der Seite gesehene Gesamtansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen rotierenden schraubenförmigen Schwimmers.

Fig. 2 zeigt einen Axialschnitt eines Endes.des gleichen rotierenden schraubenförmigen Schwimmers in größerem Maßstab.

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Fig. 3 ist eine Ansicht auf das Ende längs der Linie 3-3 der Fig. 2.

Fig. 4 zeigt in einem Längsschnitt in größerem Maßstab Teilansichten verschiedener Formen des dreieckigen Zwischenraumes zwischen zwei schraubenförmigen Schwimmkörpern.

Fig. 5 ist eine schaubildliehe Ansicht des Endes des in Fig_o 1 dargestellten rotierenden schraubenförmigen Schwimmers in größerem Maßstab.

Fig. 6 und 7 sind eine Seitenansicht bzw. eine Vorderansicht, welche in größerem Maßstab Beispiele von Ablenkplattformen für Wasserfahrzeuge mit rotierenden schraubenförmigen Schwimmern zeigen.

Fig. δ ist eine Seitenansicht einer Ausführungsabwandlung eines rotierenen schraubenförmigen Schwimmers.

Fig. 9 ist ein zu dem Winkel der Schwimmkörper und ihren Nuten senkrechter schräger Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 8.

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Fig. 10 ist eine gemäß der Linie 10-10 der Fig. 8 gesehene Ansicht des Endes des Schwimmers.

Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 8 in der Nähe eines Endes des Schwimmers senkrecht zu der Achse desselben.

Fig. 12 zeigt in einer schematischen Seitenansicht in kleinerem Maßstab die Anordnung von zwei Schwimmern auf der gleichen Achse mit einem dazwischengeschalteten Antriebsmotor.

Die Eigmnschaften eines Wasserfahrzeugs mit rotierendem schraubenförmigen Schwimmer und insbesondere seine Möglichkeiten hinsichtlich seiner Fahrtgeschwindigkeit sind eng an die Notwendigkeit gebunden, einen geringsten Tiefgang bei einem größten eingetauchten Volumen zu haben, wobei eine Umfangsform mit Vorsprüngen ausgenutzt wird, welche den größten Vortrieb und die geringste Wirbelbildung und den kleinsten Fahrtwiderstand gewährleisten.

Hierfür hat der erfindungsgemäße rotierende schraubenförmige, im ganzen mit 1 bezeichnete Schwimmer die allge-

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meine Form eines hohlen Zylinders. Gemäß einem wesentlichen Kennzeichen ist dieser Schwimmer so geformt, daß er am Umfang hohle Schwimmkörper la aufweist, welche sich längt des Körpers 1 gemäß einer schraubenförmigen Abwicklung mit einer Ganghöhe P erstrecken. Dieser Schwimmer erzeugt einerseits die Schwimmfähigkeit und andererseits den Vortrieb des Wasserfahrzeugs, welches im allgemeinen mit mehreren Schwimmern ausgerüstet wird, z.B. zwei parallelen Schwimmern, oder zwei parallelen Gruppen, deren jede zwei in einer Flacht liegende Schwimmer aufweist.

Die Länge L des Körpers 1 wird in Funktion des größten Durchmessers D des AntriebsSchwimmers bestimmt. Diese Länge kann in Bezug auf den Durchmesser D zwischen Verhältnissen L/D schwanken, welche zwischen etwa 1/6 für Wasserfahrzeuge, welche leicht sein sollen, und von denen besondere Leistungen erwartet werden, und 1/7 für Fahrzeuge, welche besondere Leistungen erreichen oder bedeutenden ungleichen Drücken widerstehen sollen, liegen. Die großen Verhältnisse verringern den Bewegungswiderstand in der Längsrichtung, so daß dann der Schwimmer durch einen in Fig. 2 gestrichelt dargestellten mittleren Zylinder verstärkt werden kann. Diese Verhältnisse von 1/6 und 1/7

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D zwischen dem größten Durchmesser/des Schwimmers und seiner Länge L sind bevorzugte Verhältnisse, welche dem Schwimmer einen kräftigen Aufbau in der Längsrichtung und eine gute Widerstandsfähigkeit gegen die auf ihn wirkenden Torsionskräfte und ungleichen Drücke erteilen. Es ist ferner zu bemerken, daß das Verhältnis zwischen dem größten Durchmesser D des Schwimmers und seiner Länge L auch in Funktion der zur Herstellung des Schwimmers gewählten Materialien veränderlich sein kann. Diese Materialien können Stahlblech, Leichtlegierungen, Kunststoff, eine aufblasbare Hülle usw. sein, je nach den entsprechend der Bestimmung des Wasserfahrzeugs gesuchten Eigenschaften.

Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung begrenzt ein bestimmtes größtes Verhältnis in der Größenordnung von 1/4 zwischen dem Durchmesser des Schwimmers und der Höhe des Tiefgangs die Höhe H des Tiefgangs, welche aufrechterhalten werden muß, wenn das Wasserfahrzeug normal belastet ist«. Dieser Tiefgang hängt unmittelbar von dem eingetauchten Volumen des Schwimmers ab, welches etwa einem Achtel des Gesamtvolumens des Schwimmers entsprechen soll.

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Dieses Verhältnis von 1/4 zwischen dem Tiefgang und dem Durchmesser des Schwimmers wird unter Berücksichtigung des Durchmessers D des Schwimmers sowie der Zahl der schraubenförmigen Schwimmkörper oder der Breite dieser Schwimmkörper und hauptsächlich der Gesamtlänge der eingetauchten Schwimmkörper erhalten. Alle diese Abmessungen stehen in unmittelbarer Beziehung miteinander und bilden auch die Basis, welche gestattet, das eingetauchte Volumen auf etwa 1/4 des größten Durchmessers des Schwimmers zu begrenzen, was etwa 1/7,5 oder 1/8,8 des Volumens eines regelmäßigen Zylinders entspricht, welcher den gleichen größten Durchmesser und die gleiche Länge wie der schraubenförmige Schwimmer hat.

Der Schwimmer 1 besitzt mehrere schraubenförmige Schwimmkörper, um die obigen Merkmale und die gewünschten Ergebnisse zu erreichen. Das Vorhandensein von mehreren schraubenförmigen Schwimmkörpern hat zweifellos eine Vergrößerung der tangentialen Widerstände zur Folge, welche die mögliche Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs verringern. Das Bindringen in das Wasser und die Anpassung an dasselbe werden dagegen verbessert und erzeugen eine größere Widerstandsfähigkeit gegen die Drehmomente, welche beim Anfahren des Wasserfahrzeugs auftreten, oder wenn dieses als Zugorgan,; benutzt wird.

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Die Zahl der schraubenförmigen Schwimmkörper hängt von der Bestimmung des mit erfindungsgemäßen Antriebsschwimmern ausgerüsteten Wasserfahrzeugs ab. So kann für ein schnelles Fahrzeug die Zahl der schraubenförmigen Schwimmkörper auf zwei herabgesetzt werden, während bei einem Fahrzeug, welches bei jedem Anfahren eine bedeutende Trägheitskraft überwinden muß oder häufig anhält und anfährt, die Zahl der schraubenförmigen Schwimmkörper z.B. zwischen 3 und 6 liegen kann. Im Grenzfall kann ein Schwimmer mit einem einzigen schraubenförmigen Schwimmer benutzt werden.

Ferner ist zu bemerken, daß je nach der Bestimmung des Wasserfahrzeuge die Ganghöhe des schraubenförmigen Schwimmkörpers la in Verhältnissen schwankt, welche größenordnungsmäßig zwischen dem 2,8-fachen und 4-fachen des Durchmessers des Schwimmers liegen. Diese Ganghöhe, welche auch von der Zahl der schraubenförmigen Schwimmkörper und dem Zwischenraum zwischen ihnen abhängt, erteilt dem Fahrzeug die gewünschten Eigenschaften. Zwischen dem Motor und den Schwimmern kann ein Getriebekasten mit mehreren Übersetzungsverhältnissen eingebaut werden, um den Antrieb der Schwimmer unter

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den günstigsten Bedingungen für die verschiedenen Betriebsbedingungen sicherzustellen.

Die schraubenförmigen Schwimmkörper haben im Querschnitt das Profil eines Trapezes, dessen kleine Grundseite die am Umfang liegende Abstützfläche Ib bildet, deren Mantellinie parallel zu der Achse des Schwimmers ist und welche in das Wasser eintritt. Auf jeder Seite der Fläche Ib bilden seitliche schräge Flanken Ic zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schwimmkörpern eine Vertiefung mit Dreieckquerschnitt, in welcher das Wasser die den Vertrieb des Fahrzeugs bewirkenden Schubkräfte ausübt.

Die Breite der Fläche Ib der Schwimmkörper wird genau bestimmt, da sie ein Grundelement ist, welches unmittelbar die Höhe des Tiefgangs, die Schwimmfähigkeit und den Wirkungsgrad des Fahrzeugs beeinflußt. Diese Breite der Fläche Ib der schraubenförmigen Schwimmkörper hängt offenbar von der Bestimmung des Fahrzeugs, dem Durchmesser des Schwimmers, der Zahl der Schwimmkörper, der Ganghöhe und schließlich dem Volumen des Schwimmers in Funktion seines Gewichts und der für seine Ausführung benutzten Materialien ab·

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Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung ist jedoch diese Breite der Fläche Ib von einem Ende des Schwimmers zum anderen konstant und gleichmäßig. Nur die Kanten sind zu Beginn und am Ende eines jeden Schwimmkörpers so abgerundet, daß die gleiche Ganghöhe in den spiraligen Endabschnitten und in dem schraubenförmigen mittleren Abschnitt beibehalten wird. Die Summe der Breiten der eingetauchten Flächen Ib (L in Fig. 1) wird genau bestimmt, da sie ein Grundelement ist, welches zur Berechnung des Trägervolumens sowie zur Begrenzung des Tiefgangd des eingetauchten Volumens dient. Hierfür wird diese Gesamtlänge L auf 45 bis 55% der Gesamtlänge des Schwimmers festgelegt. Diese Grenzverhältnisse müssen bei beliebiger Zahl von schraubenförmigen Schwimmkörpern eingehalten werden.

Als Ausführungsabwandlung wird auf der Fläche Ib eine in Fig. 2 gestrichelte dreieckige schwach vorspringende Form vorgesehen, deren Kante If_- den Angriff im Wasser (Schwimmer mit Selbstantrieb) erhöht und die Drehzahl der Fahrtgeschwindigkeit entsprechen läßt (Schwimmer mit Selbstdrehung), so daß der "Austrittsverlust" vermieden oder verringert wird.

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Auf die zwischen den schraubenförmigen Schwimmkörpern la durch ihre schrägen Flanken Ic gebildeten dreieckigen Vertiefungen wirkt der Schub des Wassers, welcher den Antrieb des Wasserfahrzeugs erzeugt. D_as Dreieckprofil kann daher ebenfalls entsprechend der Bestimmung des Wasserfahrzeugs verändert werden. Beispielhalber sind in Fig. drei verschiedene Dreieckprofile dargestellt, welche zwischen zwei benachbarten schraubenförmigen Schwimmkörpern gebildet werden können.

Das Profil T hat die Form eines regelmäßigen gleichschenkligen Dreiecks, dessen Höhe h gleich einem Drittel des Durchmessers D des Schwimmers sein kann, wobei die Länge der Basis e zwischen den Seiten Ic 50% des Durchmessers D des Schwimmers entsprechen kann. Die Flanken oder schrägen Seiten l£ sind dann gleich und haben die gleiche Schräglage.

Bei dem Profil T , bei welchem die Dreieckform etwa einem rechtwinkligen Dreieck entspricht, ist die hintere Flanke l£* des Schwimmkörpers gerade und liegt senkrecht zu der Wasserebene. Ein derartiges Profil ist besonders bei Wasserfahrzeugen geeignet, welche mit Selbstantrieb arbeiten, wobei dann der Schwimmer unmittelbar durch einen Motor .d.dgl. angetrieben wird.

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Das Profil T ist dem Profil T entgegengesetzt, da hier die vordere Flanke Ic¹¹ des Schwimmkörpers gerade ist und senkrecht zu der Wasserfläche liegt. Dieses Profil wird bei Wasserfahrzeugen vorgesehen, deren Schwimmer ohne unmittelbaren Antrieb durch einen Motor frei drehbar sind.

Die obigen bevorzugten Dreieckprofile für die zwischen den schraubenförmigen Schwimmkörpern gebildeten Vertiefungen sind natürlich nur beispielhalber beschrieben und schließen nicht andere für einen besseren Wirkungsgrad besser geeignete Profile aus. Es ist jedoch zu bemerken, daß erfindungsgemäß für die Höhe des dreieckigen Zwischenraums ein Wert von 30 bis 35% des Durchmessers des Schwimmers festgelegt wird, während die den dreieckigen Vertiefungen zu gebende Breite 50% des größten Durchmessers des Schwimmers erreichen kann.

Jedes Ende des schraubenförmigen Schwimmers ist zweckmäßig profiliert. Die Enden des Schwimmers besitzen eine Kugelkalotte Id, welche durch einen kegelstumpfförmigen Abschnitt le_ verlängert wird, welcher eine solche Schräglage hat, daß er sich an den Neigungswinkel des Schraubenganges der Schwimmkörper anschließt. Dieses spiralige Profil reicht etwa über eine Umdrehung von dem Ansatz des schraubenförmigen Schwimmkörpers aus, bevor es den größten

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Durchmesser erreicht. Der Durchmesser des Schwimmkörpers nimmt allmählich über diese spiralige Zone zu, seine Breite wird jedoch von Anfang an erreicht und bleibt über die Gesamtheit seiner schraubenförmigen und spiraligen Abwicklung konstant und gleichmäßig.

Axial tritt durch den Schwimmer 1 eine Welle 2, auf welcher er befestigt ist. Der Schwimmer 1 kann jedoch unmittelbar so ausgebildet sein, daß er an jedem Ende eine zylindrische Lagerfläche besitzt, welche seine Lagerung in entsprechenden Lagern ermöglicht.

Der erfindungsgemäße schraubenförmige Schwimmer kann offenbar zur Herstellung von Wasserfahrzeugen beliebiger Art benutzt werden, welche für einzelne oder kollektive See- oder Flußtransporte verwendet werden.

Die mit diesen schraubenförmigen Schwimmern versehenen Wasserfahrzeuge können einen einzigen Schwimmer oder mehrere an einem Gestell in mehreren parallelen Reihen angeordnete Schwimmer aufweisen. Die parallel angeordneten¹ Schwimmer haben vorzugsweise einen gegensinnigen Gang, um

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ihnen eigentümliche Richtungsabweichungen zu berichtigen. Diese Berichtigung kann jedoch auch bei Schwimmern mit gleichsinnigen Gang durch das Steuerruder oder eine Steuerflosse erfolgen.

In Fig. 6 und 7 ist beispielhalber die Anbringung von Schwimmern an einem Wasserfahrzeug dargestellt. Bei dieser Anordnung sind zwei schraubenförmige Schwimmer 1 parallel zwischen zwei Armen B angeordnet, welche die Gleitlager oder Wälzlager zur Aufnahme des Endes der Wellen 2 tragen. Die Arme B sind auf beliebige bekannte Weise an den unteren Teil eines schematisch bei E dargestellten Schiffskörpers befestigt. Zweckmäßig werden an jeder Seite des Rumpfs über den Schwimmern 1 Zugangsplattformen angebracht, welche auch die durch die Drehung der Schwimmer erzeugten Wasserspritzer verhindern. Diese Plattformen können auf beliebige bekannte Weise ausgeführt sein, sie sind jedoch vorzugsweise leicht aber kräftig. Sie stehen etwas über die Gesamtabmessungen des Wasserfahrzeugs vor, und eine Randeinfassung 4 aus einem halbstarren Werkstoff überdeckt die Außenkante, so daß sie einen das Fahrzeug schützenden Stoßdämpfer bildet.

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Al

Ferner besitzen diese Plattformen 3 in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs einen Anstellwinkel X, welcher größenordnungsmäßig z.B. 1 bis 2 Grad in Bezug auf die waagerechte Achse des Schwimmers betragen kann. Ein derartiger Winkel kann den Tiefgang etwas verringern, wenn das Fahrzeug mit voller Geschwindigkeit fährt und der Luftwiderstand und die Wasserspritzer, welche auf diese Plattformen wirken, das Fahrzeug anzuheben suchen und hierdurch die gewünschte Wirkung erzeugen. Es ist klar, daß das Wasserfahrzeug je nach seiner Länge eine einzige oder mehrere hintereinander in ähnlicher Weise angeordnete Plattformen aufweisen kann.

Ferner ist zu bemerken, daß die schraubenförmigen Schwimmer entweder frei drehbar sind (Segelfahrzeuge, geschleppte Fahrzeuge, Fahrzeuge mit Außenbordmotor), oder unmittelbar durch eine beliebige mechanische Vorrichtung oder einen Motor mit zwischen 120 und 800 U/m liegenden Drehzahlen angetrieben werden können. In diesem zweiten Fall kann die Antriebsvenrichtung, wie bereits angegeben, durch einen Getriebekasten, oder Bremsorgane oder andere Zubehörteile ergänzt werden. Ferner ist zu bemerken, daß bei mit zwei oder mehr als zwei in parallelen Reiken angeordneten

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Schwimmern (Flg. 7) ausgerüsteten Wasserfahrzeugen Schwimmer eines einzigen Typs benutzt werden können, bei welchen nur der Drehsinn von einer Reihe zur anderen umgekehrt werden muß.

Ferner können in Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellte dichte Wände 5 entweder lotrecht oder mit einer bestimmten Schräglage in Bezug auf die Längsachse 2 angeordnet werden. Der Schwimmer kann eine oder mehrere Zwischenwände aufweisen, vorzugsweise zwei dichte Zwischenwände, welche in dem zylindrischen Hohlraum liegen, welcher von den Schwimmkörpern im Zentrum des Schwimmers freigelassen wird, und welche innen den Schwimmer in dichte Einzelabteilungen unterteilen. Das Wasser kann dann bei einer Beschädigung des Schwimmers nicht in den ganzen Schwimmer eintreten, so daß die Schwimmfähigkeit des Fahrzeugs nicht gefährdet wird. Ferner kann zur Verbesserung der Sicherheit und der Unsinkbarkeit des Fahrzeugs der Rumpf oder die Karosserie desselben ebenfalls dicht sein.

Bei der in Fig. 8 bis 12 dargestellten Ausführungsabwandlung ist der rotierende schraubenförmige, im ganzen mit bezeichnete Schwimmer in erster Linie durch folgende Abmessungsverhältnisse gekennzeichnet, welche auf den

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gleichen obigen größten das Grundelement bildenden Außendurchmesser bezogen sind:

- Die Gesamtlänge Lr ist gleich D χ 5,2 bis 5,3. Dies ergibt eine geringere Länge für den gleichen Durchmesser D, oder ggfs. einen größeren Durchmesser für die gleiche Länge.

- Die längs einer Mantellinie des Außendurchmessers D gemessene Breite 1 eines jeden Schwimmkörpers wird durch die Beziehung: 1 « D χ 1,16 bis 1,20 angegeben.

- Der längs einer Mantellinie des Außendurchmesaers D gemessene Zwischenraum e zwischen zwei Schwimmkörpern la ist etwa gleich der Hälfte der Breite 1., d.h. e - .1/2.

- Die Ganghöhe P der schraubenförmigen Schwimmkörper wird durch Multiplikation des Durchmessers D mit 3,5 bis 3,6 erhalten, d.h. P-Dx 3,5 bis 3,6.

- Die Höhe H des Tiefgangd bei normaler Belastung ist etwa gleich dem Viertel des Durchmessers D, d.h. H - D/4.

Da infolge dieser veränderten Abmessungsverhältnisse die Schwimmer im Verhältnis zu ihrem Durchmesser D kftrzer sind, sind sie gleichzeitig kräftiger und leichter bei gleicher

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Dicke. Wie nämlich oben bereits angegeben, sind die rotierenden schraubenförmigen Schwimmer vorzugsweise hohl und aus einem beliebigen Werkstoff mit den erforderlichen Eigenschaften angefertigt. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, in gewissen Fällen die Schwimmer mit vollen Formen aus leichten und genügend widerstandsfähigen Werkstoffen auszuführen (z.B. aus Polyurethan mit einem Umfangsaufstrich).

Es ist zu bemerken, daß das Gestell des mit derartigen rotierenden schraubenförmigen Schwimmern ausgerüsteten Wasserfahrzeugs ebenfalls kürzer und leichter und auch widerstandsfähiger ist.

Ferner ist bei gleichem Winkel der schraubenförmigen Schwimmkörper die Ganghöhe P im Vergleich etwas größer, so daß eine größere Geschwindigkeit bei gleicher Drehzahl unter Verringerung der tangentialen Widerstände erzielt wird.

Gemäß einer besonderen Ausbildung der Nut, welche zwischen den Schwimmkörpern durch die Schwimmkörperflanken Ic - Ic¹

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oder l£ - lc¹' gebildet wird, wobei die Seiten lc_^f oder Ic¹', die durch das Zentrum oder die allgemeine Achse des Schwimmers gehende senkrechte oder nahezu senkrechte Seite ist, während die Seite lc die schräge Seite ist, bildet die Seite Ic mit der Seite Ic/ einen größeren Winkel ÖL an den Enden des Schwimmers, wie in Fig. 1 dargestellt, wodurch der "Angriff" des Schwimmers in dem flüssigen Element auf der S_eite des Vorderendes vergrößert und eine Drosselung des Flüssigkeitsfadens und eine Bremsung auf der Seite des Hinterendes verhindert wird.

Hierbei ist auf die Besonderheit der obigen Ausbildung hinsichtlich des Querschnittprofils G zwischen den Schwimmkörpern hinzuweisen, welches die Form eines rechtwinkligen oder fast rechtwinkligen Dreiecks hat, bei welchem eine Seite Ic* oder Ic*' gerade ist und durch das Zentrum des Schwimmers geht, wie dargestellt. Die Seite Ic¹ und Ic*' bildet die vordere bzw. die hintere Flanke der Schwimmkörper, je nach der Bewegungsrichtung des Schwimmers und der Bewegungsart mit Selbstantrieb oder mit freier Drehung. Diese Form der Nut und die Ausbildung der Flanken gewährleisten einen besseren "Angriff" des Schwimmers in dem Hasser und verringern den Austrittsverlust oder die

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"Rutschwirkung¹¹.

In Fig« 12 ist eine Anordnung mit zwei schraubenförmigen identischen, gemäß der obigen Ausführungsabwandlung ausgebildeten Schwimmern 1 dargestellt. Diese Schwimmer sind hintereinander angeordnet und insbesondere für Wasserfahrzeuge mit großer Wasserverdrängung bestimmt. Der Antriebsmotor M ist z.B. für den Antrieb der Welle zwischen den beiden Schwimmern angeordnet.

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Claims (19)

Patentansprüche

1. Rotierender Schwimmkörper zum Antrieb von Wasserfahrzeugen beliebiger Art mit schraubenförmig verlaufenden Mantelflächen, dadurch gekennzeichnet, daß er profilierte Enden aufweist und am Umfang besonders ausgebildete Vorsprünge besitzt, welche die Form von breiten hohlen Schwimmkörpern (la) mit schraubenförmiger Abwicklung haben, welche den Vortrieb und die Schwimmfähigkeit bewirken, wobei diese Schwimmkörper an den beiden Endabschnitten der Länge des Schwimmers eine allmähliche spiralige Abwicklung und gleichzeitig eine schraubenförmige Abwicklung haben, wobei die schraubenförmigen Schwimmkörper über die ganze Länge ihrer schraubenförmigen und spiraligen Abwicklung von einem Ende des Schwimmers zum anderen die gleiche Breite haben, wobei die zusammengezählten Breiten der Schwimmkörper an ihrem auf der gleichen Mantellinie des größten Durchmessers des Schwimmers liegenden Umfang eine Gesamtlänge darstellen, welche 45 bis 55% der Gesamtlänge von einem Ende des Schwimmers zum anderen entspricht.

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Vs

2.· Schwimmkörper nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß seine Gesamtlänge zu dem größten Durchmesser je nach der Art der Wasserfahrzeuge, Ihrer Anwendung und der Art der bei der Herstellung der Schwimmer benutzten Materlallen In einem zwischen 1/6 und 1/7 liegenden Verhältnis steht.

3. Schwimmkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ganghöhe der schraubenförmigen Schwimmkörper (la) zwischen dem 2,8-fachen und 4-fachen des größten Durchmessers des rotierenden AntriebsSchwimmers liegt, und daß der spiralige und schraubenförmige Abschnitt an den Enden eine sich etwa über eine Ganghöhe erstreckende Länge hat, bevor er den größten Durchmesser erreicht.

4. Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schwimmkörpern (la) mit spiraliger und schraubenförmiger Abwicklung einen dreieckigen Querschnitt hat (Fig. 4).

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5. Schwimmkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung (c) der Basis des Dreieckquerschnitts 50% des größten Durchmessers des Schwimmers erreichen kann, während die Höhe (h) des DreieckquerSchnitts 30 bis 35% des größten Durchmessers des Schwimmers beträgt.

6. Schwimmkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum mit Dreieckquerschnitt zwischen zwei benachbarten Schwimmkörpern (la) mit verschiedenen Winkelstellungen der schrägen Flanken der Schwimmkörper gebildet sein kann (Fig.4).

7. Schwimmkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Schwimmkörpern (la) einen regelmäßigen Dreieckquerschnitt hat, dessen die Flanken der Schwimmkörper bildende Seiten einem gleichschenkligen Dreieck angehören oder einen Querschnitt in Form eines unregelmäßigen oder eines rechtwinkligen Dreieck· (Fig· 4).

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8. Schwimmkörper nach Anspruch 1 für Wasserfahrzeuge, bei welchen hauptsächlich eine hohe Fahrtgeschwindigkeit gesucht wird, gekennzeichnet durch folgende auf den größten Außendurchmesser des Schwimmers bezogene Abmessungsverhältnisse:

a) die Gesamtlänge (Lr) ist gleich dem 5,2-fachen bis 5,3-fachen des größten Außendurchmessers (D), d.h. Lr ■ D χ 5,2 bis 5,3;

b) die einer längs einer Mantellinie des Außendurchmessers gemessene Breite (1) eines jeden Schwimmkörpers (la) ist durch die Beziehung gegeben: 1 - D χ 1,16 bis 1,20;

c) der zwischen zwei Schwimmkörpern längs einer Mantellinie des Außendurchmessers gemessene Zwischenraum (e_) ist durch die Gleichung gegeben: e - i

d) die Höhe (h) des der Querschnittsform der

Nut zwischen zwei Schwimmkörpern entssprechenden

Dreiecks
etwa rechtwinkligen/genügt der Beziehung :

h - D/3 bis 3,1;

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e) die Ganghöhe (P) des schraubenförmigen Schwimmkörpers genügt der Beziehung: P - D χ 3,5 bis 3,6j

£) die Höhe (ti) des Tiefgangs bei normaler Belastung ist etwa gleich dem Viertel des Durchmessers, d.h. H - D/4.

9.) Schwimmkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Nut zwischen den Flanken der beiden Schwimmkörper gebildete Winkel an den Enden des Schwimmers größer ist (Fig. 11), wobei diese Vergrößerung des Werts des Winkels die schräge Flanke betrifft, während die andere Flanke stets etwa durch das Zentrum des Schwimmers geht.

10.) Anordnung mit Schwimmkörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei schraubenförmige Schwimmer auf der gleichen Welle .in einer Flcraht angeordnet sind, wobei der Antriebsmotor zwischen den Schwimmern angebracht iet. (Fig· 12)

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11.) Anordnung mit Schwimmkörpern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß über den rotierenden schraubenförmigen Schwimmern (1) Zugangsplattformen (3, Fig. 7) angeordnet sind, welche gleichzeitig Schutzschirme und Stoßdämpfer bilden.

12.) Anordnung mit Schwimmkörpern nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Plattformen (3, Fig. 6) hintereinander mit einem geringen Anstellwinkel (x) in Bezug auf die Längsachse der schraubenförmigen Schwimmer angeordnet sind.

13.) Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er ans Stahlblech, Leichtlegierung, Kunststoff oder in Form einer aufblasbaren Hülle ausgeführt ist.

14.) Wasserfahrzeug mit wenigstens einem Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere schraubenförmige Schwimmer (1) in parallelen Reihen angeordnet sind, deren Gangrichtung gegensinnig oder ggfs. gleichsinnig ist.

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15.) Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er frei drehbar ist.

16.) Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er durch eine beliebige mechanische durch einen Motor oder die menschliche Kraft betätigte Vorrichtung in Umdrehung versetzt wird, welche durch ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, Bremseinrichtungen, Steuerruder, Steuerflossen usw. vervollständigt ist.

17.) Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er innen durch eine oder mehrere zu der Längsachse senkrechte oder schräge Wände (5) unterteilt ist, welche den Schwimmkörper in dichte Abteilungen unterteilen.

18.) Wasserfahrzeug mit Schwimmkörpern gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sein Rumpf oder seine Karosserie ebenfalls dicht ist.

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19.) Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine in dem mittleren Abschnitt der Umfangsflächen der schraubenförmigen Schwimmkörper (la) vorgesehene dreieckige Kante (If, Fig. 2).

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