DE1556851A1 - Schiffsschraube - Google Patents

Description

• Schiff ss chraub e .Als Antriebsorgan für Schiffe sind Schiffsschrauben in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Für den Antrieb eines vorgegebenen Schiffes mittels einer Schiffsschraube gibt es eine optimale Lösung. Wenn die Drehzahl der Schiffsschraube vorgegeben ist, so ergibt sich für die Schiffsschraube ein optimaler Durchmesser. In dem Fall,walnder Durchmesser der Schiffsschraube vorgegeben ist, erhält man eine optimale Drehzahl. Um die Wirkung der Schiffsschraube zu erhöhen, ist es bekannt, vor oder hinter der Schiffsschraube Leiteinrichtungen anzuordnen oder die Schraube mittels eines Mantelkörpers zu umgeben oder zwei gegenläufige oder gleich drehende Schrauben auf einer gemeinsamen Welle anzuordnen. Letztere Schraubenanordnung ist unter der Bezeichnung. Tandempropeller bekannt. Ferner ist es auch bekannt, feste Zeiteinrichtungen zu verwenden, um den Wirkungsgrad der Schiffs-' schraube zu verbessern. Neben mehrflügeligen leitein:richtungen ist es bekannt, den Achtersteven oder die Vorderkante des Ruders zu verwinden, um hierdurch eine kleine Zeitwirkung zu erzielen. Da die hiermit erwartete Verbesserung des Wirkungsgrades jedoch bei großen Schiffen gering ist, wird diese Ausführungsform in der Praxis kaum verwirklicht. Darüber hinaus ist es bekannt, hinter der Schiffsschraube eine um die gleiche Achse rotierende Turbine anzuordnen. Durch diese Turbine, die dem Schraubenstrahl Energie entnimmt, wird eine zweite mit der Turbine fest verbundene Schraube angetrieben, deren Durchmesser größer bemessen ist, als der Durchmesser #er primären Schraube. Dieser Ausführungsform liegt die Überlegung zugrunde, eine Drehzahluntersetzung außerhalb des Schiffes unterzubringen und ein hydromechanisches Getriebe mit dem Antriebsorgan zu einem kombinierten Organ zu vereinigen. Etwa die gleichen Überlegungen liegen dem bekannten Vorschlag zugrunde, eine axial durchströmte Kreiselmaschine für den Schiffsantrieb oder für Pumpen mit einem hydromechanischen Getriebe zu kombinieren. Demgegenüber ist es das Ziel der Erfindung, eine Schiffsschraube mit einem dieser vor- oder nachgeschalteten Zeitrad zu schaffen) bei dem Turbine und sekundäre Schraube bei gleichzeitiger Erhöhung des Schraubenwirkungsgrades zu einem einzigen Organ, dem rotierenden Zeitrad, vereinigt sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungegemäß eine Schiffsschraube vorgeschlagen, beider - und hierin besteht die Erfindung - das durch die Energie des strömenden Wassere angetriebene Leitrad auf einer jfelle freifliegend gelagert ist und die Leitradflügel im Bereich des Strahles der Schraube turbinenschaufelartig und außerhalb dieses Bereiches propellerflügelarti t7 rrnfi l i prt Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das mit turbinenschaufelartigen und den propellerartigen Profilen versehene Zeitrad zwischen den beiden angetriebenen Schrauben eines Tandempropellers auf der Schraubenwelle freidrehend gelagert angeordnet. Leitrad kann jedoch auch hinter den beiden Schrauben des Tandempropellere freidrehend auf der Antriebswelle gelagert sein. Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Zeitrad, um es in einem großen Durchmesser ausführen zu können, auf einem Lagerzapfen freifliegend gelagert, der in vertikaler Richtung höhehverstellbar ausgebildet ist. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Propeller mit nachgeschaltetem Zeitrad unter Angabe des Schraubenstrahlbereiches in einer Seitenansicht, Fig. 2 ein Schaubild, in dem der Schubge. winn in Abhängigkeit von der Drehzahl des Leitrades aufgezeigt ist, Fig. 3 eine weitere Ausführungsferm eines @@Repe11 ers irit nachgeschaltetem Eei, trad, das in vertikaler Richtung verschiebbar ausgebildet ist in einer Seitenansicht, Fig. 4 ein Tandempropeller mit nachgeschaltetem Leitrad in einer Seitenansicht und Fi&. 5 .ein in einem Mantelgehäuse angeordneter Propeller mit Zeitrad, teils in Ansicht, teils im. Schnitt. In den Fig. 1, 3 und ,4 ist mit ho ein Teil eines Schiffsrumpfes -und mit 11 ein Teil der Antriebswelle bezeichnet, die mit einem Antrieb in Verbindung steht und die in an sich bekannter Weise ,durch den Schiffssteven hindurchfährt ist sowie@an ihren freien Ende eine Schiffsschraube 12 bekannter Bauart trägt: Dem Propeller 12 kann ein Zeitrad 13 vor- oder nachgeschaltet sein. Das Leitrad 13 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 auf der Antriebswelle 11, jedoch freifliegend gelagert; es nimmt an der Umdrehung der Welle 11 nicht teil. Die Flügel des Zeitrades 13, das nur durch die Energie des strömenden Wassers angetrieben wird, sind im Bereich des Strahles der Schraube 12 als Turbinenschaufelnund außerhalb dieses Bereiches als Propellerflügel ausgebildet. Der turbinenschaufelartig ausgebildete Zeitradabschnitt ist bei 14 und der propellerflügelartig ausgebildete Abschnitt bei 15 angedeutet. Gemäß der Erfindung wird ein mit unterschiedlichen Profilierungen 14, 15 versehenes. Leitrad 13, das um die Schraubenachse rotiert und vor oder hinter der Schraube 12 angeordnet ist, verwendet. Das Zeitrad 13 weist Epgenüber der Schraube 12 eine niedere Umdrehungszahl auf; es dreht langsamer. Aufgrund dieser Anordnung wird eine hydromechanische Untersetzung erhalten, bei der die dem Schraubenstrahl in dem Turbinenteil entnommene Energie sofort in dem Propellerteil 15 des Zeitrades 13 verarbeitet und zur Erzeugung eines zusätzlichen Schubes benutzt wird. Dadurch, daß Turbine und sekundärer Propeller in einem Leitrad zu einem einzigen Organ vereinigt sind, werden die unvermeidlida.en Energieverluste sehr klein gehalten.
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  für

  gebenen Leitraddurchmesser das Leitrad/verschiedene

  Drehzahlen dimensioniert wird, wird eine optimale ILösung bei einer optimalen Drehzahl des Leitrades 13 erhalten. Der optimale Gewinn ist um ein Mehrfaches größer als der durch die bekannten Leiteinrichtungen und bei Schrauben getroffenen Anordnungen erzielbare Gewinn (Fig. 2).
• E Die wichtigste Eigenschaft eines kombinierten Antriebsorgans - Schraube und Leitrad - besteht darin, daB für die Schraube eine hohe Drehzahl gewählt werden kann, und trotzdem wird durch die Verwendung eines Zeitrades ein sehr guter Wirkungsgrad erreicht.-Der Druchmesser des Leitrades 13.wird entsprechend dem zur Verfügung stehenden Raumbemessen sein.
• Die Wahl seines Durchmessers ist unabhängig von der Drehzahl der Schraube, so daß auch für eine schnelllaufende Schraube ein Leitrad mit großem Durchmesser verwendet werden kann. Ein Leitrad 13 mit einem besonders großen Durchmesser kann immer dann zur Verwendung gelangen, wenn das Leitrad 13 nicht auf der Antriebswelle 11 freifliegend gelagert, sondern auf einem Zapfen 16 angeordnet ist, wie dies in Fg. 3 dargestellt ist. Der Zapfen 16 mit dem Leitrad 13 .isst in vertikaler Richtung verschiebbar(Pfeil X)auf einem schiffsfesten Teil angeordnet, wodurch die hfÖglichkeit gegeben ist, das Leitrad bei flachem Wasser einzufahren® Bei schnellen Schiffen., deren Schrauben icavitationsgefährdet sind, ist es vorteilhaft, wenn ein. Ta,n.dempropeller (l7, 18) verwendet wird mit einem Leitrad 13, das entweder zwischen den beiden Propellern. 17, 18 auf der Antriebswelle 11 freifliegend gelagertfibder den beiden Propellern nachgeschaltet ist (Fig. 4). Wird ein geräuscharmer Antrieb gefordert,, dann ist die schnellaufende Schraube 12 von einem Manteigeh.äuse 19 uuigeben. Das Leitrad 13 ist dann, hinter dem Mantelgehäuse 19 angeordnet (Fig. 5). Patentansprüche

Claims (1)

1. P a t e n t a n. s p r ü°c h e 1. Schiffschraube mit einem vor-_oder nachgeschalteten heitrad, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Energie des strömenden Wassers angetriebene Zeitrad ('13) auf einer Welle freifliegend ,gelagert ist und die Leitradflügel im Bereich des Strahles der Schraube als Turbinenschaufeln und außerhalb dieses Bereiches als I'ropellerflügel ausgebildet sind: 2. Schiffsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB*das mit der turbinenschauf®lartigenund den propellerartigen Profilen, versehene Zeitrad (l3) zwischen den beiden angetriebenen Schrauben: eines Tandempropellers (1'7, 18) auf der Schraubenwelle (11) freifliegend gelagert angeordnet ist. 3. Anspruch-1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (13) hinter den beiden Schrauben eines Tandempropellers (17, 18) freifliegend angeordnet ist. 4. Schiffsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß das Zeitrad (13) an dem freien Ende bzw. äußerhalb eines die Schraube (12) aufnehmenden Mantelgehäusen (19) angeordnet ist- - 5. Schiffsschraube nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (13) auf einem Lagerzapfen (16) freifliegend gelagert ist, der in vertikaler Richtung verschiebbar ausgebildet ist. 6. Schiffsschraube nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (13) einen größeren Durchmesser als die Schraube (12) aufweist. 7. Schiffsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freifliegend auf einen besonderen Lagerzapfen (16) angeordnete Leitrad (13) einfahrbar bzw. an den Schiffsrumpf anlegbar ausgebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: G3@ s" @s Deutsche Patentschrift 167 130 Deutsche Auslegeschrift 1 o13 986 . USA-Patentschrift 2 568 9o3