DE1581010C

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Publication number: DE1581010C
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Description

Die Erfindung betrifft einen drehbaren schraubenförmigen Schwimm- und Antriebskörper für Wasserfahrzeuge mit wenigstens einer und normalerweise mehreren hohlen Windungen, wobei die Achse desrselben über der Wasserlinie liegt.

Bekanntlich' rührt die Begrenzung der Fahrgeschwindigkeit od. dgl. üblicher Ausbildung im wesentlichen von dem Wasserwiderstand her. Trotz ausgedehnter Untersuchungen der Profile von schwimmenden Rümpfen erhält man keine wesentliche Verbesserung, welche mit den manchmal beträchtr liehen aufgewandten Antriebsleistungen in dem richtigen Verhältnis steht.

Bei der üblichen bekannten Ausbildung von Schiffen und anderen Schwimmkörpern benutzt man einerseits Einrichtungen und Vorrichtungen in Form von schwimmenden Rümpfen oder Volumen, welche den Schiffen auf Grund des Archimedischen Prinzips die Schwimmfähigkeit erteilen, und andererseits Vorrichtungen oder Einrichtungen, welche den Schiffen oder Schwimmkörpern ihre Bewegung durch Zug oder Schub erteilen. Im allgemeinen werden Schubschrauben benutzt.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung, welche gleichzeitig eine Tragschraube und .eine Antriebsschraube bildet, zu schaffen, die eine wesentliche Verbesserung auf dem . Gebiet der Schiffahrt, insbesondere durch die wesentliche Vergrößerung der Fahrgeschwindigkeit ohne hohen Aufwand an Antriebsleistung mit sich bringt. .

Aus der deutschen Patentschrift 808 327 ist bereits ein Wasserfahrzeug bekanntgeworden, welches einen oder mehrere in Fahrtrichtung angeordnete spiralspindel- oder schraubenförmige oder diesen ähnliche Körper aufweist, die als sich drehende Schwimmkörper zum Tragen der übrigen Fahrzeugteile dienen. Mit dieser Maßnahme wird angestrebt, einen möglichst günstigen Formwiderstand für das Wasserfahrzeug zu erreichen.

Aus der französischen Patentschrift 720 848 wurde ein Wasserfahrzeug mit drehbaren schraubenförmigen Schwimm- und Antriebskörpern bekannt, welche im wesentlichen darin bestehen, daß auf einem hohlen zigarrenförmigen Grundkörper schraubenförmig aufgebrachte Lamellen vorgesehen sind.

Schließlich wurde noch aus der französischen Patentschrift 555 225 ein Antriebssystem für Wasserfahrzeuge bekanpt, welches aus zylindrischen hohlen schraubenförmigen Körpern besteht, die am Unterteil eines¹ Schiffskörpers oder eines sonstigen Fahrgestelles angeordnet sind und zum größten Teil in das Wasser eintauchen.

Die vqrbekannteh spiral-, spindel- oder schraubenförmigen selbsttragenden Ahtriebskörper weisen im allgemeinen eine Ganghöhe auf, die in Bezug zur Antriebsumdrehuhg der gewünschten Geschwindigkeit des Wasserfahrzeuges entspricht.

Der erfindungsgemäße drehbare schraubenförmige Schwimm- und Antriebskörper weist ebenfalls wenigstens eine, normalerweise mehrere hohle Windungen auf, wobei die Achse desselben über der Wasserlinie liegt. Er weist jedoch eine besondere, im Hinblick auf die Verringerung des Wasserwiderstandes und damit Erhöhung der Antriebsgeschwindigkeit bei gleicher Motorleistung verbesserte Ausbildung auf und ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Sowohl die Schraubenwindungen als auch die diese tragende Nabe sind hohl,

b) die hohlen Windungen weisen in ihren äußeren Teilen einen stetig zunehmenden Querschnitt auf,

c) die Ganghöhe der Windungen beträgt das Zweibis Dreifache "des größten 'Durchmessers,

d) die Windungen weisen in ihrem Anfangs- und Endäbschnitt sowohl hinsichlich der Abmessungen als auch des Volumens einen sich über die Hälfte bis über die Gesamtheit einer Ganghöhe erstreckenden stetigen Verlauf auf,

e) der Schwimm- und Antriebskörper ist so bemessen, daß er nur mit sehr geringer Tiefe in das Wasser eintaucht oder auf der Wasseroberfläche gleitet, wobei sich der allmähliche Eintritt der hohlen Windungen in das Wasser über etwa eine halbe Ganghöhe und über etwa 180° am Umfang erstreckt,

f) das Verhältnis der Höhe des Querschnitts der . Windungen in ihrem vollentwickelten Abschnitt,

d. h. in dem mittleren Abschnitt des Schwimm- und Antriebskörpers, zu dem größten Durchmesser der Schraube beträgt etwa 1:2,5.

Während bei den vorbekannten Schwimm- und Antriebskörpern, sofern sie zylindrisch ausgebildet sind, keine Verringerung des Wasserwiderstandes an der Vorderseite des Wasserfahrzeuges auftritt, wird beim Schwimm- und Antriebskörper gemäß der Erfindung ein »Hinein- und Herausdrehen« sämtlicher bewegter Teile in das Wasser und aus dem Wasser heraus bewirkt. Dies geschieht durch die besondere Ausbildung der hohlen Windungen. Dabei ist die bemessene Ganghöhe ebenfalls bekannt.

Durch die besondere Ausbildung des erfindungsgemäßen Schwimm- und Antriebskörpers wird aber der Wasserwiderstand weitgehend vermindert, und die Antriebsgeschwindigkeiten werden bei gleicher Leistung des Antriebsmotors wesentlich erhöht.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielshalber erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Gesamtansicht, welche beispielshalber eine Ausführungsform und gewisse Merkmale einer Schraubenvorrichtung in bezug auf den Wasserspiegel, auf welchem die Vorrichtung schwimmt, zeigt;

■ Fig. 2 ist eine axial geschnittene Teilansicht der jn Fig. 1 dargestellten Schraubenvorrichtung; . ;; Fig; 3 ist eine Teilansicht des Vorderendes der Schraubenvorrichtung, welche weitere wesentliche erfindungsgemäße Merkmale zeigt;
. Fig. 4 ist eine in Richtung der Linie 4-4 der Fig. 3 gesehene Ansicht auf ein Ende;
¹ Fig. 5 zeigt mehrere in Richtung der Linien 5-5 der F i g. 3 gesehene allmählich zunehmende Querschnitte eines Gewindeganges;

Fig. 6 ist eine abgewickelte Ansicht des Anfangsabschnitts eines Gewindegangs mit allmählich zunehmendem Querschnitt; ■ -

F i g. 7 ist eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wasserfahrzeugs mit zwei parallel angeordneten Schrauben.

Insbesondere in Fig. 1 und 3 ist ein im ganzen mit 6 bezeichneter Schwimm- und Antriebskörper dargestellt. Dieser als Schraube dienende Körper besitzt z. B. zwei Gewindegiinge 6a, 6b. Entsprechend

Claims

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den obigen Ausführungen sind diese Gewindegänge Schraube, welche die beste Schwimmfähigkeit bei entweder an einer an der Welle 8 befestigten Hülse 7 dem geringsten Tiefgang und somit bei geringster oder unmittelbar an der Welle 8 befestigt. Die Welle dynamischer Wasserverdrängung gewährleistet. ist in Lagern gelagert, welche von dem schematisch 'Es ist zu bemerken, daß, wie aus der Ansicht des bei 10 dargestellten Oberbau des Schiffes oder 5 Vorderendes der Schraube der F i g. 4 hervorgeht; Wasserfahrzeugs getragen werden. Bei 11 sind bei- das eingetauchte Volumen eines jeden Gewindegangs 'spielshalber ein an der Welle 8 befestigtes Kettenrad . in genau bestimmter Weise entsprechend der gering- und eine Antriebskette dargestellt. sten Wasserverdrängung und des geringsten Wider-Die Merkmale der Schraube und insbesondere der Standes zunimmt. Der Berührungspunkt 6 g des An-Gewindegänge sind folgende: io fangsabschnitts eines jeden Gewindegangs mit dem

Die Gewindegänge 6a, 6b, sind um die mittlere Wasserspiegel liegt in einer gewissen Entfernung von

Nabe der Schraube so aufgewickelt, daß eine voll- dem Ausgangspunkt 6 c, wobei diese Entfernung

kommene lange allmähliche Änderung sowohl ihrer einer Drehung der Schraube um etwa eine halbe

Querschnittsabmessungen als auch ihres Volumens Umdrehung entspricht.

erzielt wird, und zwar von dem dem Durchmesser 15 Infolge des geringen Tiefgangs kann angenommen

der Hülse oder Nabe 7 entsprechenden Ausgangs- werden, daß die Schraube sozusagen auf dem Wasser

punkt 6 a des Gewindeganges bis zu dem größten . oder in einer sehr geringen Wassertiefe rollt. Es liegt

Durchmesser D der vollen Entwicklung. In entspre- also eine Schraube vor, welche ihrer Schwimm- und

chender Weise nimmt der Querschnitt der Gewinde- Antriebsaufgabe vollständig angepaßt ist, so daß sie

gänge von dem größten Durchmesser D bis zu dem 20 als eine vollkommene Schraube angesehen werden

Endpunkt 6rf auf der Hülse 7 allmählich ab. kann.

Die Ganghöhe P der Gewindegänge beträgt das Der von dem Wasser herrührende Fahrwiderstand

Zwei- bis Dreifache des größten Durchmessers D wird daher beträchtlich verringert, so daß eine Fahrt

der vollen Entwicklung. mit interessanten Geschwindigkeiten mit verhältnis-

Die allmähliche Änderung des zunehmenden bzw. 25 mäßig kleinen Antriebsleistungen erzielt werden

abnehmenden Querschnitts des Anfangsabschnitts kann. Hierfür kann der Antrieb von mit erfindungs-

oder Eintrittsabschnitts bzw. des Endabschnitts reicht gemäßen Schrauben versehenen Schiffen von zwei bis

über die Strecken m bzw. n, welche wenigstens einer sechs Plätzen durch die in der Kraftfahrzeugindustrie

halben Ganghöhe P entsprechen und gewöhnlich übliche Technik erfolgen, wobei die wesentlichen

etwa gleich einer Ganghöhe P sind. 30 Teile, wie Motor, Kupplung, Getriebekasten usw., mit

Gemäß den insbesondere in F i g. 3 und 4 dar- geringen Änderungen oder auch ohne jede Änderung gestellten Merkmalen entsprechen die Strecken to verwendbar sind. In diesem Sinn ist in Fig. 7 bei- und η etwa einer Ganghöhe P, und die allmähliche spielshalber die Vorderansicht eines Bootes mit zwei Änderung findet so statt, daß zwischen dem Punkt 6 g, parallelen erfindungsgemäßen Schrauben mit entan welchem der Gewindegang mit dem flüssigen 35 gegengesetzten Steigungen dargestellt. Element in Berührung kommt, und dem Punkt 6/ Die flachen Umfangsflächen 6 e der Gewindegänge der vollen Durchmesserentwicklung und größten können auf ihrer ganzen abgewickelten Länge oder Eindringtiefe in das Wasser in axialer Richtung eine einem Teil derselben und vorzugsweise in dem mitt-Entfernung ο besteht, welche etwa der Länge einer leren Abschnitt ihrer Breite eine Kante 6/ mit Dreihalben Ganghöhe der Gewindegänge entspricht, 40 eckquerschnitt aufweisen, wie gestrichelt in F i g. 2 während winkelmäßig die Punkte 6g und 6/ durch dargestellt, um das Eintreten in das Wasser und das einen Zwischenraum von etwa 180° getrennt sind. Gleiten in demselben zu verbessern.

Die Gewindegänge 6 a, 6 b besitzen am Umfang Die· Drehzahl der Schraube ist verhältnismäßig

bei 6 a (Fig. 5) eine flache Form, insbesondere in gering und beträgt z.B. größenordnungsmäßig 400

ihrem Abschnitt der vollen Durchmesserentwick- 45 bis 700 Umdrehungen in der Minute. Diese Drehzahl

lung D, wobei diese flache Form bei 6e' entsprechend wird in jedem Fall unter Berücksichtigung der großen

einer abgewickelt in F j g. 6 dargestellten langen drei- Ganghöhe der Gewindegänge fesgelegt, um nicht

eckigen verjüngten Form in dem Anfangs- und End- einen zu großen Wert des von den Gewindegängen

abschnitt der Gewindegänge abnimmt. Diese Form angetroffenen Wasserwiderstands zu erreichen. Die

erleichtert das Gleiten, verbessert die Schwimmfähig- 5° Lagerung der Schrauben an den beiden Enden ver-

keit und verringert den Tiefgang. Die Ecken längs hindert Schwingungen.

der Ränder des flachen Abschnitts 6 e sind ab- Eine oder mehrere Bremsen 12 können auf die

gerundet. Welle 8 oder die Hülse 7 wirken. Bei einem Fahrzeug

Die Gewindegänge 6 a, 6 b besitzen einen trapez- mit zwei parallelen Schrauben kann durch mehr oder

förmigen oder etwa trapezförmigen Querschnitt, ins- 55 weniger starke Bremsung einer Schraube gegenüber

besondere in ihrem Abschnitt der vollen Durch- der anderen eine Steuerwirkung erzielt werden, messerentwicklung, während dieser Querschnitt an

den Enden abnimmt (Fig. 5). ^K Patentansprüche:

Der Querschnitt der Gewindegänge ist verhältnismäßig groß, wofür für den Abschnitt der vollen 60 1. Drehbarer schraubenförmiger Schwimm-Durchmesserentwicklung eine Höhe Λ des Quer- und Antriebskörper für Wasserfahrzeuge mit Schnitts vorgesehen wird, welche der Breite der wenigstens einer und normalerweise mehreren flachen Umfängsfläche oder kleinen Grundseite b hohlen Windungen, Wobei die Achse desselben entspricht, wobei die gleichen Abmessungen h und b über der Wasserlinie liegt, gekennzeichnet z. B. zu dem Durchmesser D in dem Verhältnis 1:2,5 65 durch die Kombination folgender Merkmale: stehen. Die große Grundseite B des Querschnitts ist
z. B. gleich der Hälfte des Durchmessers D. a) Sowohl die Schraubenwindungen als auch

Durch die obige Ausbildung erhält man eine die diese tragende Nabe sind hohl,

b) die hohlen Windungen weisen in ihren äußeren Teilen einen stetig zunehmenden Querschnitt auf, ,

c) die Ganghöhe der Windungen beträgt das Zwei- bis Dreifache des größten Durchmessers, ; '

d) die Windungen weisen in ihrem Anfangsund Endabschnitt · sowohl hinsichtlich der Abmessungen als auch des Volumens einen sich über die Hälfte bis über die Gesamtheit ίο einer Ganghöhe erstreckenden stetigen Verlauf auf,

e) der Schwimm- und Antriebskörper ist so ι bemessen, daß er nur mit sehr geringer Tiefe in das Wasser eintaucht oder auf der Wasser-Oberfläche gleitet, wobei sich der allmähliche Eintritt der hohlen Windungen in das Wasser über etwa eine halbe Ganghöhe und über elwa 180° am Umfang erstreckt,

f) das Verhältnis der Höhe des Querschnitts der Windungen in ihrem vollentwickelten Abschnitt, d. h. in dem mittleren Abschnitt des Schwimm- und Antriebskörpers, zu dem größten Durchmesser der Schraube beträgt etwa 1:2,5. '-
2. Schraubenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegänge wenigstens in ihrem Abschnitt der vollen Durchmesserentwicklung eine flache Umfangsform haben.
3. Schraubenanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegänge wenigstens in ihrem Abschnitt der vollen Durchmesserentwicklung einen trapezförmigen oder angenähert trapezförmigen Querschnitt haben.
4. Schraubenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der abgewickelte flache Umfangsteil der Gewindegänge in dem Anfangs- und Endabschnitt die Form eines langen verjüngten Dreiecks hat (Fig· 6).
5. Schraubenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (A) des Querschnitts der Gewindegänge gleich der Breite (b) des flachen Umfangsteils ist.
6. Schraubenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine längs der flachen Umfangsabschnitte der Gewindegänge vorgesehene dreieckige Kante (6/, Fig. 2),

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen