DE2056975A1 - Gegenläufiger Propeller - Google Patents
Gegenläufiger PropellerInfo
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Description
VKB Dieselmotorenwerk Rostock
Gegenläufiger Propeller
Die Erfindung "betrifft einen gegenläufigen Propeller
mit koaxialen Wellen, insbesondere für Schiffe, der für alle Fahrtzustände optimierbar ist.
Bekannt sind Systeme von gegenläufigen Propellern mit koaxialen Wellen, bei denen die Propellerflügel mit
einer festen Steigung arbeiten. Diese Propeller nutzen wohl die im Schraubenstrahl des zuerst angeströmten
Propellers enthaltene Drallenergie für den Vortrieb aus, sie gestatten es aber nicht, die Propellerflügelsteigung
in Abhängigkeit vom jeweiligen Fahrtzustand und der Drehzahl
abzustimmen, um damit eine maximale und ökonomische Auslastung der Antriebsmaschine zu erreichen. Auch gestatten
diese Propeller es nicht, ohne Umsteuerung der Antriebsmaschine oder eines Getriebes die Vorschubrichtung umzukehren.
Bekannt wurden auch Verstellpropeller mit voller Umsteuerbarkeit, die ohne Gegenläufigkeit arbeiten. Obwohl diese
Propeller eine Umsteuerung ohne Änderung des Drehsinnes und eine Abstimmung unter Berücksichtigung des Fahrtzustandes
zulassen, treten Vortriebsverluste durch Nichtnutzung
der Drallenergie des Schraubenstrahles auf. Man ist deshalb bemüht, durch geeignete Leiteinrichtungen,
wie z. B. die Anordnung von Ringdüsen, diese Strömungsverluste auf ein Minimum zu senken.
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Es wurde auch vorgeschlagen, bei Verstellpropellern
durch zwei oder mehreren hintereinander angeordneten
Propellerflügelpaaren den Propellerwirlcungsgrad zu erhöhen. Dieser vorgeschlagene Propeller hat wohl einen
besseren Gesamtwirkungsgrad, kann jedoch nicht verhindern, daß die im Schraubenstrahl enthaltene Drallenergie als
Verlustenergie verloren geht.
Ein weiterer Vorschlag sieht vor, einen Z-Antrieb für
Wasserfahrzeuge mit zwei Verstellpropellern in Tandemanordnung auszustatten. Durch dieses Antriebssystem soll
eine optimale Anpassung der Propeller an den Belastungsgrad des Wasserfahrzeuges und der zur Verfugung stehenden
Antriebsleistung möglich sein.
Diese Bedingungen werden von dem vorgeschlagenen Antriebssystem, soweit es sich um flachgehende Wasserfahrzeuge
wie z. B. Lastkähne handelt, erfüllt. Für die Übertragung großer Antriebsleistungen bei Wasserfahrzeugen ist jedoch
der Z-Antrieb ungeeignet, da er einen sehr großen konstruktiven Aufwand erfordert, der in keinem Nutzen zum Aufwand
steht. Durch die bisher bekanntgewordenen Einsatzfälle wird diese Feststellung bewiesen.
Zweck und Aufgabe der Erfindung ist es, bei Kenntnis des Standes der Technik ein kinematisches System für einen
gegenläufigen Propeller mit koaxialen Wellen für unbegrenzte Leistungen zu schaffen, welches es gestattet,
bei voller Umsteuerbarkeit des Propellers für alle Fahrtzustände eine optimale Abstimmung zwischen der Drehzahl
und der PropellerflügelSteigung bei gleichzeitiger Ausnutzung
der im Schraubenstrahl des zuerst angeströmten Propellers enthaltenen Drallenergie im nachgeschalteten
voll für den Vortrieb zu nutzen.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in "bekannter 7/eise auf koaxialen ineinanderliegenden
Wellen gegenläufig angeordnete Propeller als Verstellpropeller ausgebildet sind, wobei die Propellerflügel
der hintereinander angeordneten Propeller spiegelbildlich angeordnet sowie spiegelbildlich durch Kopplungselemente
verkoppelt sind. Die Kopplung erfolgt vorzugsweise in der Form, daß die innere Propellerwelle zur Übertragung des
Verstellhubes auf den vorderen und hinteren Verstellpropeller als Kopplungselement ausgebildet und axial
verschiebbar gelagert ist und zu diesem Zweck vorzugsweise mit einer im Schiffsinnern angeordneten Verstelleinheit
in Wirkungsverbindung steht.
Unter dem vorderen Verstellpropeller oder Teilen desselben
wird in der Erfindungsbeschreibung der dem Schiffskörper und Antriebsaggregat zugeordnete Propeller und unter dem
hinteren Verstellpropeller wird der dem Ruder zugeordnete Fropeller verstanden.
Die innere Propellerwelle als Kopplungselement ist so ausgebildet, daß sie im Bereich des vorderen und hinteren
Verstellpropellers Joche trägt, die in bekannter Weise über Stellzapfen mit den Propellerflügeln in Wirkungsverbindung stehen. Das vordere Joch ist bei dieser
Anordnung drehbar und axial fixiert auf der Propellerwelle gelagert, wogegen das Joch für den hinteren Verstellpropeller
starr mit der inneren Propellerwelle verbunden ist.
Die Stellzapfen des vorderen und hinteren Joches sind zur Erzeugung einer spiegelbildlichen Stellbewegung der
Propellerflügel der hintereinander angeordneten Verstellpropeller wechselseitig angeordnet·
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Weiterhin sind zur optimalen Abstimmung der Flügelsteigung
in Abhängigkeit des jeweiligen Fahrtzustandes die Mittenabstände
der Verstellzapfen zur Propellerwellenachse auf den Jochen, entsprechend dem erforderlichen Hebelarm,
unterschiedlich ausgebildet und/oder im Abstand der beiden Ebenen, den die Achsen der Verstellzapfen auf dem Joch
bilden, vom Abstand der Achsen der Propellerflügel abweichend ausgeführt.
Die Drehmomentenübertragung von der inneren Propellerwelle zum hinteren Verstellpropeller erfolgt erfindungsgemäß
in der Weise, daß die Propellerwelle einen vorzugsweise fest angeordneten Führungsschuh trägt, der mit der Verstellpropellernabe
des hinteren Verstellpropellers axial beweglich in Wirkungsverbindung steht.
Erfindungsgemäß sind des weiteren das vordere und hintere Nabengehäuse des gegenläufigen Verstellpropellers durch
ein geeignetes den Schub in beiden axialen Richtungen aufnehmendes Axial- und Radiallager drehbar verbunden und
nach außen durch eine Dichtung abgedichtet.
Die vorgeschlagene Lösung für den Einsatz von gegenläufigen Verstellpropellern auf koaxialen Wellen kann auch dahingehend
abgewandelt werden, daß die Übertragung des Verstellhubes durch eine Schubstange, die in der inneren
Propellerwelle gelagert ist, auf das hintere freibewegliche Joch erfolgt und daß das hintere und vordere Joch
durch Koppeln und einem am vorderen Joch angeordneten Ringlager in Wirkungsverbindung stehen.
Eine weitere erfindungsgemäße Vereinfachung dieser Lösung kann noch dadurch erreicht werden, daß anstelle der Schubstange
ein in bekannter Weise in der Nabe angeordneter Servomotor zum Einsatz kommt, der mit dem hinteren Joch
in Wirkungsverbindung steht.
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-D-
Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird der Vorzug des hohen Wirkungsgrades eines gegenläufig drehenden Doppelpropellers,
der höher ist als der bei allen anderen Anbringungsarten zweier Propeller oder eines Einzelpropellers
an einem Schiff mit der guten Anpassungsfähigkeit des Verstellpropellers an alle Fahrtzustände verbunden·
Dies führt insbesondere bei schlanken schnellen Schiffen, bei denen der Propellerdurchmesser nicht beliebig vergrößert
werden kann, zu der Möglichkeit, eine hohe Antriebsleistung auf zwei Propellerebenen zu verteilen und diese
Leistung mit geringsten Verlusten bei allen Fahrtzuständen
voll auszunutzen sowie die Manövrierfähigkeit zu erhöhen.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt durch den gegenläufigen
Verstellpropeller;
Fig. 2 den Schnitt A-A nach Fig. 1; Fig. 3 den Schnitt B-B nach Fig. 1; Fig. 4 den Schnitt G-C nach Fig. 1; Fig. 5 den gegenläufigen Verstellpropeller mit Schubstange.
Fig. 2 den Schnitt A-A nach Fig. 1; Fig. 3 den Schnitt B-B nach Fig. 1; Fig. 4 den Schnitt G-C nach Fig. 1; Fig. 5 den gegenläufigen Verstellpropeller mit Schubstange.
Der gegenläufige Verstellpropeller nach Fig. 1 besteht
aus einem vorderen ITabengehäuse 1, welches mit der äußeren
hohlen Propellerwelle 3 durch Schrauben 5 verbunden ist, sowie aus dem hinteren Nabengehäuse 2, welches mit der
inneren Propellerwelle 4 durch die Führungsschuhe 13
am Joch 11 in die entgegengesetzte Drehrichtung bewegt wird. Beide Gehäuseteile sind durch ein geeignet gestaltetes
den Schub der hinteren Propellerflügel in beiden axialen Richtungen aufnehmendes Axial- und Radiallager β drehbar
verbunden und durch die Dichtung 7 nach außen abgedichtet.
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Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind in dem Habengehäuse 1 und 2 in entsprechenden öffnungen die Propellerlager
8 angeordnet, an denen die Flügelblätter 18 befestigt sind. Die Flügelteller 19 stehen beispielsweise über
Kulissensteine 9 und Verstellzapfen 10 mit dem Joch 11, welches mit der inneren Propellerwelle 4 fest verbunden
ist und mit dem Joch 12, welches mittels des Lagers 16 auf der inneren Propellerwelle drehbar gelagert ist, in
Wirkung sverb indung.
Das Joch 12 wird durch den Sund 14 und den Gewindering in axialer Richtung auf der inneren Propellerwelle 4 gehaltert
und vollführt mit dem !Tab enge haus e 1 die der
inneren Propellerwelle 4 entgegengesetzte Drehbewegung. Die Verstellung der Steigung der vorderen 1UId hinteren
Propellerflügel 18 erfolgt gleichzeitig und mit ein und derselben wirkenden Verstellkraft durch eine axiale Verschiebung
der inneren Propellerwelle 4, so daß die ebenfalls auf entgegengesetzten Seiten der Joche 11 und 12
befindlichen Zapfen 10 die Propellerflügel 18 des vorderen und hinteren Nabengehäuses 1 und 2 in entgegengesetzte
Richtungen verdrehen, was hydrodynamisch eine gleichsinnige Änderung der Steigung aller Proρellerflugel 18 bedeutet.
Beim VersteilVorgang laufen die Führungsschuhe 13, wie in
Fig. 4 erkennbar, in den achsparallelen Führungsbahnen des Nabengehäuses 2 und übertragen das Drehmoment auf den
hinteren Verstellpropeller. Um die Steigungen der Propellerflügel 18 für alle Fahrtzustände optimal aufeinander abzustimmen,
werden die Mittenabstände der Zapfen 10 auf den Jochen 11 und 12 und damit die wirksamen Hebelarme unterschiedlich
oder der Abstand der beiden Ebenen, den die Achsen der Verstellzapfen 10 auf den Jochen 11 und 12
bilden, vom Abstand der Flugelachsenebenen abweichend
ausgeführt.
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Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit, anstelle der Übertragting
des Verstellhubes durch die innere Propellerwelle 4 eine Schubstange 20 einzusetzen, die mit dem hinteren Joch 11,
das freibeweglich ist, in Wirkungsverbindung steht. Die Übertragung des Verstellhubes auf das vordere Joch 12
erfolgt hierbei über Koppeln 21, die über ein Kugellager mit diesem Joch 12 verkoppelt sind· Bei dieser Ausführung
hat die Schubstange 20 den"gleichen Drehsinn wie die
innere Propellerwelle 4. Wie in der gleichen Darstellung angedeutet wird, kann aber auah anstelle der Schubstange
ein Servomotor 23 treten, der mit dem Joch 11 in Wirkungsverbindung
steht. Die Zuführung des Hydrauliköles erfolgt dabei über clkanäle in der inneren Propellerwelle 4.
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Claims (10)
1. Gegenläufiger Propeller mit koaxial ineinander
liegenden Wellen, insbesondere für Schiffe, der "bei
voller Umsteuertarkeit in allen Fahrtbereichen optimiere
ar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten gegenläufigen Propeller als
Verstellpropeller ausgestattet sind, wobei die Propellerflügel (18) der hintereinander angeordneten Propeller
spiegelbildlich zueinander angeordnet und über ein geeignetes Kopplungselement spiegelbildlich verstellbar ·
verkoppelt sind.
2. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Propellerwelle (4) das Kopplungsglied zwischen den vorderen und hinteren Propeller
bildet, axial verschiebbar in der Propellerwelle (3) gelagert ist und mit einer vorzugsweise im Schiffsinnern
angeordneten Verstelleinheit in Wirkungsverb indung s t eht.
3. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Propellerwelle (4) im Bereich der Achsen der Propellerflügel (18) Joche (11; 12) trägt,
wobei das vordere Joch (12) drehbar und axial fixiert auf der Propellerwelle (4) gelagert ist, das hintere
Joch statt mit der inneren Propellerwelle (4) verbund en
ist, und daß die Joche (11; 12) mit den Propellerflügeln
(18) in Wirkungsverbindung stehen·
4. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstellzapfen (10) zueinander wechselseitig angeordnet sind.
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5. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1, 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenabstände der Verstellzapfen (10) der Joche (11; 12) zur Propellerwellenachse
unterschiedlich ausgebildet sind und/oder im Abstand der beiden Ebenen, den die Achsen der Verstellzapfen
(10) auf den Jochen (11; 12) bilden, vom Abstand der Achsen der Propellerflügel (18) abweichen.
6. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerwelle (4) einen
Führungsschuh (13) trägt, der mit dem Nabengehäuse (2)
des hinteren Propellers in Wirkungsverbindung steht und in " diesem axial beweglich gelagert ist.
7. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch "*, dadurch gekennzeichnet,
daß das vordere und hintere Nabengehäuse (1; 2) drehbar durch ein in beide Achsrichtungen wirkendes Axial-
und Radiallager (8) verbunden ist und daß der Propellerinnenraum in diesem Lagerbereich durch eine Dichtung (7)
nach außen abgedichtet ist.
8. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Übertragung des Verstellhubes eine Schubstange (20) eingesetzt wird, die mit dem hinteren
Joch (11) verkoppelt ist und daß das hintere und vordere Joch (11; 12) über Koppeln (21) und einen am vorderen
Joch (12) angeordneten Ringlager (22) in Wirkungsverbindung
stehen.
9. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Joch (11) axial freibeweglich
ist.
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21) ö b 9 7 5
-ff-
10. Gegenläufiger Propeller nach Anspruch 1 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß anstelle der Schubstange (20) ein im Nabengehäuse (2) und mit dem hinteren Joch (11 ) in
Wirkungsverbindung, stehender Servomotor (23) angeordnet ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
10983.9/0177
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD14613370 | 1970-03-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2056975A1 true DE2056975A1 (de) | 1971-09-23 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH523815A (de) |
DE (1) | DE2056975A1 (de) |
FR (1) | FR2083882A5 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5464324A (en) * | 1992-10-29 | 1995-11-07 | Langenberg; Klaas H. | Variable-pitch propeller or fan |
DE4441604A1 (de) * | 1994-11-23 | 1996-05-30 | Stn Atlas Elektronik Gmbh | Schiffspropulsionsanlage mit zwei gegenläufig rotierenden Propellern |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2017079B3 (es) * | 1986-05-23 | 1991-01-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Aparato de doble helice de giro invertido. |
AU2003267674A1 (en) * | 2003-09-01 | 2005-03-16 | Nenad Fles | Contra rotating variable pitch propellers |
WO2005120944A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-22 | Nenad Fles | Stern tube integrated gear for contra rotating variable pitch propellers |
-
1970
- 1970-11-20 DE DE19702056975 patent/DE2056975A1/de active Pending
-
1971
- 1971-01-15 CH CH63571A patent/CH523815A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-01-28 FR FR7102878A patent/FR2083882A5/fr not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH523815A (de) | 1972-06-15 |
FR2083882A5 (de) | 1971-12-17 |
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