DE2349929A1 - Faltbarer schiffspropeller - Google Patents

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2.Oktober 1973 Reg.-Nr. 124 136 / 910884

AB ALCOMETALLER, S - 700 11 ÖREBRO (Schweden)

Faltbarer Schiffspropeller

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Die Erfindung betrifft einen Schiffspropeller mit in Richtung der Propellerwelle faltbaren Propellerflügeln, welche bei einer Drehbewegung der Propellerwelle unter der Wirkung der Fliehkraft ausfaltbar sind und bei Gleitfahrt des Schiffes mit stillstehender Propellerwelle unter der Wirkung des die Propellerflügel anströmenden Wassers nach achtern einfaltbar sind, wobei sie eine spulenkörperförmige Verlängerung der Propellerwelle mit einem Minimum an Schleppwiderstand im Wasser bilden.

Schiffspropeller dieser Art, die meistens mit zwei Propellerflügeln versehen sind, sind beispielsweise aus der US-PS 3 255 826 bekannt» Sie werden hauptsächlich zusammen mit Hilfsmotoren bei Segeljachten verwendet. In der eingefalteten Stellung liegen die Propellerflügel im wesentlichen aufeinander, so daß- der Propeller die Form eines Spulenkörpers annimmt, wobei der Wasserwiderstand beim Segeln ein Minimum hat. Wenn die Propellerwelle gedreht wird, sollen sich die Propellerflügel unter der Wirkung der Fliehkraft in ihre wirksame Stellung auseinanderfalten. Wegen des geringen Abstandes zwischen dem Schwerpunkt der Propellerflügel und der Drehachse entsteht einerseits nur eine verhältnismäßig kleine Fliehkraft. Andererseits treten Reibungskräfte in den Schwenkverbindungen,in den verzahnten Abschnitten,die häufig vorgesehen werden, um eine gleich große und gleichzeitig erfolgende Bewegung der Propellerflügel zu erreichen,und noch an anderen Stellen auf. Aus allen diesen Gründen werden die Propellerflügel sich nicht sofort mit Beginn der Drehbewegung entfalten. Das geschieht vielmehr plötzlich bei einer bestimmten relativ hohen Drehgeschwindigkeit, wenn die gesamten Fliehkräfte die entgegenwirkenden Kräfte übersteigen. Dieses plötzliche Ausfalten, welches natürlich nur bei Vorwärtsfahrt vollständig und dann wegen der Vortriebskraft der Propellerflügel verstärkt heftig auftritt, verursacht neben Lärm und Rüttelerscheinungen im Schiff erhebliche Belastungen der Propellerteile, 'wenn die Propellerflügel mit hoher Geschwin-

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digkeit auf ihre jeweiligen Anschlagteile aufschlagen. Auf Grund der mit dem Auftreten der Vortriebskraft plötzlich auf die Propellerwelle einwirkenden Bremskraft verursacht das auch erhebliche Belastungen in der Propellerwelle,im Untersetzungsgetriebe, im Wendegetriebe usw..

Als weiterer Nachteil bei den bekannten Propellern tritt leicht ein Rattern auf, indem die Propellerflügel gegen die Änschlägteile schlagen, die ihre nach vorn gerichtete Bewegung begrenzen, wenn die Propellerflügel sich in ihrer ausgefalteten Stellung befinden und ihre Schwerpunkte innerhalb oder nahe bei der Durchmesserebene liegen, die durch ihre Schwenkachsen hindurchgeht, und der Propeller mit einer verhältnismäßig geringen Drehgeschwindigkeit betrieben wird, so daß die an den Flügeln angreifende vorwärts wirkende Kraft verhältnismäßig klein ist. Das tritt überdies bei einer Fahrt auf See auf, wenn das Schiff krängt und stampft und rührt von der Tatsache her, daß die Vortriebskraft an den Propellerflügeln nicht immer ausreicht, um die Relativbewegung zwischen dem Schiff .und dem Wasser auszugleichen, d.h. daß die Geschwindigkeit des Schiffes relativ zum Wasser manchmal höher ist als diejenige, die durch die theoretische Vorwärtsbewegung des Propellers durch das Wasser bei der jeweiligen Drehgeschwindigkeit und der jeweiligen PropellerSteigung erteilt würde» j- t - _ - -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen faltbaren Schiffspropeller zu schaffen,, dem die zuvor geschilderten Nachteile nicht anhaften.

Diese Aufgabe wird bei einem Schiffspropeller der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,, daß die Propellerflügel in der eingefalteten Stellung einander nicht vollständig abdecken, so daß zumindest ein Randbereich eines Propellerflügels über den benachbarten Propellerflügel hervorragt und bei einer Drehbewegung der Propellerwelle auf das Wasser

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auftrifft und dadurch die Widerstandskraft des Wassers die Propellerfliigel in die ausgefaltete Stellung drängt.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Äusführungsbeispielen im einzelnen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines zweiflügeligen faltbaren Schiffspropellers;

Fxg, 2 eine Rückansicht, vom Achterschiff aus gesehen, eines Propellers nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines zum Stand der

Technik gehörenden faltbaren Schiffspropellers in eingefalte'ter Stellung;

Fig. 4 eine vergleichbare Seitenansicht eines

faltbaren Schiffspropellers gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine ebensolche Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles eines faltbaren Schiffspropellers gemäß der Erfindung;

Fig. 6 einen Axialschnitt durch einen faltbaren Schiffspropeller gemäß der Erfindung.

Der Aufbau eines Propellers gemäß der Erfindung ist dem Typ nach bekannt und weist eine Nabe 1 und zwei Propeller flügel 2 und 3 auf. Die letzteren sind in einer Aussparung 4 der Nabe

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mittels Schwenkzapfen 5 bzw. 6 schwenkbar gelagert. Diese Zapfen sind zueinander parallel ausgerichtet und in Bohrungen 7 bzw. 8 senkrecht zur Propellerlängsachse mit gleichen Abständen von dieser angeordnet. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Propellerflügel mechanisch untereinander in bekannter Weise mittels verzahnter miteinander kämmender Abschnitte 9 bzw. IO miteinander mechanisch gekuppelt, wobei diese verzahnten Abschnitte jeweils an dem inneren, d.h. dem Schwenkzapfen 5 bzw.6 nahegelegenen Ende des jeweiligen Propellerflügels vorhanden sind. Auf diese Weise können die Propellerflügel jeweils nur gleiche und gleichzeitig erfolgende Schwenkbewegungen um ihre jeweiligen Schwenkzapfen ausführen. Ein in dieser Weise ausgestatteter und angeordneter Schiffspropeller ist in Fig. 3 in seiner eingefalteten Stellung dargestellt, wobei zu beachten ist, daß die Propellerflügel einander vollständig abdecken.

Abweichend von dem bekannten Propeller sind die gemäß der Erfindung ausgebildeten Propellerflügel in ihrer eingefalteten Stellung etwas gegeneinander versetzt, so daß vorzugsweise ein kleiner Randabschnitt etwa in der Form eines Streifens 11 bzw. 12 an je einem der Flügel über den benachbarten Flügel hervorragt und dadurch von diesem nicht abgedeckt wird. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der dargestellte Propeller so ausgelegt, daß er bei einer' Linksdrehung vom Heck aus gesehen eine Vortriebskraft in Richtung der Wellenachse auszuüben vermag. Wenn demnach der entsprechend Fig. 4 eingefaltete Propeller links herum gedreht wird, ergibt sich daraus, daß die streifenförmigen Randbereiche 11 und 12 der Propellerflügel,die vom gegenüberliegenden Flügel nicht abgedeckt werden und die in einer Entfernung von der Drehachse, entfernt liegen, durch die Widerstandskräfte des Wassers beaufschlagt v/erden, die auf die Oberflächen der jeweiligen Flügel ausgerichtet sind und die proportional der Fläche der streifenförmigen Randbereiche und ihrem Abstand von der Drehachse, d.h„ von der Propeller-

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achse, sind, wodurch die Propellerflügel einem sie au^sfaltenden Moment ausgesetzt sind.

Darüber hinaus ist klar, daß je mehr die Propellerflügel ihre eingefaltete Stellung verlassen, um so mehr die entfaltende Wirkung der Fliehkraft zunimmt. Daraus ergibt sich der grundlegende Vorteil des erfindungsgemäßen Schiffspropellers, daß nämlich bereits bei einer verhältnismäßig geringen Propellerdrehgeschwindigkeit die Ausfaltbewegung der Flügel beginnt, die dann durch die Fliehkraft und durch die auf die Flügel einwirkende Vortriebskraft fortgesetzt wird. Auf diese Weise wird ein wesentlich ruhigeres und sanfteres und ebenso geräuschärmeres Aus falten der Propellerflügel erreicht, als dies bei den bekannten Propellern möglich ist. Ein v/eiterer Vorteil gegenüber den bekannten Propellern ist der, daß die Vortriebskraft des Propellers bereits bei einer verhältnismäßig geringen Drehgeschwindigkeit auftritt.

In Fig. 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel eines Schiffspropellers gemäß der Erfindung dargestellt, welcher so gestaltet ist, daß er auch bei einer Drehbewegung für die Rückwärtsfahrt leichter entfaltet werden kann. Zu diesem Zweck sind die Propellerflügel 2 und 3 zusätzlich zu den zuvor erwähnten streifenförmigen Randbereichen 11 und 12 noch mit überstehenden Randbereichen 13 bzw. 14 versehen, die jeweils am äußeren Rand der Propellerflügel gelegen sind und dort etwa die halbe Breite des jeweiligen Propellerblattes einnehmen, d.h. von der Mittellinie des jeweiligen Propellerblattes oder auch der Verlängerung der Propellerwellenachse auswärts bis zu den Rändern der Propellerflügel reichen, die einander diagonal gegenüberliegen. Bei einer Betrachtung entsprechend der oben angestellten ergibt sich, daß die Propellerflügel bei einer Rückwärtsbewegung, d.h. wenn der Propeller sich rechts herum dreht, durch den auf die überstehenden Randbereiche 13 und 14 einwirkende Wasserwiderständ einem sie entfaltenden

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Moment ausgesetzt sind.

Um die Rättererscheinühg zubeseitigen,, istv der Schiffspropeller gemäß der- Erfindung, so gestaltet, daß die Äusfaltbeweigung seiner Propellerflügel dermaßen begrenzt ist, daß die-Flügel nach achtern hin geneigt stehen* Das ·■ Prinzip eines derart gestalteten Propellers ist in Fig. 6 dargestellt, wo alle diejenigen-Teile weggelassen sind, die hierfür nicht wesentlich sind. Wie jedoch gezeigtist, sindAnsehlagflächen 15-Und 16 vorgesehen, die so angeordnet sind, daß sie mit ent-» sprechenden Gegenflächen 17 und 18 der Propellerflügel zusammenwirken, wodurch das Ausfälten der Flügel begrenzt wird... In der Praxis hat sich ein Neigungswinkel von 5 bis IO nach achtern als vorteilhaft herausgestellt, das ist der Winkel, zwischen der Flügelachse und einer durch die Propellerwelle oder die Propellernabe hindurchgehenden Radialebene. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Schwerpunkte T der Propellerflügel hinter den jeweiligen Schwenkpunkten liegen und daher ein ausfaltendes Moment M = G χ a gewonnen wird, worin C die Fliehkraft und a der Abstand zwischen den Schwerpunkten und der Ebene der Schwenkachsen, d.h. der Schwenkzapfen 5 und 6, ist. Diese Momente tragen dazu bei, die Propellerflügel in einer ausgefalteten Stellung zu halten, d.h. in Berührung mit den Anschlagflächen 15 und 16,und zwar selbst in den Fällen, in denen die Vortriebskraft des Propellers klein oder gar Null ist.

Die im Zusammenhang mit einem Verstellpropeller mit einzeln schwenkbar gelagerten Propellerflügein dargestellte Erfindung kann selbstverständlich auch in der gleichen vorteilhaften Weise bei einem Propeller angewandt werden, bei dem die Propellerflügel auf einem gemeinsamen Schwenkzapfen schwenkbar angeordnet sind.

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Claims (6)

Patentansprüche

1) JSchiffspropeller mit in Richtung der Propellerwelle faltbaren Propellerflügeln, welche bei einer Drehbewegung der Propellerwelle unter der Wirkung der Fliehkraft ausfaltbar sind und bei Gleitfahrt des Schiffes mit stillstehender ■ Propellerwelle unter der Wirkung des die Propellerflügel anströmenden Wassers nach achtern einfaltbar sind, wobei sie eine spulenkörperförmige Verlängerung der Propellerwelle mit einem Minimum an Schleppwiderstand im Wasser bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (2, 3} in der eingefalteten Stellung einander nicht vollständig abdecken, so daß zumindest ein Randbereich (11) eines Propellerflügels (3) über dem benachbarten Propellerflügel (2) hervorragt und bei einer Drehbewegung der Propellerwelle auf das Wasser auftrifft und dadurch die Widerstandskraft des Wassers den Propellerflügel in die ausgefaltete Stellung, drängt.

2) Schiffspropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Propellerflügel (2; 3) einen Randbereich (11; 12) aufweist, der in der eingefalteten Stellung der Propellerflügel über einen benachbarten Propellerflügel in der Weise hervorragt, daß dieser Randbereich auf das Wasser auftrifft, wenn der Propeller sich in der Drehrichtung für Vorwärtsfahrt dreht.

3) Schiffspropeller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Propellerflügel (2; 3) einen Randbereich (13; 14) aufweist, der in der eingefalteten Stellung der Propellerflügel über einen benachbarten Propellerflügel in der Weise hervorragt, daß dieser Randbereich auf das Wasser auftrifft, wenn der Propeller sich in der Drehrichtung für Rückwärtsfahrt dreht.

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4) Schiffspropeller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante eines Propellerflügels (2, 3) über die Hinterkante eines benachbarten Propellerflügels (3, 2) hervorragt.

5) Schiffspropeller nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (13; 14) der Flügelspitze eines Propellerflügels (2; 3) über einen Teil der Flügelspitze eines benachbarten Propellerflügels (3; 2) hervorragt, wobei dieser hervorragende Teil der Flügel.spitze jeweils an die Hinterkante des zugehörigen Flügels anschließt.

6) Schiffspropeller nach "einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß seine Nabe (1) und seine Flügel (2> 3) mit Anschlagteilen (15,-16; 17, 18) versehen sind, die das Ausfalten der Propellerflügel (2, 3) in einer Stellung derselben begrenzen, in der diese mit einer durch die Nabe (1) hindurchgehenden Radialebene einen Winkel von vorzugsweise 5° bis 10° einschließen.

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