DE2460283A1

DE2460283A1 - Der kavitation entgegenwirkende einrichtung fuer boots- oder schiffsschrauben

Info

Publication number: DE2460283A1
Application number: DE19742460283
Authority: DE
Inventors: Bror Allan Oehman
Original assignee: Volvo Penta AB
Current assignee: Volvo Penta AB
Priority date: 1973-12-19
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-07-03
Also published as: FI61156B; IT1026048B; JPS5841237B2; FR2255208A1; GB1464589A; SE390524B; FI61156C; CA1008313A; SE7317119L; AU7648174A; JPS5095992A; US3947151A; FI363474A; FR2255208B1

Description

DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86, POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte 25 648 "1 9. DEZ. 1974

AB Volvo Penta
Göteborg, Schweden

Der Kavitation entgegenwirkende Einrichtung für Bootsoder Schiffsschrauben

Die Erfindung bezieht sich auf eine der Kavitation entgegenwirkende Einrichtung für eine Boots- oder Schiffsschraube mit einer Nabe, welche von einem Durchlaß mit einer rückwärts gerichteten öffnung für den Austritt von Abgasen ins Wasser durchsetzt ist, und mit einer Anzahl von vorwärts der Austrittsöffnung angeordneten Schraubenflügeln.

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t (089) 98 82 72 8 München 80, Mauerkircherstraße 45 Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bnnk München 3892623

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Insbesondere bei Außenbordmotoren ist es bekannt, die Abgase über einen die Schraubennabe durchsetzenden Durchlaß abzuleiten, da auf diese Weise eine verbesserte und sicherere Geräuschdämpfung des Auspuffs sowie ein erhöhter Wirkungsgrad der Schraube erzielbar ist. Zum Erzielen der zuletzt' genannten Wirkung kann anstelle der Abgase auch ein Druckluftstrom durch die Schraubennabe geleitet werden.

Das Ableiten der Abgase durch die Sehraubennabe hindurch bringt jedoch auch gewisse Nachteile mit. Unter gewissen Betriebsbedingungen, beispielsweise beim Verschwenken des Außenbordmotors zum Lenken des Boots, bei der Fahrt des Boots gegen hohe Wellen und bei der Beschleunigung des Boots vom Verdrängungszustand in den Gleitzustand, können die Abgase zur Vorderseite der Schraubenflügel gesaugt werden, so daß ein KaviRationszustand eintritt.

Zur Beseitigung dieser nachteiligen Wirkung wurden bereits verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen und beispielsweise in den US-Patentschriften 2 948 252, 3 556 151, 3 55^ 665 und 3 589 833 beschrieben. Die in den genannten Patentschriften beschriebenen der Kavitation entgegenwirkende Einrichtungen sind zwar alle mehr oder weniger wirksam, die erzielten Verbesserungen gehen jedoch auf Kosten einer dann nicht mehr durch die Kavitation, sondern durch andere Einflüsse hervorgerufenen Verschlechterung des Wirkungsgrads. So weisen derartige kavitationsverhindernde Einrichtungen etwa hervorstehende Teile auf, welche bei der Fahrt des Boots den Wasserwiderstand erhöhen und damit den

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Wirkungsgrad der Schraube verschlechtern.

Eine glattwandige Schraubennabe erbringt die besten Möglichkeiten zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades, wobei dieser sich jedoch bei Vernachlässigung des Problems der Kavitation wieder verschlechtert.

Zur Beseitigung dieser Nachteile und Mangel schafft die Erfindung eine der Kavitation entgegenwirkende Einrichtung, welche gegenüber einer glattwandigen Schraubennabe keine nennenswerte Verminderung der Leistung und des Wirkungsrades der Schraube bewirkt.

Gemäß der Erfindung ist bei einer der Kavitation ^entgegenwirkende Einrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß an der Außenseite der Nabe und/oder eines am hinteren Ende derselben angesetzten Verlängerungsstücks zwischen den Schraubenflügeln und der Austrittsöffnung in gegenseitigem Axialabstand eine oder mehrere Ringnuten oder eine oder mehrere Reihen von Vertiefungen in ringförmiger Anordnung gebildet sind, welche dem die Schraube im Betrieb umströmenden Wasser eine in bezug auf die Längsachse der Schraube quer verlaufende Strömung verleihen, so daß Wasser von einer Seite der Achse zur anderen Seite derselben trans- . portiert wird und dadurch eine Sperre bildet, welche das Zurücksaugen der austretenden Abgase zu den Schraubenflügeln verhindert.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine Längsscknlttansiciit einer der Kavitatioa.engtgegenwlrkende Einrichtung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig, 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung und

Fig. 3 bis 5 vergröSerte Teil-Schnittansichten von weiteren Ausführungsformen der Erfindung.

In Fig. 1 erkennt man eine Schraubennabe 1 mit Schraubenflügeln 2 und einem Durchlaß 3 für die Abgase des Motors, welcher am hinteren Ende in einer Austrittsöffnung 4- ausmündet. Zwischen der Austrittsöffnung 4 und den Schraubenflügeln 2 ist in der Außenseite der Nabe 1 eine Ringnut 5 gebildet. Diese hat einen rechteckigen Querschnitt mit einer vorderen Wand 6, einer hinteren Wand 7 und einem Boden 8. Gemäß der Erfindung kann die Nut jedoch auch andere Querschnittsform haben. Ferner ist es möglich, mehrere Nuten in gegenseitigem Axialabstand zwischen der Austrittsöffnung 4 und den Flügeln 2 vorzusehen oder, wie in Fig. 2 dargestellt, eine einzige entlang einer Schraubenlinie verlaufende Mut zu bilden, welche sich in mehreren Windungen gegebenenfalls bis zum Ansatz der Schraubenflügel erstreckt. Anstelle der Nut oder der Nuten kann auch eine bzw. können auch mehrere Reihen von Ausnehmungen in ringförmiger Anordnung vorgesehen sein.

In Fig. 3 ist die Anordnung dahingehend abgewandelt, daß die Rückwand? der,Mut 5 einen in Richtung auf die vordere Wand 6 hervorstehenden Steg 10 trägt, dessen Hohe kleiner

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ist-als die Breite der Nut 5· Der freie Rand des Stegs ist vorzugsweise zugeschärft. Von der hinteren'Wand 7 geht wenigstens ein Durchlaß 11 aus, welcher am hinteren Ende der Nabe 1 ausmündet. ■

In der Ausführung nach Fig. 4· sind die Rückwand 7 und der Steg 10 aus einem elastischen Werkf ";off, welcher eine solche Elastizität aufweist, daß er unter Einwirkung der Wasserströmung nachgibt. Anderenfalls kann auch entweder die hintere" Wand 7 oder der Steg 10 aus solchem elastischem Werkstoff sein.

Der Steg 10 kann entlang dem gesamten Umfang der Nabe durchgehend die gleiche" in Fig. 3 und 4- dargestellte Breite.bzw. Höhe aufweisen, oder er kann an bestimmten Stellen, z.B. in axialer Verlängerung der Ansätze der Schraubenflügel, so verbreitert sein, daß er die Nut 5 in ihrer ganzen Breite überdeckt.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführung nach Fig. 1. Die Nut 5 ist hier über im Boden 8 ausmündende Badialdurchlässe 12 mit dem Durchlaß 3 strömungsverbunden.

Die durchgehenden Nuten oder in ringförmiger Anordnung gebildeten Ausnehmungen können an der Außenseite der Nabe 1, an der Außenseite eines am hinteren Ende der Nabe sitzenden Verlängerungsteils oder sowohl an der Nabe als auch am Verlängerungsteil gebildet sein. Das Verlängerungstei'l ist beispielsweise eine Befestigungsmutter»

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Die verschiedenen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können mit an den Ansätzen der Schraubenflügel
gebildeten Quernuten kombiniert sein. Ferner können anhand der einzelnen Figuren beschriebene Einzelheiten
der verschiedenen Ausführungen mit anderen Einzelheiten von in anderen Figuren dargestellten Ausführungsformen kombiniert werden.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Nuten
oder Ausnehmungen beruht darauf, daß sie beim Steuern
eines Boots mit Hilfe des Außenbordmotors, beim Antrieb des Boots gegen schweren Seegang und beim Beschleunigen des Boots von der Verdrängungs- zur GIeitfahrt die
Schraube unter einem gewissen Winkel anströmendem Wasser eine in. bezug auf die Längsachse der Schraube quer verlaufende Strömung verleihen, so daß Wasser von einer Seite der Achse zur anderen Seite derselben transportiert wird und dadurch eine Sperre bildet, welche das Zurücksaugen der austretenden Abgase und das Vordringen derselben bis zur Vorderseite der Schraubenflügel verhindert. Dadurch, daß die erfindungsgemäße Anordnung, einschließlich des Stegs 10, unterhalb der vorhandenen Umfangsflache der
Nabe 1 gebildet ist, ergeben sich keinerlei nachteilige Auswirkungen auf die Antriebs- oder Fahrtgeschwindigkeit.

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Claims

Patentansprüche

Der Kavitation entgegenwirkende Einrichtung für eine Boots- oder Schiffsschraube mit einer Nabe, welche von einem Durchlaß mit einer rückwärts gerichteten öffnung für den Austritt von Abgasen ins Wasser durchsetzt ist, ü?id mit einer Anzahl von vorwärts der Austrittsöffnung angeordneten Schraubenflügeln, dadurch gekennzeichnet j daß an der Außenseite der Nabe (1) ynd/ oder eines am hinteren Ende derselben angesetzten Verlängerungsstücks zwischen den Schraubenflügeln (2) und der Austrittsöffnung (4) in gegenseitigem Axialabstand eine oder mehrere Ringnuten (5) oder eine oder mehrere Reihen von Vertiefungen in ringförmiger Anordnung gebildet sind, welche die Schraube im Betrieb anströmendem Wasser eine in Bezug auf die Längsachse der Schraube quer verlaufende Strömung verleihen, so daß Wasser von einer Seite der Achse zur anderen Seite derselben transportiert wird und eine Sperre bildet_a welche das Zurücksaugen der austretenden Abgase zu den Schraubenflügeln verhindert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Nabe (1) wenigstens eine Ringnut (5) mit rechteckigem Querschnitt aufweist. "
3· Einrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet , daß am oberen Ende der hinteren Wand (7) der Ringnut (5) ein ringförmiger Steg (10) in Richtung auf die vordere Wand (6) der Nut hervorsteht, dessen

Höhe wenigstens über den größten Teil seiner Länge in
Umfangsrichtung der Nabe (1) kleiner ist als die Breite
der Ringnut.
4. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der der vorderen Wand (6) der Ringnut (5) zugewandte freie Rand des Stegs (1P) zugeschärft ist.
5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von der hinteren Wand (7) der Ringnut (5) wenigstens ein in Axialrichtung der Nabe (1) verlaufender und an ihrem hinteren Ende ausmündender Durchlaß (11) ausgeht.
6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
hintere Wand (7) der Ringnut (5) aus einem elastischen
Werkstoff ist.
7. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der
Steg (10) aus einem elastischen Werkstoff ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichne t,.daß die Ringnut (5) über eine Anzahl

von ihrem Boden (8) ausgehender Radialdurchlässe (12)
mit dem die Nabe (1) durchsetzenden Durchlaß (3) strömungsverbunden ist.

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9» Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche bis 8, dadurch gekenn ζ ei chnet, daß die Ansätze der Schraubenflügel (2) an der Saugseite der Schraube mit quer verlaufenden Nuten versehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine entlang einer Schraubenlinie verlaufende Nut (9) sich in mehreren Windungen um die Nabe (1) herum erstreckt.

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