DE2551570A1 - Propeller - Google Patents

Description

74.615 BM/Ha/an

Dlpl.-Ing. Heinz Bardehl©

Patentanwalt

MBnchej) 22, tferrnstr. 15, Tei. 29 25 55
Poslonschrffi München 26, Postfach 4

München, den 17.November 1975

Mein Zeichen: P 2242

Anmelder: Gori-Vaerk A/S
Dyrehavevej 38
6000 Kolding
Dänemark

Propeller

Die Erfindung betrifft einen Propeller der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Die zum Antrieb von Schiffen und Booten dienenden Propeller oder Schiffsschrauben weisen entweder im Verhältnis zur Schraubenwelle fest angeordnete Flügel oder um ihre eigene Längsachse drehbare Flügel auf, welche unterschiedlichen Betriebsverhältnissen entsprechend einstellbar sind. Es sind des weiteren insbesondere für Motorboote mit Segelführung und für Segelboote mit Hilfsmotor bestimmte Schiffsschrauben bekannt, deren Flügel so schwenkbar gelagert sind, dass die Flügel in Längsrichtung der Schraubenwelle einschwenkbar und zusammenklappbar sind, wenn die Schraube nicht umläuft, so dass die

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Schraubenflügel der Bewegung des Bootes durch das Wasser möglichst wenig Widerstand bieten, wenn das Boot segelt.

Propeller sowohl der einen wie der anderen Art dienen auch anderen Zwecken, beispielsweise der Förderung von Luft, dem Fluidisieren feinkörniger Stoffe, dem Transport eines fein zerkleinerten Guts, eines Granulats oder von Getreide sowie anderen Förderzwecken.

Auch einklappbare Flügel an Schiffsschrauben nehmen automatisch verschiedene, den sich ändernden Betriebsverhältnissen entsprechende Stellungen ein. Solche Schiffsschrauben sind jedoch nur für Boote verwendbar, die nach Möglichkeit ausschliesslich durch Segel vorangetrieben werden. Propeller- oder Schraubenflügel dieser Art erfordern viel Platz in der Propellerwellenlängsrichtung.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Propellers, bei dem die bei Schiffsschrauben mit .einschwenkbaren Flügeln bekannte automatische Einstellung der Flügel bei einem wesentlich einfacheren Aufbau als dem der vorerwähnten bekannten Propeller mit drehbaren Flügeln gewährleistet ist, und der .weniger Platz beansprucht als die üblichen Propeller mit einklappbaren Flügeln, so dass der erfindungsgemässe Propeller vielseitig, beispielsweise mit grossem Vorteil bei Motorbooten verwendbar ist, da er sich unter allen Betriebsverhältnissen, hierunter auch beim Revers-Antrieb einer optimalen Propellerleistung ensprechend einstellt. Dieser Zweck wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht. Beim erfindungsgemässen Propeller nehmen die Propellerflügel infolge der Kombinationswirkung der Zentrifugalkraft bei umlaufendem Propeller einerseits und der axialen Beaufschlagung durch das umgebende Medium andererseits eine zweckmässige Lage ein, die von der Flügelstellung rechtwinklig zur Propellerwelle abweicht. Die Flügelform ist daher einer solchen Stellung anpassbar. Handelt es sich um eine Schraube für ein Motorboot, stellen sich bei Fahrt voraus die Schraubenflügel schräg nach vorn, während sie bei in entgegengesetzter Richtung umlaufender Propellerwelle zwecks Rückwärtsfahrt eine in Richtung zu ihrem freien äusseren Ende schräg nach hinten gerichtete Lage einnehmen. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, Form Länge der Schraubenflügel so zu wählen, dass man sowohl bei

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Fahrt voraus als auch bei Rückwärtsfahrt annähernd die gleiche Nutzwirkung erzielt. Die gesamte Vorrichtung beansprucht nur w.enig Platz in der Bootlängsrichtung, was sehr wünschenswert ist. Der Aufbau ist sehr einfach, wie aus der anschliessenden Zeichnungsbeschreibung und Zeichnung ersichtlich.

Die Einfachheit der Konstruktion beruht u.a. darauf, dass die beiden Schraubenflügel zwar miteinander gekuppelt, aber auch, .eventuell an einer gemeinsamen Welle, unabhängig voneinander und ohne jegliche Kupplungsvorrichtung zwischen den Flügeln gelagert sein können, da es belanglos ist, welche Stellung die Flügel bei stillstehendem Propeller einnehmen. Die beiden oder eventuell mehrere Flügel nehmen bei anlaufendem Propeller schnell die richtige Position ein. Die Flügel sind jedoch auch an gesonderten Schwenkzapfen anbringbar und können miteinander gekuppelt sein.

Das im Anspruch 2 gekennzeichnete Merkmal ermöglicht die Einstellung des grösstmöglichen Flügelausschlags unter Berücksichtigung aller Umstände, die zur Gewährleistung eines möglichst effektiven Betriebs von Bedeutung sind, d.h. unter Berücksichtigung der Leistung des Propellerantriebsmotors, der Form des Fahrzeugs sowie der Anbringung des Propellers. Auch bei Verwendung des Propellers als Schiffsschraube und für andere Zwecke ist eine solche Anpassung an die physikalische Eigenschaften desjenigen Mediums erforderlich, in dem sich der Propeller bewegen soll. Die Änderung der Stellung des Anschlags bzw. der Anschläge kann in verschiedener Weise erfolgen. Der Anspruch kennzeichnet diesbezüglich jedoch eine besonders zweckmässige Lösung, bei der das Anschlagorgan bequem mit einem anderen Anschlagorgan auswechselbar ist, welches den grösstmöglichen Ausschlag der Flügel auf einen anderen Wert begrenzt.

Oftmals genügt es, den Ausschlag der Propellerflügel nach hinten zu ändern. In denjenigen Fällen, in denen eine Verstellung sowohl der hinteren als auch der vorderen Grenzstellung des Propellerflügelausschlags erwünscht ist, ist die im Anspruch 4 gekennzeichnete Ausführungsform besonders zweckmässig, da sie die Mög-

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lichkeit bietet, den Abstand zwischen den beiden Anschlägen zu verstellen und ausserdem beide Anschläge unter Wahrung eines eingestellten Abstandes zu verschieben, so dass die Position beider GrenzStellungen des Ausschlags nach Wunsch veränderbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den erfindungsgemässen Propeller in Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 in zwei rechtwinklig zueinander liegenden axialer Schnitten eine, weitere Ausführurigsform des erfindungsgemässen Propellers und

Fig. 5 im Axialschnitt eine spezielle Ausfuhrungsform verstell- ■ barer Anschläge.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemässe Propeller besteht aus einer Nabe 1 mit einer sich in der Querrichtung erstreckenden Öffnung 2 und einer im Bereich ausserhalb dieser Öffnung gelagerten Achse 3> auf der zwei Propellerflügel 4 schwenkbar gelagert sind. Die Nabe 1 weist eine zentrale Bohrung 5 zur Aufnahme und Befestigung der Propellerantriebswelle 6 auf. Die Queröffnung 2 bildet für jeden der Propellerflügel 4 zwei Anschläge 7 und 8, welche den Schwenkausschlag der Propellerflügel nach vorn und hinten begrenzen. Innerhalb des Schwenkbereichs können sich die beiden Propellerflügel jedoch jederzeit so einstellen, dass die Leistung des Antriebmotors unter Berücksichtigung der Umlaufgeschwindigkeit und des vom umgebenden Medium erzeugten Axialdrucks möglichst wirksam ausgenutzt wird.

Auch in der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform weist der Propeller eine Nabe 11 mit einer Ausnehmung 12 auf, die sich bis zum hinteren Nabenende erstreckt. In der Begrenzungswand der Ausnehmung 12 ist eine Kreisnut 13 zur Aufnahme eines Flansches 14 an einem Spannstück 15 ausgebildet. Die hintere Stirnfläche der Nabe 11 wird von einem Anschlagstück 16 ab gedeckt, welches mittels

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eines Schraubenbolzens 17 mit dem Spannstück 15 verschraubt ist. Das Anschlagstück 16 begrenzt die Schwenkbewegung der Schraubenflügel nach hinten und ist gegen einen Anschlag etwas anderer Form auswechselbar, der die Schwenkbewegung der Flügel nach hinten in einer anderen Position stoppt. Die Anschlagfläche des Anschlagstücks 16 ist mit 19 bezeichnet. Am vorderen Ende der Ausnehmung 12 ist eine weitere Anschlagfläche 18 zur Begrenzung des Flügelausschlags nach vorn ausgebildet.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 und 4 sind die beiden Propellerflügel 20 auf je einem Achszapfen 21 gelagert und mit je einem Zahnsektor 22 versehen. Die beiden Zahnsektoren kämmen miteinander, so dass sich die beiden Flügel stets gleichartig bewegen. Die Nabe weist in ihrem vorderen Teil eine zentrale axiale Bohrung 23 zur Aufnahme und Befestigung der Antriebwelle auf.

Die Fig. 5 zeigt eine spezielle Ausführungsform mit einer Nabe 31 mit Queröffnung 32, durch die zwei Propellerflügel 33 aus der Nabe herausragen. Die beiden Flügel sind auf jeweils einem Achszapfen schwenkbar gelagert und weisen an ihrem innerhalb der Nabe 31 befindlichen Teil 35 einen Zahnsektor 36 auf. Die beiden Zahnsektoren der beiden Flügel kämmen mit einer gemeinsamen Zahnstange 37, die einen vorderen Verlängerungsteil einer in der axialen Bohrung eines Stopfens 39 verschiebbar gelagerten Kupplungsstange 38 bildet. Der Stopfen weist ein Aussengewinde auf und ist in eine axiale Gewindebohrung 40 der Nabe 31 eingeschraubt. Die Kupplungsstange 38 trägt beidseitig des Stopfens 39 ein Anschlagstück, d.h. ein hinteres Anschlagstück 41 und ein vorderes Anschlagstück 42, die durch jeweils eine Schraube 43 bzw. 44 auf der Kupplungsstange befestigt sind.

Führen die beiden Propellerflügel 33 unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft und des vom umgebenden Medium auf die Flügel ausgeübten axialen Drucks eine Schwenkbewegung aus, wird hierdurch die Kupplungsstange 38 in ihrer Längsrichtung verschoben. Diese Verschiebebewegung ist durch die beiden Anschläge 41 und 42 so begrenzt wie es mit Rücksicht auf die Konstruktion des Bootes oder die äusseren Umstände, unter denen der Propeller arbeitet, zweckmässig ist. Da sich beide Anschläge 41 und 42 nach Lösen der Befestigungsschrauben 43 und 44 auf der Kupplungsstange 38 frei

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verschieben lassen und in einer anderen Stoppstellung wieder fixierbar sind, und da zudem der Stopfen 39 weiter in die Gewindebohrung 40 einschraubbar oder weiter aus dieser herausschraubbar ist, sind der Schwenkbereich der beiden Flügel 33 sowie die Lage des Schwenkbereichs nach Wunsch einstellbar.

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Claims (4)

1. Pat ent an s ρ r Ü c h e

   / λIy Propeller, beispielsweise Schiffsschraube, mit einem oder nrehreren Flügeln, die in der Propellerwelle oder einer an dieser befestigten Nabe um eine im wesentlichen rechtwinklig zur Wellenachse verlaufende Achse schwenkbar gelagert sind, ds.durch gekennzeichnet, dass für jeden PropellerflUgel Anschläge zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Flügels in zwei GrenzStellungen vorgesehen sind, von denen zumindest die eine Grenzstellung so gewählt ist, dass der Flügel ein Stück aus derjenigen Flügelstellung wegschwenken kann, in welcher der Flügel im wesentlichen rechtwinklig zur Wellenachse herausragt.
2. 2. Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der eine der vorerwähnten Anschläge zur Änderung der Grenzstellung oder GrenzStellungen einstellbar ist.
3. 3· Propeller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Propellerflügel in einer Nabe mit einer zentralen Bohrung am freien Nabenende gelagert sind, und dass in dieser Bohrung ein als Anschlag für die Flügel dienendes Anschlagorgan befestigt ist.
4. 4. Propeller nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagorgan aus einem mit einem Aussengewinde ausgebildeten Stopfen besteht, der in ein Gewinde der genannten Zentralbohrung eingeschraubt-ist und selbst eine axiale Bohrung aufweist, in welcher eine Kupplungsstange verschiebbar gelagert ist, die beidseitig des Stopfens je einen verstellbaren Anschlag trägt und einen als Zahnstange ausgebildeten Verlängerungsteil aufweist, welcher mit koaxial zu den Flügelschwenkachsen liegenden Zahnsektoren der Propellerflügel zusammenwirkt.

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