DE2619134A1

DE2619134A1 - Ruehrwerkpropeller

Info

Publication number: DE2619134A1
Application number: DE19762619134
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ramsteck
Original assignee: LENSER KUNSTSTOFF PRESS
Current assignee: LENSER KUNSTSTOFF PRESS
Priority date: 1976-04-30
Filing date: 1976-04-30
Publication date: 1977-11-17
Also published as: DE2619134C2; FR2350041A7

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

Lenser Kunststoff-Freßwerk
GmbH + Co. KG
7913 Senden

79 Ulm, 9. April 1976 PG/449O er

Rührwerkpropeller

Die Erfindung betrifft einen Rührwerkpropeller mit einer Propellernabe und davon im wesentlichen radial abstehenden Propellerflügeln, wobei die Propellernabe und die Propellerflügel aus Kunststoff bestehen.

Üblicherweise werden Rührwerkpropeller aus Festigkeitsgründen aus Metall hergestellt, wobei je nach Anwendungsfall die Art des metallischen Werkstoffes unter dem Gesichtspunkt gewählt wird, eine größtmögliche Resistenz gegen Angriffe des Mediums zu erhalten, in dem der Propeller läuft. Eine derartige Auswahl ist jedoch nicht immer möglich, weil für manche, insbes. sehr aggressive Medien entweder kein ausreichend widerstandsfähiger metallischer Verkstoff existiert oder weil ein von der Resistenz her an sich geeigneter metallischer Verkstoff nicht in der erforderlichen Weise bearbeitbar ist, oder seine Verwendung aus anderen Gründen als unwirtschaftlich ausschei-

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det. Zwar können diese Schwierigkeiten dadurch umgangen werden, daß der Propeller aus widerstandsfähigem Kunststoff, beispielsweise Polyamid, hergestellt wird. Jedoch sind derartige Rührwerkpropeller aus Kunststoff nur für kleine Propellerabmessungen geeignet, denn aus Kunststoff bestehende Propeller für Großrührwerke mit Propellerdurchmessern von beispielsweise 0,5 bis 2 m würden keine ausreichende Stabilität gegen die auftretenden mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen besitzen. Für Großrührwerke sind daher ausschließlich Rührwerkpropeller aus Metall bekannt, die - soweit erforderlich - gegen aggressive Einflüsse durch einen Emailüberzug oder andere Ummantelung geschützt werden. Jedoch sind solche Propeller sehr aufwendig und außerordentlich empfindlich gegen Beschädigungen der sie schützenden Ummantelung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rührwerkpropeller der eingangs genannten Art aus Kunststoff so auszubilden, daß er auch in den für Großrührwerke erforderlichen Abmessungen eine ausreichende Stabilität gegen die auftretenden mechaniechen und/oder thermischen Beanspruchungen besitzt.

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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in den Propellerflügeln im wesentlichen radial über die Flügellänge bis in die Propellernabe verlaufende Zuganker angeordnet sind, die im Bereich des äußeren Flügelendes an einem Druckstück und in der Propellernabe in einem Haltestück befestigt sind, wobei Zuganker, Druckstück und Haltestück vollständig in den Kunststoff des Propellerflügels bzw. der Propellernabe eingeschlossen sind, und daß die Propellerflügel durch die Zuganker radial vorgespannt sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Rührwerkpropeller bewirken die Zuganker durch die radiale Druckvorspannung der Propellerflügel eine Entlastung des Kunststoffmaterials von den auf

die Propellerflügel wirkenden radialen Fliehkräften und den in gleicher Richtung wirkenden thermischen Dehnungskräften. Je nach Höhe der Vorspannung können diese Kräfte sogar kompensiert oder überkompensiert werden. Jedenfalls kann durch diese Vorspannung immer erreicht werden, daß auch bei großen Propellerdurchmessern und Drehgeschwindigkeiten, sowie unter höheren Betriebstemperaturen eine voll ausreichende mechanische Stabilität dee Propellers gewährleistet ist. Da

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die Zuganker, Druckstücke und Haltestücke vollständig in den Kunststoff des Propellerflügels bzw. der Propellernabe eingeschlossen sind, sind sie gegen Angriffe des Mediums geschützt, so daß der Werkstoff für sie unabhängig davon gewählt werden kann, ob er gegenüber dem Medium, in dem der Propeller laufen soll, resistant ist oder nicht. Zuganker, Druckstücke und Haltestücke können daher ohne weiteres beispielsweise aus Stahl hergestellt werden.

Als Zuganker können Zugmittel der verschiedensten Art gewählt werden, wenn nur die Möglichkeit besteht, sie bei ihrer Montage im Propeller in der erforderlichen Weise zu spannen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zuganker allerdings Zugstäbe, die mit ihrer Biegefestigkeit zu einer weiteren Versteifung der Propellerflügel beitragen.

Vorzugsweise ist das Haltestück als koaxial in der Propellernabe angeordnete Platte ausgebildet, an die randseitig die Zuganker mehrerer, insbesondere sich radial gegenüber liegender Propellerflügel angeschlossen sind. Dadurch

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können sich die Fliehkräfte der Propellerflügel am gemeinsamen Haltestück das Gleichgewicht halten und die Kunststoffnabe bleibt entlastet* Die Zuganker können mit Gewindezapfen in radiale Gewindebohrungen des Haltestückes eingeschraubt sein.

Es empfiehlt sich weiter, in den Propellerflügeln jeweils zwei Zuganker vorzusehen, die in Richtung der Breite des Propellerflügels parallel nebeneinander angeordnet und durch das Druckstück Jochartig miteinander verbunden sind. Dann bilden die als Zugstäbe ausgeführten Zuganker zusammen mit dem sie jochartig verbindenden Druckstück in jedem Propellerflügel einen Versteifungsrahmen, der den Propellerflügel in Richtung seiner Breite zusätzlich stabilisiert. Für die beiden Zuganker der Propellerflügel können getrennte Haltestücke vorgesehen sein, die im Abstand der Zuganker axial nebeneinander in der Propellernabe angeordnet sind.

Die Propellerflügel können einstückig mit der Propellernabe gefertigt sein. Einfacher aber ist eine Ausführungsform, bei der die Propellerflügel in Nuten der Propellernabe eingesetzt und homogen mit der Propellernabe verbunden sind. Der Anschluß der Propellernabe an die Propellerwelle erfolgt vorzugsweise

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derart, daß das Haltestück oder die Haltestücke in der Propellernabe zur kraftschlüssigen Verbindung mit der Propellerwelle eingerichtet sind, so daß die Antriebsmomente unmittelbar von der Propellerwelle auf die Haltestücke und erst von diesen auf die Nabe und die Propellerflügel übertragen werden.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Rührwerkpropeller nach der Erfindung in einer Schrägansicht ₉

Fig. 2 den Propeller nach Fig. 1 im Schnitt durch einen der Propellerflügel und die Propellernabe parallel zur Flügelebene,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III - III durch den Gegenstand der Fig. 2.

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In Fig. 1 sind auf einer allgemein mit 1 bezeichneten Propellerachse zwei Rührverkpropeller 2 übereinander angeordnet. Die Propellernabe ist mit 3» die davon im wesentlichen radial abstehenden Propellerflügel sind mit. k bezeichnet. Die Propellernabe 3 und die Propellerflügel k bestehen bei beiden Propellern aus Kunststoff, im Ausführungsbeispiel Polypropylen. Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, sind in den Propellerflügeln h im wesentlichen radial über die Flügellänge bis in die Propellernabe 3 verlaufende Zuganker 5 angeordnet. Xm Bereich des äußeren Flügelendes sind diese Zuganker 5 an einem Druckstück 6 und in der Propelllernabe 3 ^an einem Haltestück 7 befestigt. Dabei sind die Zuganker 5, die Druckstücke 6 und die Haltestücke 7 vollständig in den Kunststoff des Propellerflügels k bzw. der Propellernabe 3 eingeschlossen, für das Medium, in dem die Propeller 2 laufen, also nicht zugänglich. Die Zuganker 5 sind im Ausführungsbeispiel als Zugstäbe ausgebildet. Die Haltestücke 7 sind koaxial in der Propellernabe 3 angeordnete Platten, an die randseitig die Zuganker 5 mehrer, insbesondere der sich radial gegenüberliegenden Propellerflügel k angeschlossen sind, wozu im Ausführungsbeispiel die Zuganker 5 mit Gewindezapfen 8 in radiale Gewindebohrungen der Haltestücke 7 eingeschraubt sind. Am entgegengesetzten

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Ende sind die Zuganker 5 ebenfalls mit Gewindezapfen 10 versehen, die in Löcher 11 der Druckstücke 6 eingreifen und durch Muttern 12 gegen die Druckstücke 6 abgestützt sind· Durch Einschrauben der Zuganker 5 in die zentralen Haltestücke 7 und/oder durch Anziehen der Muttern 12 können im Ausführungsbeispiel die Zuganker 5 auf Zug gespannt werden, was über die Druckstücke 6 zu einer Druckvorspannung des den jeweiligen Propellerflügel h bildenden Kunststoffmateriales führt. Diese Vorspannung entlastet das Kunststoffmaterial des Propellerflügels von den im Betrieb radial auf den Propellerflügel wirkenden Fliehkräften und thermischen Dehnungskräften· Sind, wie im Ausführungsbeispiel, in den Propellerflügeln^ k Jeweils zwei Zuganker 5 vorgesehen, die in Breitenrichtung des Propellerflügels k parallel nebeneinander angeordnet und durch das Druckstück 6 jochartig miteinander verbunden sind, so bilden diese beiden Zuganker zusammen mit dem Druckstück einen Versteifungsrahmen, der die Propellerflügel h in Richtung ihrer Breite zusätzlich stabilisiert, abgesehen von der Versteifung, welche die Zuganker 5 bei Ausbildung als Zugstab infolge ihrer Biegefestigkeit ohnehin bewirken» Für die beiden Zuganker 5 der Propeller-

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flügel k sind getrennte Halteetticke 7 vorgesehen, die im Abstand der Zuganker 5'axial nebeneinander in der Propellernabe 3 angeordnet sind. Die Propellerflügel k sind in Nuten 13 der Propellernabe 3 eingesetzt und homogen mit der Propellernabe durch geeignete Schweißverfahren verbunden. Jedoch besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, Propellernabe 3 und Propellerflügel k einstückig zu fertigen. Um die Zuganker 5 in besonders einfacher Veise montieren und spannen zu können, besitzen die Propellerflügel k an ihrem äußeren Ende ein zunächst vom übrigen Teil des Propellerflügels getrenntes Endstück 17· Dieses Endstück 17 wird nach der Montage der Zuganker 5 und des Druckstückes 6 und nach Anziehen der Muttern 12 auf das Flügelende aufgesetzt und materialhomogen mit dem Flügel verbunden, wodurch der Abschluß des Druckstückee 6, der Zuganker 5 und der Muttern 12 nach außen bewirkt wird.

Die Propellerwelle 1 besitzt eine Kernwelle 1a aus Stahl, die durch einen Kunststoffmantel 1b gegen Angriffe des Mediums geschützt, ist. Der Kunststoffmantel 1b ist dichtschließend durch Schweißen oder dergl. an die Kunststoffnabe 3 des Propellers 2 angesetzt, wie es in Fig. 2 bei Ik

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angedeutet ist. Die Stahlwelle 1a greift in eine Sacköffnung der Kunststoffnabe 3 des unteren Propellers 2 und ist in jedem Propeller kraftschlüssig mit den in der Kunststoffnabe 3 befindlichen Haltestücken 7 verbunden, wozu im Ausführungsbeispiel die Haltestücke 7 mit einer die Stahlwelle 1a aufnehmenden Bohrung 15 versehen sind. Diese Bohrungen tragen ein Innengewinde, in das die Stahlwelle 1a mit einem entsprechenden Außengewinde eingeschraubt ist. Im Ergebnis sind auch die Stahlwelle 1a und die Haltestücke 7 dem Angriff des Mediums entzogen. Außer der Stahlwelle 1a können daher die Haltestücke 7, die Zuganker 5 und die Druckstücke 6 aus Stahl oder einem anderen geeigneten Metall bestehen. Um der unterschiedlichen thermischen Längenausdehnung der Stahlwelle 1a und des Kunststoffmantels 1b Rechnung zu tragen, besitzt der Kunststoffmantel 1b zwischen je zwei Propellern 2 ein geeignetes Ausgleichselement, im Ausführungsbeispiel eine bei 16 angedeutete Ringfalte, die balgähnlich axiale Bewegungsunterschiede zwischen der Stahlwelle la und dem sie umgebenden Kunststoffmantel 1b aufnehmen kann.

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Claims

Ansprüche

[1 .) Rührwerkpropeller mit einer Propellernabe und davon im wesentlichen radial abstehenden Propellerflügeln, wobei die Propellernabe und die Propellerflügel aus Kunststoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Propellerflügeln (4) im wesentlichen radial über die Flügellänge bis in die Propellernabe (3) verlaufende Zuganker (5)
angeordnet sind, die im Bereich des äußeren Flügelendes an einem Druckstück (6) und in der Propellernabe (3) an einem Haltestück (7) befestigt sind, wobei Zuganker (5), Druckstück (6) und Haltestück (7) vollständig in den
Kunststoff des Propellerflügels (4) bzw« der Propellernabe (3) eingeschlossen sind, und daß die Propellerflügel (4) durch die Zuganker (5) radial vorgespannt sind.
2. Rührwerkpropeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuganker (5) als Zugstäbe ausgebildet sind.
3· Rührwerkpropeller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Haltestück (7) als koaxial in der Propellernabe (3) angeordnete Platte ausgebildet ist, an die randseitig die Zuganker (5) mehrerer, insbesondere eich radial gegenüber liegender Propellerflügel (4) angeschlossen sind.

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ORIGJNAL IK¹SPECTED
4. Rührwerkpropeller nach den Ansprüchen 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet» daß die Zuganker (5) mit Gewindezapfen (8) in radiale Gewindebohrungen (9) des Haltestückes (7) eingeschraubt sind.
5. Rührwerkpropeller nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Propellerflügeln (4) 'Jeweils zwei Zuganker (5) vorgesehen sind, die in Richtung der Breite des Propellerflügels (4)parallel nebeneinander angeordnet und durch das Druckstück (6) jochartig miteinander verbunden sind.
6. Rührwerkpropeller nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß für die beiden Zuganker (5) der Propellerflügel (4) getrennte Haltestücke (7) vorgesehen sind, die im Abstand der Zuganker (5) axial nebeneinander in der Propellernabe (3) angeordnet sind.
7· Rührwerkpropeller nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (4) in Nuten (13) der Propellernabe (3) eingesetzt und homogen mit der Propellernabe verbunden sind.

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8. Rührwerkpropeller nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Haltestücke (7) in der Propellernahe (3) zur kraft schlüssigen Verbindtang nit einer Propellerwelle (la) eingerichtet sind.

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