DE28403C - Schaufelräder, welche diagonal «ur Schiffsrichtung umlaufen, deren Schaufeln aber rechtwinklig zu dieser sich einstellen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Ebenso wie bei der Schiffsschraube der Querschnitt des vom Propeller zurückgeworfenen Wasserstromes nicht nach dem Querschnitt der einzelnen Flügelflächen, sondern nach dem ganzen von den Flügeln bestrichenen Raum, der eine geschlossene Ringfläche bildet, bemessen wird, ebenso ist auch beim Diagonalrad als Querschnitt der Rückströmung der Querschnitt des ganzen Raumes anzunehmen, der im Wasser von den Schaufeln diagonal zur Schiffsrichtung bestrichen wird und wo deren rechtwinklig zu dieser Richtung gestellte Druckflächen das Wasser parallel zur Fortbewegungsrichtung des Schiffes zurückwerfen. Dieser Wasserquerschnitt bildet beim Diagonalrad den Abschnitt einer Ellipse.

Ein Diagonalrad von dem Durchmesser der Diagonale α b in Fig. ι der Zeichnung und ein gewöhnliches Schaufelrad von dem in der Scbiffsrichtung liegenden Durchmesser cb und der Schaufelbreite a c würden demnach beide unter gleichen Tauchungsverhältnissen den gleichen Querschnitt der Rückströmung (verringert nur durch die elliptische Abrundung beim Diagonalrad) ergeben, trotzdem die Schaufelbreite beim Diagonalrad nicht den dritten Theil derjenigen beim gewöhnlichen Rad zu betragen braucht.

Ebenso würde auch die Geschwindigkeit der Rückströmung bei diesen beiden Rädern bei gleicher Umdrehungszahl die gleiche sein; denn die Umfangsgeschwindigkeit in der Richtung der Diagonale ab ist beim Diagonalrad von

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als beim gewöhnlichen Rad von dem in der Schiffsrichtung liegenden Durchmesser c b, aber die Geschwindigkeit, mit der die eingetauchten Schaufelflächen parallel zur Schiffsrichtung bewegt werden, ist bei beiden Rädern dieselbe.

Bei gleichem Durchmesser mit einem gewöhnlichen Rad von dem Durchmesser c b, Fig. i, miifste also das Diagonalrad, um die gleiche Geschwindigkeit der Rückströmung erzielen zu können, so viel mehr Umdrehungen als jenes machen, als die Länge der Diagonale α b diejenige der Seite c b übertrifft. Arbeitete z. B. in der Schiffsrichtung c b ein Morgan-Rad von 3 m Durchmesser mit 45 Umdrehungen pro Minute, so müfste ein in der Richtung α b unter 45° hierzu arbeitendes Diagonalrad von ebenfalls 3 m Durchmesser 63 Umdrehungen, und wenn die Räder, wie in Fig. 4, unter 50° zur Schiffsrichtung arbeiteten, 70 Umdrehungen pro Minute machen, um den Wasserstrom mit derselben Geschwindigkeit zurückzuwerfen, wie das Morgan-Rad bei 45 Rotationen.

Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dafs beim Diagonalrad, ähnlich wie bei der Schraube, rasch gehende, also einfache und leichte, Maschinen benutzt werden können, und ferner, dafs diese Räder in weit geringerem Gewicht herzustellen sind, als Morgan-Räder, weil ihre Schaufeln nicht wie bei diesen die ganze Breite des zurückzuwerfenden Wasserstromes zu haben brauchen, sondern, ähnlich wie Schraubenflügel, schmal construirt werden können. Dabei hat aber das Diägonalrad, wie das ge-

wohnliche .Schaufelrad, den Vortheil vor der Schraube, dafs es weit geringere Tauchtiefe zur Erzielung eines gleichen Querschnitts der Widerstandsfläche benöthigt.

Ganz besonders eignen sich Diagonalräder für Hackradconstructionen, weil ihre schräge Stellung sich der hinteren, abfallenden Bauart des Schiffes leicht anpafst. Auf der Zeichnung ist daher die Anbringung hinten am Schiff gewählt und in den Fig. 2, 3 und 4 in Seitenansicht, hinterer und oberer Ansicht dargestellt, während die Fig. 5 und 6 die Construction eines linksseitigen Rades eingehender zeigen. Die Räder erhalten fünf oder acht um je eine Achse drehbare Schaufeln; diese Achsen, die parallel zur Radachse liegen, sind aber gegen die Schaufelflächen unter einem Winkel geneigt, der dem Winkel gleich ist, unter dem die Räder diagonal zur Schiffsrichtung arbeiten bezw. der sich zu 90⁰ mit dem Winkel ergänzt, unter dem die Radachsen, also auch die Schaufelachsen, schräg zum Schiffsmittel liegen. Da z. B. in Fig. 4 die Räder unter 50° diagonal zum Schiffsmittel arbeiten, also ihre Achsen letzteres in einem Winkel von 40⁰ schneiden, so sind hier die Schaufelachsen unter 50⁰ gegen die Schaufelflächen geneigt in deren Breitenachse, so dafs sämmtliche Schaufelflächen stets rechtwinklig zur Schiffsrichtung ständen, wenn sie in ihren Längenachsen immer senkrecht gestellt wären. Dies ist aber nicht der Fall, da dann der Wasser-Ein- und -Austritt der Schaufeln unrichtig erfolgen würde.

Um daher die Schaufeln schräg, wie beim Morgan-Rad, ein- und austreten zu lassen, erhalten dieselben mittelst Excenters die in Fig. 5 gezeichneten Stellungen, so dafs nur im tiefsten Punkte im Wasser eine vollkommen senkrechte Stellung der Schaufelfläche stattfindet.

Fig. 6 zeigt die Construction einer Schaufel und ihre Anbringung auf der Schaufelachse. Zur besseren Ansicht ist die Schaufel aus ihrer richtigen Stellung zurückgedreht und daher mit gebrochener Führungsstange gezeichnet.

Die schräg zusammenlaufenden Achsen der Räder werden entweder bei seitlicher Anbringung der Räder am Schiff direct gekuppelt oder bei hinterer Anbringung durch directe Kupplung, gemäfs Fig. 4, auf parallel zum Schiffsmittel laufende Wellen übertragen. Zum Verständnifs der Kupplung denke man sich durch jeden der schräg zusammenlaufenden Achsentheile in der Mittellinie eine Ebene senkrecht hindurchgelegt. Diese beiden Ebenen würden sich also in demselben Winkel wie die gebrochenen Achsen schneiden, gemäfs Fig. 4 demnach unter einem Winkel von 40 °. Denkt man sich nun jede der Ebenen fest mit der Radachse rotirend, so würde ihre senkrechte Stellung nach einer Drehung der Achsen um 90⁰ zu einer waagrechten werden und dementsprechend der Winkel, unter dem sie sich schneiden, von 40⁰ bis auf o° abnehmen.

Diese beiden Stellungen der Kupplung sind in Fig. 4 dargestellt, die erste an der rechtsseitigen, die zweite an der linksseitigen Radachse. Der vordere, parallel zum Schiffsmittel laufende Theil der gebrochenen Radachse hat im Bruchpunkt einen runden Doppelarm winkelrecht aufgekeilt, so dafs die eine der vorhin gedachten Ebenen durch die Mittellinie dieses Doppelarmes in der Richtung des parallel zum Schiffsmittel liegenden Achsentheiles geht. Dem hinteren, schräg zum Schiffsmittel laufenden Achsentheil ist ebenfalls ein Doppelarm rechtwinklig aufgekeilt, dessen beide Enden aber nach vorn im rechten Winkel umgebogen sind, so dafs die Form einer Gabel entsteht.

Die beiden Zinken dieser Gabel sind in gleicher Ebene in der Richtung des hinteren Achsentheiles gespalten, und in den jederseitigen Spalt greift ein Ende des Doppelarmes des vorderen Achsentheiles hinein, so dafs dasselbe sich in dem Spalt bei der Rotation der Achsen wie in einem Schlitten hin- und 'herschiebt. Die zweite der gedachten Ebenen geht nun in der Mittellinie des hinteren Achsentheiles der Länge n'ach mitten durch die beiden Spalte und schneidet somit die andere Ebene in einer durch den Bruchpunkt der Achse gehenden Linie. Die parallel zum Schiffsmittel laufenden Theile der gebrochenen Radachsen führen zur Maschine, und da sie nahe zusammenzubringen sind, so können sie leicht durch ein Paar Stirnräder in Verbindung gesetzt werden, so dafs nur zwei Cylinder zum Antrieb beider Räder erforderlich wären.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die vorstehend durch Beschreibung und Zeichnung erläuterten Diagonalräder, welche mit schräg liegenden Achsen diagonal zur Schiffsrichtung arbeiten, während die Flächen ihrer beweglichen Schaufeln sich im Wasser rechtwinklig zur Fortbewegungsrichtung des Schiffes stellen, sowie die Anbringung dieser Räder am Schiff mittelst der beschriebenen directen Kupplung ihrer schräg zusammenlaufenden oder gebrochenen und parallel zum Schiffsmittel weiter geführten Achsen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.