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Propeller
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Die Erfindung betrifft einen Propeller mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1. Der Propeller wurde insbesondere, jedoch nicht ausschließlich,
für Segelschiffe mit Hilfsantrieb, beispielsweise für Jachten und Motorsegelschiffe,
geschaffen.
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In der US-PS 997 884 ist ein Propeller mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 beschrieben. Der bekannte Propeller ist in mehrerlei Hinsicht mit
Nachteilen behaftet. So ist die Konstruktion relativ aufwendig, der Bewegungsmechanismus
kann durch Ansiedlung von marinem Wachstum, beispielsweise durch Entenmuscheln,
gestört oder blockiert werden, was insbesondere dann auftritt, wenn der Beweoungsmechanismus
des Propellers nicht ständig betätigt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Propeller mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so auszugestalten, daß er in konstruktiver
Hinsicht wesentlich vereinfacht, besonders betriebssicher und zuverlässig und überdies
kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere soll der bekannte Propeller so verbessert
werden, daß er unempfindlich gegen marines Wachstum ist, d.h. im Betrieb eine selbstreinigende
Wirkung aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Propeller der zuvor genaflnten Art
gelöst, der die konstruktiven Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 aufweist.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Propeller mit einer Nabe, mehreren
Propellerflügeln, die auf der Nabe drehbar befestigt sind, wobei an jedem Propellerflügel
Teil eines Zahnrads angeformt ist, das koaxial zum Drehgelenk des Flügels steht,
eine verschiebbare Zahnstange entlang der Längsachse der Nabe angeordnet ist, wobei
die Konstruktion und Anordnung dergestalt ist, daß beim Betrieb eine Verschiebung
der Zahnstange die Drehung der Propellerflügel um deren Drehlager bewirkt,
so
daß die Flügel mindestens zwei Positionen einnehmen können, nämlich eine erste,
gefaltete Position, bei der die Flügel eng zueinander gefaltet sind, wobei die Längsachsen
der Flügel im wesentlichen parallel zur Längsachse der Nabe liegen, und eine zweite
Position, in der bei Drehung des Propellers während des Drehvorgangs zwischen den
Flügeln und einer Flüssigkeit, in der der Propeller sich dreht, eine gegenseitige
Einwirkung erfolgt.
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Die Erfindung umfaßt auch einen wie zuvor definierten Propeller, der
mit einem manuell bedienbaren Verschiebungsorgan kombiniert ist, das zur Bewegung
der Zahnstange bezüglich der Nabe angeordnet ist.
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen bedeuten: Figur 1 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäß konstruierten Propellers;
Figur 2 eine in einem Winkel von 90" zur Figur 1 stehende Ansicht des erfindungsgemäßen
Propellers; Figur 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Propellers in geöffneter
"Vorwärts"-Antriebsposition; , Figur 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
eines Obersetzunnsorgans; und Figur 5 ein Querschnitt entlang der Linie 5-5 von
Figur 4.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen umfaßt ein erfindungsgemäßer
Propeller eine Nabe 1, die so angeordnet ist, daß sie
von einer
Welle 2, bei der es sich vorzugsweise um eine hohle Welle handelt, angetrieben ist.
Auf der Nabe 1 sind mehrere Flügel, vorzugsweise zwei Flügel, befestigt. Die Flügel
sind jeweils auf einem Drehlager 3 montiert, wobei die Drehlager 3 auf entgegengesetzten
Seiten der longitudinalen Mittellinie der Nabe angeordnet sind und in Ebenen liegen,
die parallel zueinander und zur Mittellinie sind. Die Drehlager sind so angeordnet,
daß der Winkel 4 einen Betrag von ungefähr 41° aufweist, so daß der Winkel 5 zwischen
der Achsenlinie 6 des Drehlagers und der Längsachse 7 der Nabe 1 und der Welle 2
ungefähr 49" beträgt. Der Winkel der Drehlaaer bezüglich der Nabe ist so gewählt,
daß die Flügel eine ausreichende Neigung aufweisen, wenn sie bis zu angenähert dem
maximalen Durchmesser des Propellers gedreht sind. Demgemäß ist dieser Winkel eine
Funktion der Gestaltung im Hinblick auf Schiffsgeschwindigkeit'Motorgeschwindigkeit,
Flügelneigung und anderer Faktoren, die üblicherweise in Betracht kommen. Bei jedem
Flügel ist konzentrisch zu den Drehlagern 3 ein Teil eines Zahnrads 8 angeordnet.
Die Flügeldrehachsen sind gegeneinander in einem Winkel von ungefähr 98" angeordnet,
und die Teile eines Zahnrads 8 stehen mit einer Zahnstange 11 im Eingriff, wobei
die Zahnstange li so angeordnet ist, daß sie in der Längsrichtung der Nabe 1 durch
eine Betätigungsstange 12 bewegt oder verschoben werden kann. Die Betätigungsstange
12 ist in der hohlen Welle 2 befestigt und führt zu einem geeigneten Betätigungsmechanismus.
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In den Figuren 4 und 5 ist ein geeigneter Betätigungsmechanismus dargestellt.
Er umfaßt ein Gehäuse 20 und eine Welle 21, die sich im Gehäuse 20 dreht und eine
Welle 22 antreibt, die beispielsweise mit der Welle 2 gemäß Figuren 1 und 2 verbunden
ist. Mit dem Schaft drehen sich zwei Elemente 23 und 24 mit Außengewinde, von denen
eines, beispielsweise das Element 23, ein Linksgewinde und das andere, nämlich das
Element 24, ein Rechtsgewinde aufweisen. Mit einer Zahnung und einem Gewinde
versehene
Elemente 25 und 26 stehen mit den mit Gewinde versehenen Elementen ?3 bzw. 24 im
Eingriff, wobei es sich bei den Zahnrädern 27 und 28 um Kegelräder handelt, die
Teil von Eingriffsvorrichtungen darstellen, welche auf einer Trägerwelle 30 angeordnete
Ritzel 29 umfassen. Wenn das Element 25 oder das Element 26 durch Anwendung von
Reibung durch die Bandbremsen 31 oder 32 verlangsamt werden, dann führt diese Verlangsamung
zu einer Beschleunigung des anderen Elements bezüglich der mit Außengewinde versehenen
Elemente 23 und 24, und, abhängig davon, welches der Elemente verlangsamt wird,
wird die Anordnung 25 oder 26 longitudinal im Gehäuse 20 in der einen oder anderen
Richtung verschoben. Hierdurch erhält man einen sehr einfachen Steuerungsmechanismus,
dessen Steuerung sich auf die Stange 33 und wiederum auf die Stange 12 (Fiauren
1 und 2) überträgt.
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Man kann auch alternativ eine manuell betreibbare Steuerung einsetzen,
die auf irgendeine günstige Weise angeordnet ist.
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So kann man beispielsweise eine Manschette, die mit einem Hebel in
Eingriff gelangen kann, verwenden, wobei der Hebel so angeordnet ist, daß er in
fixierter Position gehalten werden kann, beispielsweise durch einen Schneckentrieb,
der den Kräften widersteht, die zu einer Veränderung der eingestellten; Position
führen können.
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Ein manuell betreibbarer Mechanismus kann beispielsweise ein Drucklager
umfassen, das die Antriebswelle des Propellers aufnimmt und angrenzend an das erste
Lager ein zweites Lager, das eine auf der Außenoberfläche der Welle verschiebbare
Buchse" umfaßt, wobei die Buchse wiederum ein Element trägt, das durch einen Schlitz
in der Welle hindurchgeht und wobei dieses Element an einem Stab befestigt ist,
der durch eine die Welle durchlaufende Ausnehmung gleitet und mit der Zahnstange
am Propeller verbunden ist. Eine Bewegung des zweiten Lagers bewirkt die Bewegung
der Buchse, somit eine Bewegung des Blocks in den Schlitzen und folglich eine Bewegung
der Stange. Die
Bewegung des Lagers kann durch einen Hebel bewirkt
werden, der eine in Position fixierbare Steuerung aufweist, beispielsweise durch
Anbringen einer Schneckenrad- und Schraubenantriebsanordnung, wobei eine Drehung
der Schraube die Stellung des Schneckenrads ändert Bei den zwei Lagern handeTt es
sich um Drucklager, wobei es sich bei spielsweise beim Hauptdrucklager um ein Drucklager
des Typs- UC 308-40 handelt, das in einem Gehäuse FC 210 D befestigt ist und wobei
das bewegliche Lager ein UC 209-45 umfaßt, das in einem zusammengesetzten Gehäuse
montiert ist, das durch die genannten Hebel bewegt werden kann.
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Der Propeller weist als weiteren Vorteil auf, daß auch eine variable
Neigung möglich ist. Wenn man nämlich die Flügel in Positionen zwischen einer mittleren
Stellung und der vollen Vorwärts- und vollen Rückwärtspasition stellt, erhält man
feine und grobe Neigungen, bzw. eine neutra-le Position.
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Der Betrieb der Konstruktion ist wie folgt Durch Bewegung der Stange
12, beispielsweise durch Verlangsamung eines der beiden Elemente 25 oder 26, wird
die Zahnstange bezüglich der Nabe 1 bewegt. ATs Ergebnis werden die Flügel von der
in den Figuren I und 2 dargestell-ten, gefalteten Anordnung über eine weitere, in
Figur 3 dargestellte Anordnung zu einer noch weiteren Anordnung bewegt, bei der
sich die Zahnstange 11 noch weiter aus der Nabe erstreckt und die Flügel nach vorne
gerichtet sind Diese drei Positionen ergeben die gefaltete Position, ei-ne Position
für Vorwärtsbewegung, so wie sie in Figur 3 dargestellt ist und eine Position für
eine Ruckwärtsbewegung, wenn der Winkel des Flügels verändert wird, so daß beim
Drehen der Welle in derseTben Richtung wie für die Vorwärtsbewegung eine umgekehrte
Bewegungsrichtung auftritt.
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Erfindungsgemäß werden die folgenden Wirkungen rzieit:
1.
Es wird eine Konstruktion geschaffen, bei der der Propeller durch ein einfaches
Bedienen einer einfachen Steuerung von einer gefalteten Position zu einer vollen
Vorwärtsposition und einer Position für Rückwärtsbewegung verstellt werden kann.
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2. Durch die gefaltete Position wird der Widerstand des Propellers
beim Segeln ganz beträchtlich verringert.
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3. Beim erfindungsgemäßen Propeller ist die Anordnung eines Rückwärtsgetriebes
nicht erforderlich.
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4. Die Konstruktion hält die Flügel, insbesondere in gefalteter Position,
auch mechanisch in Position.
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5. Bei Wahl einer groben Neigung kann man das Motorsegeln untersützen,
wodurch das Schiff höher aufgerichtet wird und so die zur Verfügung stehende Segel
kraft erhöht wird.
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Die Konstruktion ist auch für andere Zwecke anwendbar, beispielsweise
für windbetriebene Propeller, wobei aufgrund der Einstellbarkeit zwischen der geschlossenen
oder gefalteten Anordnung undeder Anordnung für maximale Vorwärtsbewegung der Propeller
gesteuert werden kann, so daß er wechselnden Windbedingungen angepaßt und im Falle
eines' Sturmsgeschlossen werden kann. Die Kombination des.Propellers mit dem Verschiebungsorgan
zusammen mit einem FlUs,si gkeits-Geschwindigkeits-Meßgerät ermöglichst eine automatische
Steuerung der Neigung der Flügel um so eine Geschwindigkeits- und/oder Kraftsteuerung
zu ermöglichen. Daher können die Flügel im Bereich zwischen der beinahe vollständig
gefalteten. Position bis zur vollständig offenen Position gesteuert werden.
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