DE3029099A1

DE3029099A1 - Symmetrische schiffsschraube

Info

Publication number: DE3029099A1
Application number: DE19803029099
Authority: DE
Inventors: Roger E. Koepsel; Ronald M. Steiner; Daniel G. Oshkosh Wis. Wilcox
Original assignee: Brunswick Corp
Current assignee: Brunswick Corp
Priority date: 1979-12-26
Filing date: 1980-07-31
Publication date: 1981-07-02
Also published as: US4331429A; CA1136928A; GB2066371A; GB2066371B; JPS6317679B2; JPS5695796A; SE8007408L

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schiffsschraube für Außenbordantriebseinheiten und insbesondere eine Schiffsschraube, bei der die Schraubennabe einen Auslaßkanal für die Abgase eines Motors aufweist.

Beim Betrieb von Außenbordantriebseinheiten, bei denen die Motorabgase durch die Nabe der Schiffsschraube ausgestoßen werden, ist es schwierig einen großen umgekehrten Schraubenzug zu erzielen.

Verschiedene Einrichtungen wurden -verwandt, um das Ausstoßen der Motorabgase durch die Nabe einer Schiffsschraube zu verhindern, wenn ein Rücklauf erwünscht ist, während das Ausstoßen durch die Schiffsschraubennabe erfolgt, wenn der Vorlauf erwünscht ist.

Die erfindungsgemäße Schiffsschraube weist an ihrem rückwärtigen Ende eine Ausstoßöffnung für die Abgase auf. Die Schiffsschraube weist eine Vielzahl von Blättern auf, von denen jedes dickenmäßig zu seiner Schnittlinie bzw. Teilungslinie von der Vorder- zur Hinterkante symmetrisch ist. Die Schiffsschraube hat verglichen mit herkömmlichen Schiffsschrauben, bei denen der Ausstoß der Abgase durch die Nabe erfolgt, einen wesentlich erhöhten Schraubenzug bei der Drehung im Rücklauf. Sie ist besonders wirksam wenn sie zusammen bzw. in Kombination mit einer Außenbordantriebseinheit verwandt wird, die Auslaßkanäle für die Abgase aufweist, um ein wesentliches Ausstoßen durch die Schraubennabe zu vermeiden, wenn die Einheit im Rücklauf betrieben wird.

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Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den unteren Teil einer Außenbordantriebseinheit nach der Erfindung,

Fig. 2 Darstellungen längs der Linien 2-2 bzw. und 3 3-3 der Fig. 1,

Fig. .4- eine Aufsicht auf die Schiffsschraube nach der Erfindung, und

Fig. 5, Schnittdarsteilungen des Schraubenflügels 6 und 7 längs der Linien 5-5, 6-6 bzw. 7-7 in Fig. 4.

Es wird nun auf die Figuren bezug genommen, von denen die Figuren 1-3 den unteren Teil 10 eines Außenbordantriebes zeigen. Diese sind bekannt und umfassen im allgemeinen ein Gehäuse 11, eine einstückig ausgebildete Luftabschirmplatte 12, ein Kielblatt 13 und einetorpedoförmige Ausbildung 14, in der die AntriebsZahnräder für die Schraubenwelle 15 untergebracht sind. Das Gehäuse 11 umfaßt einen inneren Abgaskanal 16, der am hinteren Ende der torpedoförmigen Ausbildung 14 in eine ringförmige Öffnung 17 mündet.

Die Schiffsschraube 18 nach der Erfindung weist eine innere Wabe 19 auf, die auf der Schraubenwelle 15 befestigt werden kann. Die Schraube 18, die teilweise im Schnitt in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine äußere Habe 20, welche von der inneren Habe 19 durch Stützen 21 beabstandet ist, um

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einen ringförmigen Auslaßkanal 22 zu "begrenzen. Der Auslaßkanal 22 steht mit dem Kanal 16 in Verbindung, so daß die Abgase durch den rückwärtigen Teil der Schiffsschrau.be 18 austreten und in das Wasser gelangen können. Ein Trichteroder Yerteilungsring 23 ist am rückwärtigen Ende der äußeren Nabe 20 vorgesehen, um die Strömung der Abgase zu unterstützen und um zu "verhindern, daß Gas von rückwärts den Schraubenflügeln 24· zugeführt werden kann. Beim Vorlauf bewirkt diese Anordnung, daß die Abgase in den Bereich mit dem gerxngsten Wasserdruck abgegeben werden.

Beim Rücklauf wird der Bereich am rückwärtigen Ende der Schiffsschraube 18 ein Bereich mit großen Wasserdruck. Infolgedessen beeinträchtigt das Ausstoßen von Abgasen in diesem Bereich die Arbeitsweise des Motors, wenn sich der Antrieb 10 im Rücklauf befindet. Ferner wird die Arbeitsweise der Schiffsschraube wesentlich beeinträchtigt, weil Abgase den Schraubenflügeln zugeführt werden. Es sind deshalb Auslaßkanäle 27 für die Abgase vorgesehen, um einen anderen Abgaskanal in einen Bereich mit geringem Wasserdruck zu schaffen, wenn die Antriebseinheit rückwärts läuft. Diese zusätzlichen Austrittskanäle 27 sind ausreichend groß für die maximale Mot or abgas strömung ausgebildet, ohne den Abgasrückdruck über den Wasserdruck zu erhöhen, welcher am rückwärtigen Ende der Schiffsschraube 18 vorliegt, wenn der Betrieb im Rücklauf erfolgt.

Die SchifSchraube 18 weist drei Flügel 24 auf, von denen jeder längs einer geraden Linie 25 vom Anfang bis zum Ende bzw. von der Vorderkante bis zur Rückkante des Flügels

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(mittlere Teilungslinie) dickenmäßig symmetrisch ist, wie es gut in den Figuren 5*6 und 7 ^zu· erkennen ist. Vorzugsweise sollte der Flügel einen abgewandelten Kreisbogen-Sehnenabschnitt haben, wobei die maximale Flügeldicke bei 50% der Sehenlänge liegt. Die Schiffsschraube ist so ausgebildet, daß die Aufsicht und Dicke eines jeden Flügels symmetrisch zur Neigungswinkellinie 26 ist, wobei ein geringfügiger, negativer Neigungswinkel an jeder Flügelfläche vorliegt, der sich aus der zunehmenden Flügeldicke ergibt, wenn man sich dessen Wurzel nähert. Als Ergebnis hiervon, ist die Strömung über die Schiffsschraube 18 im Vorlauf und Rücklauf im wesentlichen die gleiche. Die Flügel haben einen großen Vorder- und Hinterkantenradius (1,0 - 1,3 mm). Die Schiffsschraube nach der Erfindung ergibt im wesentlichen den gleichen Vorderkantenverlauf in beiden Eichtungen, während eine eher herkömmliche Schiffsschraube mit nahezu ebener Steigungsfläche und positiver Wölbung einen sehr unterschiedlichen Vorderkantenverlauf beim Rücklauf verglichen mit dem Vorlauf aufweist, insbesondere bei großen Angriffswinkeln, die bei starischen Schubbedingungen auftreten.

Jeder der Flügel ist mit einer Flügelwurzelsehne ausgebildet, die sich ungefähr 120° auf der Fläche der Außennabe erstreckt, um ein großes Flügelflächenverhältnis von ungefähr 55% zu schaffen. Das Flügelflächenverhältnis ist das Verhältnis des gesamten, positiven DruckOberflächenbereiches der Flügel, wobei außerhalb der Naben gemessen wird, zu der Kreisfläche, die die Flügelenden umschreiben.

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Untersuchungen haben ergehen, daß innerhalh der vorhergehend angegebenen Daten bzw. Werte ausgebildete Schiffsschrauben einen wesentlich größeren statischen Umkehrschub bzw. Rückzug als herkömmliche Schiffsschrauben erzeugen. Für Untersuchungszwecke wurde eine herkömmliche Schiffsschraube mit einem Flügelflächenverhältnis von 50%, einer Steigung von 17?8 cm, einem. Flügelneigungswinkel von -5° und einem Durchmesser von 22,2 cm mit einer Schiffsschraube verglichen, wie sie vorhergehend beschrieben worden ist und die ein Flügelflächenverhältnis von 55%» eine Steigung von 1?,8 cm, einen Neigungswinkel von -3° sowohl an der vorderen als auch an der rückwärtigen Flügelfläche und einen Durchmesser von 22,5 cm aufwies. Die Versuchsergebnisse zeigten bei Verwendung eines Außenbordmotors vom Typ Mercury mit 9₅8 PS Leistung, daß die Schiffsschraube nach der Erfindung im Rücklauf einen statischen Schub bzw. Rückzug von 86,2 kp bei Verwendung der vorhergehend beschriebenen zusätzlichen Abgaskanäle und einen Schub von 40,8 - 45,4 kp ohne diese zusätzlichen Kanäle erzeugt. Die herkömmliche Schiffsschraube erzeugte 59,0 - 63,5 kp Schub unter Verwendung der Auslaßkanäle und 27,2 - 31 >8 kp Schub ohne Vervrendung der Auslaßkanäle unter den gleichen Bedingungen. Im Vorlauf erzeugte die Schiffschraube nach der Erfindung 77,1-81,6 kp statischen Schub, während die herkömmliche Schiffsschraube 86,2 kp Schub erzeugte.

Djrxhdie Erfindung wird also eine Schiffsschraube geschaffen, bei der ein Auslaßkanal durch die Schiffsschraubennabe hindurch vorgesehen ist und deren Flügel dickenmäßig symmetrisch zu der Linie zwischen der Vorder- und Hinterkante und in

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Aufsicht symmetrisch zu der Neigungswinkellinie sind. Mit der Schiffsschraube kann in besonders wirksamer Weise der Schraubenrückschub bzw. der Schraubenzug erhöht werden, wenn er bei einer Außenbordantriebseinheit mit zusätzlichen Kanälen für die Abgase eingesetzt wird.

Aus den vorhergehenden Ausführungen ergibt sich, daß die Erfindung eine einzigartige Lösung für das Problem darstellt, einen zufriedenstellenden Schraubenrückschub bzw. Schraubenzug bei Außenbordmotoren zu schaffen, bei denen die Abgase durch die Schraubennabe ausgestoßen werden. Die Erfindung ist insbesondere für Segelboote und andere Einrichtungen, die mit geringer Geschwindigkeit betrieben werden, geeignet.

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-so-

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER OPl--ING H. KINKELDEY DRING W. STOCKMAIR DR-ING ■ AeE (CALTcCH) K. SCHUMANN # DRRERNAr-OcPU-PHYS P. H. JAKOB CXPL-ING G. BEZOLD DR RER NAT- CiPU-OCM 8 MÜNCHEN MAXIMILIANSTRASSE P 15 290-46/L Brunswick Corporation One Brunswick Plaza, Skokie, Illinois 600^USA Symmetrische ScMffsschraube Patentansprüche

1. Schiffsschraube mit einer Nabe, an deren rückwärtigem Ende sich eine Ausstoßöffnung für Abgase befindet, und mit einer Vielzahl von Schraubenflügeln, die sich Tor der Ausstoßöffnung von der Nabe fort erstrecken, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Flügel (24) eine zur Neigungswinkellinie (26) radial symmetrische Dicke aufweist.

2. Schiffsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Flügel (24) zu der Neigung swinkellinie (26) in der Aufsicht symmetrisch ist.

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TELEFON (089) 32 28 63 TELEX O6-aS3BO TELEaRAMME MONAPAT TELEKOP1EREH

3· Schiffsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Hügel (24) eine zur Vorderkante-Hinterkante-Ieilungslinie (25) symmetrische Dicke aufweisen.

4. Schiffsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Flügel (24) mit abgerundeten Vorderkanten ausgebildet sind.

5. Schiffsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sie drei Fügel (26) aufweist.

6. Schifisschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sich jjede Wurzel der Flügel (26) über ungefähr 120° um die Nabe (20) erstreckt.

7· Schiffsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Flügel (26) die gleiche Flügeloberflächenneigung an der Vorder- und Rückseite haben.

8. Schiffsschraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Nabe (20) eine sich trichterförmig öffnende Bückkante (23) aufweist, welche die Ausstoßöffnung (19). umgibt.

9· Schiffsschraube zur Verwendung bei einer Außenbordantriebseinheit, die einen Äbgaskanal zum Abführen des Abgases zu der Schraubennabe und eine zusätzliche Abgaseinrichtung aufweist, durch die Abgase oberhalb der Schiffsschraube abführbar sind, wenn die Außenbordantriebseinheit

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im Rücklauf "betrieben wird, dadurch g e k e η η zeichnet , daß eine Nabe (20) mit einer Abgas-Ausstoßöffnung (19) an ihrem rückwärtigen Ende und eine Vielzahl von Flügeln (24) vorgesehen sind, welche sich von der Habe (20) vor dieser Öffnung (19) erstrecken, wobei jeder Flügel (24) hinsichtlich der Dicke symmetrisch zu der Vorderkante-Hinterkante-Teilungslinxe (25) und symmetrisch in der Aufsicht zu einer ITeigungswinkellinie (26) ausgebildet sind.

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