DE3420259A1

DE3420259A1 - Cavitation-reduced marine propeller

Info

Publication number: DE3420259A1
Application number: DE19843420259
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dipl.-Ing. 2304 Laboe Bachmann
Original assignee: Bundesrepublik Deutschland Vertreten Durch Den Bundesminister Der Verteidigung Dieser Vertreten Durch Den Praesidenten Des Bundesamtes Fuer Wehrtechnik und Beschaffung 5400 Koblenz; Bundesrepublik Deutschland; Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Bachmann Friedhelm H Dipl-Ing Hahndorf Au
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1985-12-05
Also published as: DE3420259C2

Abstract

To reduce cavitation in high-speed propellers, a cavitation-resistant plastic layer is embedded in the propeller zone at risk, either during manufacture or during subsequent repair work, at the points (2) at risk of cavitation. <IMAGE>

Description

Cavitation-reducing ship propeller

Die Erfindung geht aus von einem kavitationsgeminderten Schiffspropeller für schnellfahrende Marineschiffe. The invention is based on a cavitation-reduced ship propeller for fast-moving naval ships.

Bei Schnellaufenden Schiff?jropellern treten in der Regel Schaden durch Kavitation auf. Um diese Schäden zu verhindern, hat man heutzutage nur die Möglichkeit, entweder die kavitationsgefährdeten Zonen des Schiffspropellers durch eine besondere Formgebung davor zu schützen oder den Schiffspropeller insgesamt aus Kunststoff herzustellen.In the case of fast moving ship? Jropellers step in the Usually damage from cavitation occurs. To this damage To prevent this, the only option nowadays is to either close off the cavitation-endangered zones of the ship's propeller by means of a special shape protect or manufacture the ship's propeller entirely from plastic.

Der erstere Fall bringt in der Regel große konstruktive Schwierigkeiten mit sich. Der Konstrukteur muß bei der Konstruktion des Schiffspropellers sich einigermaßen im Klaren darüber sein, an welcher Stelle einer bestimmten Propellerforrc Kavitation auftreten kann. Da dies bei der VielzahJ der verschiedenen Propellerkonfiguration nicht immer möglich ist, passiert es häufig, daß trotz konstruktiver Ma>r:.Vimen an einigen Stellen doch Kavitation auftritt ord der Propeller im Laufe seiner Einsatzzeit durch Kavitation stark beschädigt wird und somit ausgetauscht werden muß. Hohe Kosten sind daher die Folge. Durch den 2. Fall läßt sichzwar durch die Wahl der Härte des Kunststoffes die Kavitation insgesamt vermeiden. Der Nachteil eines Kunststoffpropellers besteht jedoch darin, daß sein Durchmesser aus Festigkeitsgründen stark begrenzt ist. Kunststoffpropeller sind somit im Schiffbau nicht uneingeschränkt einsetzbar.The former case usually entails great design difficulties. When designing the ship's propeller, the designer must be reasonably clear about the point at which cavitation can occur in a particular propeller force. Since this is not always possible with the VielzahJ the various propeller configuration, it often happens that despite constructive Ma> r: .Vimen in some places but cavitation occurs ord the propeller during its service time is greatly damaged by cavitation and thus must be replaced. High costs are therefore the result. In the second case, cavitation can be avoided altogether by choosing the hardness of the plastic. The disadvantage of a plastic propeller, however, is that its diameter is severely limited for reasons of strength. Plastic propellers cannot therefore be used without restrictions in shipbuilding.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Kavitationsminderung zu schaffen, welche die c kavitationsgefährdeten Zonen optimal schützt, auch nach Fertigstellung des Propellers an diesen angebracht werden kann und für alle Pr .»pellertypen unabhängig vom Durchmesser verwendbar ist.The invention is based on the object of creating a way to reduce cavitation, which the c optimally protects zones at risk of cavitation, too after completion of the propeller can be attached to it and for all Pr. »peller types regardless of Diameter is usable.

Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs -jQ erfindungsgemäß durch seine kennzeichnenden Merkmale gelöst.The task is based on the preamble of claim -jQ according to the invention through its characterizing features solved.

Durch das Einbringen von kavitationsfestem Material in die Propelleroberfläche ist es möglich, jede auch nur erdenkliche kavitationsgefährdete OberflächenregionBy introducing cavitation-resistant material into the propeller surface, it is possible to do just one imaginable surface region at risk of cavitation

-je · des Propellers gegen Kavitation zu schützen. Auch ist es durch die Erfindung möglich zu einem späteren Zeitpunkt, also auch wenn siel: während des Betriebes des Propellers weitere lw.-vixationsgefährdete Zonen bemerkbar machen, diese durch das Einbetten von kavitationsfestem Material auszubessern und somit dem Propeller insgesamt einen optimalen Schutz ^egen auftretende Kavitation zu geben. Als lf^vicationsfestes Material eignen sich insbesondere kavitationsfeste Kunststoffe wie beispielsweise Polyurethane mit sehr hoher Dämpfung und einer Shorhärte, welche größer als 90 ist. So ausgestattete Schiffspropeller haben bei labormäßigen Kavitationsversuchen unbeschadet Standzeiten erreicht, die 3mal höher als bei metallischen herkömmlichen Propellerwerkstoffen bzw. modernen UBoot-Stählen lagen.-protect each propeller against cavitation. It is also possible at a later time, so even if fell by the invention: during the operation of the propeller make more lw.-vixationsgefährdete zones noticeable this repair by embedding cavitation material and thus the propeller total maximum protection ^ ay occurring To give cavitation. Cavitation-resistant plastics such as, for example, polyurethanes with very high damping and a Shor hardness greater than 90 are particularly suitable as the operation-resistant material. Ship propellers equipped in this way have achieved service lives in laboratory cavitation tests that are 3 times longer than conventional metallic propeller materials or modern submarine steels.

Durch die Trapez- und/oder mäanderförmige Ausführung des direkten Randüberganges Metall/Kunststoff werden Haftungsprobleme des Kunststoffs auf der entsprechend präparierten Metalloberfläche weitgehend unproblematisch. Due to the trapezoidal and / or meander-shaped design the direct metal / plastic edge transition will cause adhesion problems of the plastic on the corresponding prepared metal surface largely unproblematic.

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Die erfindungsgemäße Kunststoffeinbettung in die Propelleroberfläche durch geeignete kavitationsfeste Kunststoffe in spezieller Anordnung ersetzt das bisher verwandte Reparaturschweißen von Kavitationsschäden, welches bis heute metallurgisch noch nicnt beherrschbar ist.The plastic embedding according to the invention in the propeller surface by suitable cavitation-resistant plastics in a special arrangement replaces the previously used Repair welding of cavitation damage, which is still not controllable metallurgically to this day.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail on the basis of an exemplary embodiment.

"Es zeigt die einzige Figur der Zeichnung eines dreiflügeligen Propeller, welcner in der Gegend der Narbe durch Kunststoffeinbettung gegen Kavitation geschützt ist."It shows the only figure drawing a three-winged Propeller, which is protected against cavitation in the area of the scar by plastic embedding.

Die Figur zeigt einen aus drei Propellerflügeln (1) bestehenden Schiffspropeller nebst einer nicht näher beschriebenen Narbe und Befestigung. Jeder Propellerflügel (1 ) ist mit einor- "unststoffeinlage (2) an einer möglicherweise ka* ι oitionsgefährdeten Stelle versehen. Die dafür erforderlichen speziellen Vertiefungen in den Propellerflügeln könne/» i, tweder direkt beim Abguß eingeformt v/erden oder spüler eingefräst werden. Sie können sowohl druck- als auch saugseitig oder druck- und saugseitig am Propellerflügel (1) angeordnet sein.The figure shows a ship propeller consisting of three propeller blades (1) together with one not described in detail Scar and attachment. Each propeller blade (1) is with a single "unststoffeinlage (2) on one Possibly ka * ι oition endangered place provided. The special recesses required for this in the Propeller blades can either be molded directly into the casting v / ground or milled flush. You can be arranged both on the pressure side and on the suction side or on the pressure side and suction side on the propeller blade (1).

Als Kunststoffeinlagerung eignen sich Polyurethane erhöhter Härte, hoher Dämpfung und Haftvermittlung. Der Übergang Metall/Kunststoff (3) kann trapez- oder mäanderförrnig ausgebildet sein. Der vertiefte Grund ist aufgerauht durch Formgießen bzw. nachträgliches Strahlen. Besteht bei dünnwandigen Propellerflügeln (1) durch die Aussparungen Gefahr der Festigkeitseinbuße, lassen α ich d-.irch Einguß von Gerüsten aus hochfesten vergüteten metallLschen Werkstoffen Verstärkungen e infüge; ι.Polyurethanes of increased hardness, high damping and adhesion promotion are suitable for storing plastic. Of the The metal / plastic transition (3) can be trapezoidal or meandering. The deepened reason is roughened by molding or subsequent blasting. Exists with thin-walled propeller blades (1) due to the recesses risk of loss of strength, let α i d-.irch casting of high-strength frames tempered metallic materials reinforcements insert; ι.

Claims

"83 / 12'- BWB - FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY represented by the FEDERAL MINISTER OF DEFENSE this represented by the PRESIDENT OF THE FEDERAL OFFICE FOR DEFENSE TECHNOLOGY AND PROCUREMENT claims

1. Kavitationsgeminderter propeller for fast moving ships, in particular naval vessels, characterized in that the propeller surface kavitationsfestes material embedded in the kavitationsgefährdeten zones (2) insoluble and the transition zone (3) trapezoid of the propeller surface for cavitation proof material and / or meander off

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2. Ship propeller according to claim 1, characterized in that the cavitation-resistant material is represented by a plastic.

3. Ship propeller according to claim 1 and 2, characterized in that the plastic is a polyurethane with a very high damping and a hardness of 90 Shore.

4. Ship propeller according to one of claims 1 to 3, characterized gekennzeiiinet that the cavitation-resistant material can be applied to the suction and / or pressure side of the propeller surface.