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Schiffsschraube. Bei den gebräuchlichen Schiffsschrauben mit konstanter
und radial veränderlicher, nach der Nabe hin zunehmender Steigung ist die Beaufschlagung
des Wassers (der Luft) unzureichend. Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, den
Wirkungsgrad der Schraube durch Mittel zu erhöhen, welche eine wirkungsvollere Beaufschlagung
des Wassers möglich machen.
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Demgemäß soll nach der Erfindung die entsprechend ihrem Anstellwinkel
nach hinten geneigte Erzeugende des Flügels in jeder Lage tangential zu konzentrisch
zur Schraubenachse liegenden Kreisen gestellt sein, so,daß sich die zur Drehachse
der Erzeugenden konzentrischen Steigungslinien mit den zur Schraubenachse konzentrischen
Bewegungslinien schneiden. Ferner soll die Neigung der Erzeugenden als Anstellwinkel
zur Beaufschlagung des Wassers benutzt werden, die Erzeugende an der Nabe und am
Umfange eine größere Neigung, d. h. einen größeren Anstellwinkel, erhalten, die
Flügelflächen sollen tangential an die Nabe herangeführt werden, so daß eine Kante
bis unter die Nabenmitte reicht. Dabei kann die Flügeldruckfläche mit mehreren innerhalb
derselben liegenden Austrittskanten versehen sein. Die Flächen zum Befestigen der
Flügel an der Nabe sind zweckmäßig zur Wellenachse geneigt und mit dem konischen
Wellenende gleichgerichtet, die Befestigungsschrauben sind im Flügel eingelassen,
so daß
auch an der Nabe eine glatte, wirksame Druckfläche entsteht.
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Durch die Abbildungen sind Ausführungsformen der Schiffsschraube nach
der Erfindung veranschaulicht, und zwar zeigt: Abb. i eine Seitenansicht eines Schraubenflügels,
Abb. 2 eine Hinteransicht, Abb.3 einen Schnitt durch Schraubenflügel und Nabe, Abb.
q. einen Schnitt .durch Schraubenflüg-31 und Nabe in größerem M aßstabe, Abb.5 eine
Hinteransicht eines zentralen Schraubenflügels mit tangentialer Erzeugenden, Abb.6
eine Seitenansicht eines zentralen Propellerflügels mit tangentialer Erzeugenden,
Abb.7 einen Querschnitt mit beispielsweise drei Austrittskanten, Abb. 8 eine Seitenansicht,
Abb. g eine Hinteransicht einer tangentialen Schraube mit angegossener Nabe, Abb.
io und i i Seitenansichten anderer Ausführungsformen, Abb. 12 einen Schnitt durch
die Nabe eines tangentialen, an die Nabe herangeführten Schraubenflügels, Abb. 13
die Hinteransicht eines Flügels, der in anderer Weise tangential an die Nabe Herangeführt
ist.
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In Abb. i bis 4 ist ein Flügel a eines Propellers veranschaulicht,
von denen zwei, drei oder vier zu einem vollständigen Propeller gehören.
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Die eintretende Kante ist mit a1, die austretenden sind mit a2, a2',
d2" bezeichnet. Die eintretende Kante ist bis unter die Nabenmitte b heruntergezogen.
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Die Erzeugende a3-a."-a@» ist so angeordnet, daß sie in jeder Lage
tangential zu um das Nebenmittel geschlagenen Kreisen liegt. Bei ihrer Bewegung
um a3 als Drehachse bildet sie dieDruckfläche a9-a'-a4-a"-a9. Das obere Ende a4-a5
der nach hinten geneigten Erzeugenden erhält eine weitere Neigung nach hinten, so
daß eine nach hinten geneigte Flügelspitze d'-a5-a$ entsteht, welche mit der Wellenachse
den Anstelhvinkel j. bildet.
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Ebenso wird der innere Teil der Druckfläche c3-a9-aG von einer stärker
nach hinten geneigten Erzeugenden c um den Drehpunkt cl mit dem Anstellwilikel a
gebildet, während die Kante a9-all als Steigungsschablone dient.
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Auf der Druckfläche (Abb.7) sind längs des Flügels Austrittskanten
angeordnet, welche nach der Steigungsschablone verlaufen.
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Die zwischen den Austrittskanten a2-a.2',-a2" liegenden unterteilten
Druckflächen h, h1, h2 erhalten zweckmäßig nach der eigentlichen Austrittskante
a2" hin zunehmend .größere Steigungswinkel für eine wirksame Beaufschlagung des
eintretenden Strahles.
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Die Rückseite des Flügels ist am unteren Ende als gerade Sitzfläche
a"-a'1 (Abb. d.) ausgebildet und an der konischen Nabe befestigt. Dadurch wird die
Druckfläche mehr an das Wellenmittel herangebracht.
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Die Befestigungsschrauben d sind im Flügel eingelassen. Die üffnungen
sind durch Verschlußschrauben e o. dgl. dicht verschraubt; die Hohlräume `;erden
mit Talg o. dgl. ausgefüllt, so daß Anfressungen der Schrauben durch Seewasser vermieden
werden und eine glatte Druckfläche entsteht, welche geringere hydraulische Widerstände
besitzt.
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Wird der Propeller um seine Achse b gedreht, so werden beispielsweise
auf den zur Schraubenachse gehörigen Rotationszylindern ä"-a2" und a1-al verschiedene
Steigungsverhältnisse nacheinander wirksam, weil jeder Rotationszvlinder der Schraube
:achse verschiedene zur Achse der Erzeugenden gehörende Rotationszylinder schneidet
und umgekehrt. Vermöge der tangentialen Anordnung der Flügeldruckflächen bzw. der
tangentialen Lage der Erzeugenden a3-al-a' wirkt die nach hinten geneigte Lage derselben
als Anstellwinkel zur Beaufschlagung des eintretenden Strahles entsrrecb--nd dein
Winlca a, (Abb. i).
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Der Anteil der Erzeugenden an diesem Effekt nimmt entsprechend der
Lage der Erzeugenden zu b nach der Mitte zu und ist abhängig von ihrem Neigungs-
bzw. Ans.ellwinkel.
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Dasselbe ist bei :der Erzeugenden c der Fall. Die durch c geschaffene
Druckfläche cl-a9-dB stellt einen Gewinn an Druckfläche dar.
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Durch die mehrfache Ablenkung des eintretenden Strahles bei Anordnung
mehrerer Austrittskanten a2-a2' (Abb.7) wird ein entsprechend größerer Druck auf
die Flügelfläche, d. h. eine größere Schubkraft erzielt.
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Die Vergrößerung der Schubkraft entspricht den größeren Wassergeschwindigkeiten,
welche die Steigungsverhältnisse und die bessere Beaufschlägung des Wassers bewirken.
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Da die Schnittlinien der zur Schraubenachse gehörenden Rotationszylinder,
z. B. al-n,`, und der Flügelfläche Erzeugenden einen Winkel kleiner als go°
bilden, so findet auf der Flügelfläche a'-d'-a3 entsprechend der Neigung der Erzeugenden
dk-all und ihrem Anstellwinkel y eine vorteilhafte Beaufschlagung des Wassers statt.
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Die Nabe b ist am hinteren Ende kleiner a !s am vorderen und entsprechend
der konischen Welle pyramidenförmig ausgeführt.
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Dadurch «-erden die Widerstände geringer, und fair die versenkten
Befestigungsschrauben
d wird der erforderliche Raum gewonnen.
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In Abb. 5 und 6 ist ein zentral angeordneter Flügel veranschaulicht,
welcher mit rundem Flansch auf einer Nabe bekannter Art befestigt ist. Die Erzeugende
f ist tangential zu Rotationszylindern um das Propellermittel g angeordnet und von
f2 nach f4 zu nach hinten abgedreht, so daß die Flügelspitze atif ihrer Fläche f3-f4-"'5
eine größere Neigung erhält und den Anstellwinkel y bildet.
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Die Arbeitsweise ist bis auf den Anteil der hier weggelassenen Nabenpartie
ähnlich derjenigen des Propellers nach Abb. i und 2 sowie Abb. 7.
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In Abb.8 bis 12 sind Propellerflügel aus einem Stück dargestellt,
welche auch mit zwei oder vier Fügeln ausgestaltet werden können.
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Die Erzeugende i (Abb. g) ist tangential zu Rotationszylindern zu
k angeordnet. Die konzentrisch zu k verlaufenden Rotationszylinder für die Bewegung
und konzentrisch zti t verlaufenden Rotationszvlinder für die Erzeugende sind in
gleicher Weise wie in den Abb. 2 und 5 veranschaulicht.
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Die eintretende Kante ist mit an, die austretende mit ia bezeichnet.
Die Erzeugende i (Abb.8) ist als Kurve ausgebildet und erhält an der ,Tabe und am
Flügelende größere Neigung, entsprechend den Anstellwinkeln u, y. Abb. io zeigt
denselben Flügel mit einer nur am Flügelende abgedrehten, als Kurve ausgebildeten
Erzeugenden mit den Anstellwinkeln ß, . Abb. i i zeigt dagegen denselben Flügel
mit einer nur an der Nabe abgedrehten, als Kurve ausgebildeten Erzeugenden mit den
Anstellwinkeln a, ß: In Abb. 12 ist ein Schnitt durch die Nabe mit unterem Flügelende
veranschaulicht, welches die eintretende Kante in für stoßfreien Wassereintritt
zeigt. Die Nabe bildet gewissermaßen mit die austretende Kante n1, so daß der austretende
Strahl parallel zur Schraubenachse abgelenkt wird.
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Überall ist aus den konzentrisch zur Schraubenachse und zur Drehachse
der Erzeugenden verlaufenden Bewegungs- und Steigungslinien ersichtlich, daß immer
größere Steigungsverhältnisse nacheinander wirksam wei=-den.
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Belanglos für die Tragweite des Erfindungsgedankens ist, wie groß
der Radius der Erzeugenden ist, ob die Druckfläche der Flügel finit nur einer oder
wie nach Abb. 7 finit mehr als einer Austrittskante versehen ist, und ob eine Mehrzahl
von Antrittskanten auch an der Nabenpartie cl-a,9-a' (Abb. 2) oder einem bekannten,
zentral angeordneten Flügelblatt vorgesehen wird, und ob die längere Seite oder
die kürzere Seite o (Abb. 13) die eintretende Kante bildet.