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Antriebsschraube. Die Erfindung betrifft eine Antriebsschraube, deren
Achsialtrieb ohne Zuhilfenahme von Eigenbewegungen der Schraubenflügel, die Änderungen
an der Schraubensteigung (Einfallwinkel der Flügel) oder an dem Schraubendurchmesser
herbeiführen, zwangläufig geändert werden kann.
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Von dem während der Schr aubenumdrehung auftretenden Unterdruck an
der Saugseite hängt der von der Schaufel entwickelte
Achsialtrieb
in bedeutendem Mäße ab. Dieser Unterdruck und mit ihm der Achsialtrieb kann leicht
verringert werden, indem man die Flügel hohl ausbildet und an der Saugseite der
Schraubenflügel und in der Schraubenmitte an beliebigen Stellen öffnungen vorsieht.
Dabei kann die Anzahl, Größe, Form und Anordnung der besagten Öffnungen beliebig
gewählt werden; der Flügelhohlraum wird durch geeignete Kanäle von ausreichender
lichter Weite gebildet. Die erreichte Wirkung wird um so größer sein, je weiter
die Öffnungen an der Saugseite von der Schraubenmitte entfernt sind, weil dann zwischen
den Ein- und Austrittsöffnungen der größte Druckunterschied herrscht. Um während
der Schraubenumdrehung störende Wechselwirkungen zwischen den Austrittsöffnungssätzen
mit verschiedenen Abständen von der Schraubenmitte zu vermeiden, erhalten sie zweckmäßig
eigene, voneinander unabhängige Kanäle zur Schraubenmitte.
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Die Erfindung kann im wesentlichen durch zwei Ausführungsarten verwirklicht
werden, nämlich: i. Durch Anordnung der Verschlüsse an den Eintrittsöffnungen in
der Schraubenmitte. Diese Verschlüsse können von beliebiger Bauart sein und innerhalb
oder außerhalb der Schraubenwelle, vor oder hinter der Schraubenfläche auf feststehendem
Träger, in jedem Falle aber in der Weise angeordnet sein, daß auch bei der Schraubendrehung
die Mündungen der Kanäle gegen die feststehenden Verschlüsse gut anliegen. Die Verschlüsse
müssen gut dichten, damit (las Medium auf keinem Wege aus den Kan iilen austreten
kann, da sonst eine dauernde a Verringerung der Schraubenantriebswirkung eintreten
würde.
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2. Durch Anordnung der Verschlüsse unmittelbar an den Austrittsöffnungen
an der Saugseite, während die Kanalmündungen in der Schraubenmitte ständig offen
bleiben. Zweckmäßig werden diese Verschlüsse elektromagnetisch gesteuert. Sie sind
innerhalb der Schraubenflügel untergebracht und erhalten den zu ihrer Bedienung
nötigen Strom über Schleifkontakte von einer ' beliebigen Stromquelle, gegebenenfalls
von einem mit der Schraube gleichzeitig angetriebenen Generator.
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Bei beiden Ausführungsarten sind die Ergebnisse gleich, soweit die
Verbindung der Öffnungen auf der Saugseite mit der Schraubenmitte in Frage kommt;
bei der zweiten Ausführungsart. hat aber die Schraube bei geschlossenen Verschlüssen
einen höheren Wirkungsgrad, weil die Oberfläche der Flügel glatt ist. Die obenerwähnten
Einrichtungen ergeben die Möglichkeit, durch geeignete Handhabung der Verschlüsse
die Antriebswirkung der Schraube bei sämtlichen oder bei einzelnen Flügeln in beliebigem
Maße herabzusetzen.
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Die neue Einrichtung kann auf Schrauben jeder Art, unabhängig von
der Flügelanzahl und -form, angewandt werden.
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Die Zeichnungen zeigen beispielsweise einige schematische Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes.
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Abb. i zeigt eine Antriebsschraube mit vier Flügeln, von denen nur
einer ausgezeichnet ist.
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Abb.2 und 3 zeigem Querschnitte durch die Flügel nach A-B bzw. nach
C-D in Abb. i.
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Abb. q. und 5 veranschaulichen die Verschlüsse an den Eintrittsöffnungen.
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Abb.6 veranschaulicht elektromagnetisch gesteuerte Verschlüsse unmittelbar
an den Öffnungen an der Saugseite.
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Abb.7 und 8 zeigen Einzelheiten eines Schleifkontaktes.
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Bei dem in Abb. i mit H bezeichneten I# lüget sind a und b zwei an
der Saugseite des Flügels vorgesehene Öffnungsgruppen, g ist die Mitte der Schraube,
c und d sind zwei die Öffnungsgruppen a und b mit der Schraubenmitte
verbindende Kanäle.. e und f sind die Mündungen der Kanäle c und d; sie sind in
der Ringfläche der Nabe angeordnet, können aber ebensagut im Nabeninnern oder auf
dem Umfang der Nabe angeordnet sein, stets jedoch in der Weise, daß eine Verbindung
zum Medium in der Schraubenmitte z. B. durch die hohl auszuführende Welle usw. vorhanden
ist und daß die von außen zu steuernden Verschlüsse sich gegen sie anlegen und sie
verschließen können. Die Antriebsverringerung wird um so größer sein, je näher die
Mündungen e und f nach der Schraubenmitte zu liegen.
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Die rein schematischen Abb. 2 und 3 zeigen die Anordnung der Austrittsöffnungen
an der Saugseite z', z" usw. der Offnungsgruppe b
sowie den Kanal
d der Öffnungsgruppe a.
Selbstverständlich kann diese Anordnung von
der dargestellten Form abweichen.
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In Abb. 4. sind g die Schraubenmitte, c und d die bereits erwähnten
Kanäle, zz eine um einen Zapfen o schwingbare, sektorenförmig ausgebildete V erschlußklappe,
die man mittels eines Hebels i und einer Zugschnur l öffnen kann. Zieht man
die Schnur l
an, so entfernt sich die Klappe ia von der Ringfläche der Schraubennabe,
wo sich die Mündungen der Kanäle c und d- befinden; diese Mündungen werden gewöhnlich
von den gegen die untere Nabenfläche drückenden Klappen geschlossen gehalten. Dieses
Andrücken erfolgt bei umlaufender Schraube
durch den auf die Klappen
wirkenden Überdruck, die Klappen können aber auch mit in geeigneter Weise angeordneten
Federn versehen sein.
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Wenn die Klappe sich von der Schraubennahe entfernt, findet ein gewisser
Druckausgleich durch die üffnungen an der Saugseite statt; der Unterdruck an der
Saugseite wird also verringert und damit auch die Antriebswirkung der Schraube.
Wird nur eine Klappe geöffnet, so wird die Antriebswirkung der Flügel abwechselnd
in dem Augenblick verringert, in dem sie an der von der Nabe entfernten Klappe vorbeikommen.
Dies ergibt eine Verkleinerung der in diesem Augenblick von dem betreffenden Flügel
entwickelten Antriebswirkung, Es ergibt sich also auf einem dem Winkel der geöffneten
Klappe entsprechenden Teil der Umdrehungsfläche des Flügels eine Antriebsverringerung.
Das eben Gesagte gilt sinngemäß auch, wenn mehrere Klappen geöffnet sind.
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Abb. 5 zeigt einen Zusammenbau von vier die ganze von der Schraubennahe
gebildete Ringfläche bedeckenden Klappen. In allen Fällen kann die Anzahl der beweglichen
Mappen beliebig gewählt werden, je nach den Betriebsverhältnissen der in Frage kommenden
Schraube.
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In der Abb.6 sind in der angeordneten Aussparung im Flügel die Spulen
p, d, y der elektromagnetisch gesteuerten Verschlüsse s, t. u der Einzelöffnungen
oder C3ffnungsgruppen sichtbar. Den Spulen wird der Speisestrom durch die an den
positiven Pol der Stromquelle angeschlossenen Leiter i , 2, 3 zugeführt; die Rückführung
nach dem negativen Pol der Stromquelle geschieht über die Leiter 4., 5, 6 und über
die leitende Schraubenmasse, an welche diese Leiter angeschlossen sind. Die innerhalb
des Flügelarms H geführten Leiter i, 2, 3 sind mit den Gleitkontakten
v, w, x verbunden. Letztere bestehen aus Kupferknöpfen (Abb. 7) und sind
auf einer Scheibe oder einem Kranz E aus Fiber oder sonstigem Isolierstoff angebracht;
die Scheibe E ist mit der Schraubennabe fest verbunden und läuft mit um.
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Abb.8 zeigt eine Ansicht der det Nabe zugekehrten Seite des Schleifringträgers
F. l,', y", y"' sind leitende Kreisringstücke z. B. aus Kupfer, welche
auf ihrem Träger F aus Fiber oder sonstigem Isolierstoff` befestigt sind. Bei einer
Unterteilung der Schleifringe in mehrere Stücke und mehrere Kreise kann man durch
einen geeigneten Schalter G innerhalb eines Winkels der Umdrehungsfläche der Flügel
die Verschlüsse des inneren, mittleren oder größten Durchmessers öffnen, man könnte
durch einen andern Schalter auch auf dem ganzen Umfang einen Teil der Verschlüsse
oder alle Verschlüsse innerhalb eines kleineren oder größeren Winkels öffnen. lN-Ian
kann durch geeignete Schalter jede Kornbination zusammenstellen, welche Verschlüsse
und innerhalb welchen Winkels man sie öffnen will. Die "Zeichnung ist rein schematisch
und hat nur den Zweck, die Grundsätze der Einrichtung zu erläutern.