DE44179C - Neuerung in der Formgebung der Flügel und Schaufelblätter von Schiffspropellern - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei der Schiffsschraube bewirken die Flügel die Fortbewegung des Schiffes, und ist darum die Construction derselben von besonderer Bedeutung für die Schnelligkeit der Fahrt. Fafst man den Flügel zunächst als eine Linie auf, und beschreibt mit derselben um Punkt, a einen Kreis, so legen alle Punkte der Linie bei der Kreisbewegung einen Weg von verschiedener Länge zurück, Fig. 1. Punkt a liegt fest, Punkt b macht die gröfste Bewegung und c eine kleinere. Giebt man nun der Linie a-b noch aufserdem eine Längsbewegung, so entsteht eine Flügelform. Soll aber die Längsbewegung parallel der Achse geschehen, so müssen sich alle Punkte der Linie in der Längsbewegung gleich stehen; α b mufs gleich if vorwärts schreiten. Da beide Bewegungen, Kreis- und Längsbewegung, gleichzeitig geschehen, so beschreibt die Linie a-g alsdann eine Fläche gleich α b gf. Auf g df i, welches ein Quadrat ist, ist der Weg die Diagonale g-f. Bei η ist der Weg die Diagonale eines Rechtecks und bei α eine Linie. Man ersieht hieraus, dafs auf derselben Kreisbewegungslänge die gleiche Längsbewegung erfolgen mufs, wenn die Längsbewegung aller Punkte parallel geschehen soll. Die gleiche Längsbewegung kann nur geschehen, wenn die Punkte kleinerer Kreisbewegung dieselbe unter gröfserem Winkel machen. Alle Punkte müssen auf dem gleichen Theil ihres ganzen Weges dieselbe Längsbewegung machen. Was den Punkten mit kleinerer Kreisbewegung an Länge des Weges abgeht, das mufs ihnen am Steigungswinkel ersetzt werden.

Hieraus folgt, dafs die Stofsfläche radial steigen mufs. Die Anwendung auf den materiellen Flügel ist nun folgende: Fig. 3 stellt perspectivisch den rechten Arm der Schraube schräg von oben gesehen dar. Der Querschnitt ist ein Quadrat. Von a nach d und von c nach/zieht man den Radius. Die Fläche acfd ist die Stofsfläche mit radialer Steigung. Um aber der Schraube in der Mitte hinreichende Stärke zu belassen, darf man sie nicht bis zur Achse α c führen, sondern nur bis q K in der Ebene des anderen Flügels. Nachdem der Theil gqki — df η fortgenommen ist, rundet man von der Mitte zwischen r s auf c ab. Darauf schrägt man von dieser Linie die Fläche auf rdcf ab,, doch so, dafs die nöthige Stärke gewahrt bleibt. Obwohl diese letzte Fläche den gemachten Forderungen nicht entspricht, so wird dieselbe doch bei einer etwaigen Rückwärtsfahrt die nöthige Kraft entwickeln. Bei dieser Art der Ausführung beträgt der Steigungswinkel am äufseren Ende 45⁰; die Ausführung eines anderen Winkels würde dem Obigen entsprechend zu geschehen haben.

Wenn es bei der Schiffsschraube auch nothwendig ist, dafs alle verschiedenen Längenpunkte des Flügels einen verschiedenen Steigungswinkel haben, um gleichmäfsig zu einem geschlossenen Wurf mitzuwirken, so ist doch ersichtlich, dafs die äufseren Winkel sich besser zu einem guten Wurf eignen, als die Winkel der Mitte.

Darum wird man gut thun, die Winkel der Mitte von der Wirkung auszuscheiden und dort dem Wasser freien Durchgang zu gestatten. Hiermit käme man zu dem Wasserrad, welches

in ähnlicher Weise wie die Schraube herzustellen ist. Bei demselben lassen sich die Stofsflächen vollkommener und in gröfserer Zahl anbringen, und je mehr Stofsflächen, desto mehr Widerstand und desto gleichmäfsiger die Bewegung. Fig. ι giebt die Seitenansicht eines halben Rades. Fünf Speichen der vorderen Seite sowie eine Speiche der hinteren Seite in Verbindung mit einer Schaufel sind ersichtlich. In einer hinreichend starken Nabe c befestigt man die Speichen wie üblich. Die gegenseitige Stellung- eines Speichenpaares ergiebt die Schaufel, indem sich jede Speiche als Radius an die Schaufel anlegt. Den Aufrifs der Schaufel, zu welcher man das Modell aus Holz anfertigt, zeigt Fig. 2. Ist c η die Länge der Nabe und c α die Länge der Speiche, so nimmt man ein Stück Holz von der Dicke c w, schlägt von c aus mit c α einen Bogen gleich der Länge cn oder af. Von α und f zieht man nach c den Radius. Alsdann nimmt man a d, gleich der Breite der Schaufel von α c, und schlägt mit dem Rest c d von c aus zwischen den beiden Radien einen zweiten Bogen dm. Arbeitet man jetzt den ThcWdafm senkrecht aus, so erhält man da/m — kigb als Ausschnitt eines hohlen Cylinders. Die äufsere Fläche afb i ist ein Quadrat, die innere, dm gh, ist ein Rechteck. Auf der ersteren zieht man die Diagonale a-b und auf der letzteren die Diagonale d-g. Wird jetzt die Fläche zwischen beiden frei gemacht, so hat man die Schaufelfläche. Die Abweichung der Radien c-a und c-f von einander ergiebt den Winkel der gegenseitigen Stellung eines Speichenpaares.

Fig. 3 zeigt ein gröfseres Stück solcher Röhrenwandung von innen, Fig. 4 von aufsen. Die Schaufelfläche ist in diesem Falle länger.

Die derart angeordnete Steigung der Stofsflächen bewirkt, dafs auf dem gleichzeitig von allen Punkten der Länge zurückgelegten Weg der Kreisbewegung (welche bei allen von verschiedener Länge ist) das Wasser parallel zurückgeführt wird, weil der Steigungswinkel nach innen zunimmt.

Die Schiffsschraube kann aus geeignetem Metall durch Giefsen oder Schmieden aus einem Stück hergestellt, oder es können die einzelnen Flügel in einer Nabe befestigt sein. Das Schiffsrad kann aus einer Nabe bestehen, in der die geschmiedeten Speichen, welche die Schaufeln halten, mittelst Niete, Schrauben, Bolzen oder Keile befestigt sein können. Die Schaufeln können geschmiedet oder gegossen sein. Die ganze Schraube oder einzelne Theile können mit irgend einem Ueberzug versehen werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Schiffsschraube, gebildet aus einer beliebigen Anzahl von beliebig breiten, auf der umlaufenden Achse radialen Flügeln, Fig. 3, deren drückende, den hinteren Theil der Flügel bildende Fläche unter einem Winkel zwischen 45⁰ bis 75⁰ windschief ist, dergestalt, dafs die Fläche vom äufseren Ende der Flügel zur Achse radial verläuft, so dafs der Steigungswinkel nach der Achse gleichmäfsig gröfser wird und bewirkt, dafs die Wassertheile bei verschiedener Umlaufsgeschwindigkeit der einzelnen Punkte des Flügels dennoch mit gleicher Kraft parallel fortbewegt werden. Die Endprojection der Stofsfläche bildet einen Kreisausschnitt.

2. Ein Schiffsrad, dessen Stofsflächen in gleicher Weise angeordnet sind wie bei obiger Schraube, dessen Flügel aber in der Nähe der Achse durchbrochen sind, so dafs nur der äufsere Theil, der von den von der Achse ausgehenden Speichen gehalten wird, zur Wirkung kommt, Fig. 1.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.