DE527924C

DE527924C - Schiffsschraube mit kombinierten radialen und axialen Steigungsaenderungen

Info

Publication number: DE527924C
Application number: DEK107256D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-12-28
Filing date: 1927-12-28
Publication date: 1931-06-23

Description

K10725

Die Erfindung betrifft Schiffsschrauben mit kombinierten radialen und axialen Steigungsänderungen, bei denen der in den verschiedenen Kreisbereichen der Schraube verschiedene Nachstrom berücksichtigt ist zwecks Erreichung eines günstigen Verlaufs des Wasserstromes an dem der eintretenden Kante der Flügel zunächst liegenden Teile und der für das Wasser vorteilhaftesten radialen Geschwindigkeitsverteilung nach Durchlauf der Schraube.

Betrachtet man beispielsweise den Nachstrom im Wirkungsbereich einer hinter dem Schraubensteven in der Mittelebene eines Ein-Schraubenschiffes angeordneten Schraube, so ist festzustellen, daß der mittlere Nachstrom in den verschiedenen Kreisen um das Schraubenzentrum gegen das Zentrum zu zunimmt. Der axiale Zufluß nimmt daher nach innen gegen das Zentrum zu ab; würde die Steigung gleichmäßig gehalten werden, so würde der Slipwinkel folglich nach innen zunehmen. Dadurch, daß die Änderung der Steigung der Druckfläche an der eintretenden Kante von der Flügelspitze nach der Nabe zu dem in den verschiedenen Kreisbereichen verschiedenen Nachstrom derart angepaßt ist, daß die Eintrittsrichtung des Wassers überall einen etwas größeren Winkel mit einer Tangente zur Saugfläche als mit einer Tangente zur Druckfläche bildet, wird größerer Geschwindigkeitsund Druckunterschied an den beiden Seiten des Flügels erzielt, indem gleichzeitig die Steigung von der eintretenden Kante nach der austretenden Kante axial geändert wird, derart, daß sie an der austretenden Kante ungefähr konstant wird oder je nach der Materialdicke der Flügel gegen das Zentrum zu ungefähr geradlinig abnimmt oder zunimmt.

Abb. ι zeigt abgewickelte Zylinderschnitte einer gemäß der Erfindung hergestellten Schraube an verschiedenen Radien. Mit Hilfe einer Kurve für den Nachstrom des Schiffes werden die absoluten Eintrittsrichtungen des Wassers ermittelt. Falls die Steigung an der eintretenden Kante des Schraubenflügels so gewählt wird, daß der Slipwinkel von der Flügelspitze nach der Nabe nur wegen der zunehmenden Dicke des Flügels ein wenig steigt, wird ein guter Verlauf um den Querschnitt des Flügels herum erreicht, wenn dafür gesorgt wird, daß die Richtung des Wassers an der eintretenden Kante einen etwas größeren Winkel mit einer Tangente zur Saugseite als zur Druckfläche bildet, d. h. ς > y (Abb. 2). Beim Strömen des Wassers gegen den Teil der Saugseite, der der Einlaufkante zunächst liegt, wird die Geschwindigkeit des Wassers gesteigert, wodurch eine starke Saugwirkung entsteht. Abb. 2 deutet das Strömungsgebilde an, dessen Bildung angestrebt wird, wobei der Abstand zwischen den Stromlinien, wie üblich, der Wassergeschwindigkeit umgekehrt proportional ist.

Bei Einschraubenschiffen soll nach der Erfindung die Steigung der Druckfläche von der eintretenden Kante aus axial vergrößert werden, derart, daß die Steigung an der austretenden Kante ungefähr konstant oder radial geradlinig veränderlich sein wird. Es wird angenommen, daß das Wasser den Schraubenflügel ungefähr unter dem mittleren Winkel

der austretenden Kante des Schraubenflügels verläßt (vgl. Abb.2). -Betrachtet man den Winkel zwischen dieser Austrittsrichtung und der Eintrittsrichtung, wie in Abb. 1 bei den austretenden Kanten der Querschnitte gezeigt (Winkel σ), so sieht man, daß die Ablenkung des Wassers beim Durchströmen durch die Schraube nach dem Zentrum zu stark vergrößert wird. Dieser Abbiegungswinkel ist bestimmend für die dem Wasser von der Schraube mitgeteilte radiale Geschwindigkeit, und man sucht diese derart zu bemessen, daß die Radialgeschwindigkeit nach dem Zentrum zu hyperbolisch zunimmt. Die_; Steigung der Druckfläche an der Austriltskahte wird deshalb von der Dicke des -Flügels abhängig sein, wird aber in der Regel ungefähr konstant, kann jedoch mit geradlinig abnehmender oder zunehmender Steigung nach dem Zentrum zu reguliert werden, je nachdem die Dicke der Querschnitte des Flügels besonders groß oder klein ist.

Schrauben, die die obengenannten Bedingungen für Einschraubenschiffe erfüllen, können zweckmäßig durch Schablonierung einer gewöhnlichen Schraubenfläche hergestellt werden; nur wird das Schablonierungszentrutn so gewählt, daß es mit dem Schraubenzentrum nicht zusammenfällt. Eine Schablonierungsordnung ist in Abb. 3 gezeigt, in der das Schablonierungszentrum mit M und das Schraubenzentrum mit O bezeichnet ist. Mit M als Zentrum wird eine Schraubenfläche mit konstanter Steigung H schabloniert. Für einen Punkt A an einem zylindrischen Schnitt der schablonierten Fläche mit O als Zentrum wird der Schnitt einen Steigungswinkel haben, dessen Tangens ist

Rdß

2JT ' cos (α — β) Die Steigung h in dem Punkt A wird

h = tgffi/ ·

= if-=—cos (α — β)

Aus Abb. 3 ersieht man, daß, wenn β o.o° beträgt, r · cos (a — ß) = R, wird und folglich h = H, d. h. für alle Punkte, die auf einer Geraden durch M senkrecht zur Verbindungslinie zwischen O und M liegen. Wenn β abnimmt oder zunimmt, so nimmt auch h entsprechend ab oder zu, und für ß = o° oder i8o°, d. h. für alle Punkte in der Linie O-M,

^wird A = #-g-·

Abb. 4 zeigt Kurven für h=H -&- cos (α — β) für verschiedene Werte von r, wenn α zwi

schen o° und i8o° schwankt. Ry bezeichnet den Schraubenradius.

Abb. 5 zeigt eine Schablonierungsanordnung und den Flügelumriß für Schrauben nach der Erfindung, bestimmt für Einschraubenschiffe.

Für Mehrschraubenschiffe sind die Einlaufverhältnisse der Schrauben, besonders wenn sie nahe an dem Schiffskörper liegen, entgegengesetzt den Verhältnissen bei Einschraubenschiffen, indem der mittlere Nachtstrom an verschiedenen Kreisquerschnitten innerhalb der Schraube hiernach dem Schraubenzentrum zu abnimmt. Die Steigung der eintretenden Kante muß deshalb, um dem Nachstrom angepaßt zu werden, nach dem Zentrum zu zunehmen. Gegen die austretende Kante wird die Steigung axial verändert, so daß sie hier konstant oder nach einer Geraden radial veränderlich wird, abhängig von der Materialdicke des Flügels. Die in Abb. 3 gezeigte Schablonierungsanordnung kann auch in diesem Fall verwendet werden, und eine solche Anordnung und Flügelumriß ist in Abb. 6 gezeigt.

Claims

Patentansprüche:

i. Schiffsschraube mit kombinierten radialen und axialen Steigungsänderungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der Steigung der Druckfläche an der eintretenden Kante von der Flügelspitze nach der Nabe zu dem in den verschiedenen Kreisbereichen verschiedenen Nachstrome derart angepaßt ist, daß die Eintrittsrichtung des Wassers überall einen größeren Winkel mit einer Tangente zur Saugfläche als mit einer Tangente zur Druckfläche bildet unter gleichzeitiger axialer Änderung der Steigung von der eintretenden Kante nach der austretenden Kante, derart, daß sie an der austretenden Kante konstant wird oder je nach der Materialdicke der Flügel gegen das Zentrum zu geradlinig abnimmt oder zunimmt.
2. Schiffsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche als eine um einen Punkt außerhalb des Schraubenzentrums schablonierte Schraubenfläche hergestellt ist, wobei der Schraubenflügel derart in diese Fläche eingelegt ist, daß seine austretende Kante in einer durch das Schablonierungszentrum (M) senkrecht zur Verbindungslinie zwischen diesem Zentrum und dem Schraubenzentrum gezogenen Linie liegt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen