DE54495C - Vorrichtung zum Fortbewegen und Steuern von Schiffen und Booten - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Fortbewegen von Booten, besonders von Kanalbooten, dergestalt, dafs die Tragfähigkeit des Fahrzeuges nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Aufserdem ist der Apparat so construirt, dafs mit demselben das Boot nicht nur fortbewegt, sondern auch noch gesteuert, angehalten oder rückwärts gefahren werden kann, oder endlich, dafs nur ein Steuern des Bootes stattfindet.

Die Propellerwelle befindet sich in allen Fällen auf Deck oder oberhalb der Wasserlinie, so dafs ein Verlust an Kraft, wie solcher bei Anwendung von wasserdichten Stopfbüchsen unvermeidlich ist, sowie ferner auch ein Kraftverlust, wie solcher durch die Reibung des Wassers an den gewöhnlichen unter Wasser liegenden Naben verursacht wird, nicht stattfindet.

Bei einer solchen Ausführungsform gebraucht der Erfinder dasjenige System der Fortbewegung, bei welchem zwei Gruppen von Propellerschaufeln, die an zwei Wellen sitzen, in entgegengesetzten Richtungen in Umdrehung ver- . setzt werden. Die Winkelstellung der Ruderblätter der einen Gruppe ist derjenigen der anderen Gruppe entgegengesetzt, so dafs jede Gruppe dem Bestreben der anderen Gruppe, das Boot aus seiner geraden Richtung abzulenken, entgegenwirkt. Diese beiden Gruppen werden nun derart angeordnet, dafs entweder die Winkel der Ruderblätter beider Gruppen gleichzeitig in demselben Mafse vergröfsert oder verkleinert oder gar umgekehrt werden können, wodurch eine Zunahme oder Abnahme der Geschwindigkeit, ein Anhalten des Bootes oder ein Umkehren der Fahrtrichtung erzielt werden kann, oder so, dafs der Winkel der einen Gruppe von Ruderblättern in verschiedenem Mafse, wie derjenige der anderen Gruppe, geändert wird, wodurch das Steuern des Bootes bewirkt wird, indem der von der einen Gruppe ausgeübte seitliche Stofs gröfser ist, als derjenige von der anderen Gruppe.

Diese Anordnung bietet den grofsen Vor-.theil, dafs unter Aufsicht eines Steuermannes ein Motor gebraucht werden kann, welcher stets mit constanter Geschwindigkeit in derselben Richtung läuft, wodurch die bisher bei Anwendung von Dynamomaschinen, OeI- oder Gasmotoren empfundenen Uebelstände beseitigt werden; letztere bestehen darin, dafs stets ein Arbeitsverlust eintritt, wenn diese Maschinen mit variabler Geschwindigkeit arbeiten, angehalten oder angelassen werden. Wenn diese Apparate nicht nur zum Fortbewegen des Bootes, sondern auch zum Steuern desselben dienen sollen, bringt der Erfinder die Propellerwelle auf über oder unter Deck befindlichen Drehscheiben an, die entweder durch die gewöhnlichen Ruderpinnen oder durch irgend einen anderen Mechanismus in Thätigkeit gesetzt werden, so dafs die Propeller behufs Steuerung des Bootes um einen gröfseren oder kleineren Winkel zum Boot gedreht werden können. Diese Drehscheiben dienen in einzelnen Fällen auch als Grundplatten für die Motoren nebst Zubehör. Bei einer anderen Ausführung werden statt der rotirenden Propellerschaufeln zwei Ruderblätter gebraucht, die in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werden, wobei die Bewegung nach der

einen Richtung hin bei eingetauchten Ruderblättern stattfindet, während die Rückwärts-. bewegung bei gehobenen Blättern erfolgt. Auch in diesem Falle ist die Winkelstellung des einen Ruderblattes entgegengesetzt derjenigen des anderen Ruderblattes; da die beiden Ruderblätter nur nach entgegengesetzten Richtungen arbeiten, wird der hervorgebrachte seitliche Stofs ausgeglichen. Bei der letzten Anordnung erzielt man den Vortheil, dafs die Propeller einen geringeren Raum einnehmen als die rotirenden. Bei dieser Anordnung können anstatt eines Propellerblattes deren zwei oder mehrere nach jeder Richtung hin wirken.

Bei allen oben beschriebenen Constructionen macht man zweckmäfsig die die Propellerschaufeln tragenden Arme ausziehbar, so dafs die Propellerschaufeln je nach der Wassertiefe und dem Tiefgange des Bootes entsprechend eingestellt werden können. Zum gröfseren Verständnifs vorliegender Neuerung sollen einige Ausführungsformen an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden.

Die Fig. ι und 2 der beiliegenden Zeichnung sind ein senkrechter Schnitt bezw. ein Grundrifs eines Theiles eines Bootes, welches mit der zuerst beschriebenen Anordnung des neuen Propellerapparates versehen ist. Bei dieser Anordnung ist die eine Gruppe der Propellerschaufeln A auf einer hohlen Welle A¹ und die andere Gruppe B auf einer massiven oder hohlen Welle B¹ angebracht, welch letztere durch die Welle A¹ hirftdurchgeführt ist. Die Welle B¹ wird mittelst eines Getriebes C von einem geeigneten Motor in Umdrehung versetzt, während die Welle A¹ in entgegengesetzter Richtung von JB¹ mittelst der konischen Räder DD und D¹ getrieben wird. Da die Schaufeln der Propeller A und B eine entgegengesetzte Winkelstellung haben, so ist klar, dafs, wenn dieselben mit derselben Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung gedreht werden, der von der einen Gruppe ausgeübte seitliche Stofs durch den von der anderen Gruppe ausgeübten Stofs ausgeglichen wird, so dafs das Boot geradlinig vorwärts getrieben wird. Die beiden Gruppen Propellerschaufeln können auch veränderliche Winkel haben, und zwar entweder in gleichem Mafse abgeänderte Winkel, um den Gang des Bootes zu verlangsamen, anzuhalten oder umzukehren, oder in verschiedenem Grade abgeändert, um den seitlichen Stofs der einen Gruppe von Ruderschaufeln stärker zu machen als denjenigen der anderen Gruppe und dadurch eine Steuerung des Bootes zu erzielen. Zu diesem Zwecke ist mit den Propellern ein Mechanismus verbunden, von welchem ein Theil in gröfserem Mafsstabe in Fig. 3 im Längenschnitt, in Fig. 4 im Querschnitt nach der Linie x-x und in Fig. 5 theilweise in Seitenansicht dargestellt ist. Die Propellerarme EEFF der beiden Gruppen sind lose in die betreffenden Naben E¹ F¹ eingeschraubt, so dafs sie in letzteren frei um den erforderlichen Winkel sich drehen können, um die Schaufeln entweder parallel zur Rotationsfläche zu bringen, in welchen Fällen sie keine treibende Kraft ausüben, oder unter dem gröfsten Winkel, in welcher Stellung die gröfste Kraft zum Fortbewegen des Bootes ausgeübt wird. Die theilweise Verstellung der Arme wird zu diesem Zweck in folgender Weise bewerkstelligt: .

Auf der W⁷elle A sitzt ein Schlitten G und auf der Welle B ein Schlitten H. An diesen Schlitten sind Zahnstangen G¹JI¹ befestigt, die mit Zahnrädern oder Zahnradsegmenten JJ, die an dem Propellerarm befestigt sind, in Eingriff stehen, so dafs durch Verschieben der Schlitten nach der einen oder anderen Richtung hin eine theilweise Drehung der Arme erfolgt. An dem Schlitten G befindet sich ein Ring G², welcher mit seinem vorspringenden Rand · in die Nuth der auf der Welle A sitzenden Hülse K greift, an der zwei Stangen K¹ befestigt sind, die parallel zur Welle in Lagern K² geführt werden. Der Schlitten H ist mit einem Ringe H² versehen, dessen vovspringender Rand in die Nuth der auf der Welle B befindlichen Hülse L greift, an welcher die Stangen L¹ befestigt sind, deren andere Enden mit einem Ringe L² verbunden sind, der gleichfalls in eine Nuth· des Gleitstückes M mit seinem Rande eingreift. Mit M sind Stangen M¹ verbunden, welche den Stangen K¹ parallel laufen und ebenfalls in den Lagern K^ geführt werden.

An den Stangen K¹ sitzen Querhäupter NN, mit denen das untere Ende eines doppelten, bei O¹ um eine Schraubenmutter drehbaren Hebels O in Eingriff sitzt. Die Mutter geht auf einer Schraubenspindel P, die in den Böcken Q. Q¹ gelagert ist. Mit dem oberen gabelförmig ausgebildeten Ende greift der Hebel O zwischen Ansätze der Gleitstange R, die ebenfalls in den Böcken Q Q.¹ gelagert ist. Die Stange R ist an dem einen Ende mit Schraubengewinde versehen und greift mit diesem Ende in eine Schraubenmutter S an dem Bock Q ein. Ein Handrad S¹ dient dazu, die Stange R zu drehen. An den Stangen M¹ sitzen Querhäupter T T₁ die mit dem unteren Ende eines Hebels U in Verbindung stehen. Letzterer ist bei U¹ um eine zweite, ebenfalls auf der Spindel P sitzende Schraubenmutter drehbar und greift mit seinem oberen, gabelförmig ausgebildeten Ende ebenfalls zwischen Ansätze der Stange R. Die Spindel P, auf welcher die Muttern der Hebel O und U sitzen, ist theils mit Rechts-, theils mit Linksgewinde versehen. Die Schrauben-

spindel P wird mittelst des Handrades P¹ gedreht.

Aus der oben beschriebenen Anordnung.ist ersichtlich, dais, wenn man die Schaufelneigung der beiden Propellergruppen A und B gleichzeitig ändern will, um entweder den Gang des Bootes zu verlangsamen, anzuhalten oder umzukehren, man nur die Schraubenspindel P drehen braucht, wodurch die die Hebel O und U tragenden Schraubenmuttern einander genähert oder von einander entfernt werden. Durch diese Bewegung werden die unteren Enden der Hebel und folglich auch die Querhä'upter NT, die Stangen K¹M¹ und die Schlitten G und H nach entgegengesetzten Richtungen bewegt, so dafs also auch die Propellerarme E T um gleiche Winkel nach entgegengesetzten Richtungen durch die Zahnstangen G¹ und H¹ gedreht werden. Soll andererseits die Schaufelneigung der einen Gruppe zu der der anderen geändert werden, um das Boot nach der einen oder anderen Richtung hin zu steuern, so kann dies durch Drehen der Schraubenmutter S bewirkt werden, wodurch die Stange R nach der einen oder anderen Richtung hin verschoben wird. Durch diese Bewegung werden die oberen Enden der Hebel O und U gleichzeitig nach derselben Richtung hin bewegt und somit auch die Stange K¹ und Af¹, sowie die Schlitten G und H, so dafs die Zahnstangen durch Drehung der Propellerarme in derselben Richtung die Neigung der einen Gruppe von Ruderschaufeln vergröfsern und die der anderen verkleinern.

Es ist ersichtlich, dafs der Schlitten G sich unabhängig von der von den Stangen K¹ getragenen Hülse K drehen kann, und da die Stange L·¹, welche an den vier Ecken durch den Schlitten G gehen, sich einerseits unabhängig von dem Gleitstück M drehen können, und dafs die Propellerarme in der oben beschriebenen Weise bethätigt werden können, während die beiden Gruppen von Propellern in entgegengesetzten Richtungen sich drehen. Statt die theilweise Umdrehung der Propellerarme, wie beschrieben, mittelst Zahnstangen und Zahnräder zu bewirken, kann äies offenbar auch durch eine geeignete Hebelverbindung zwischen den Schlitten und den Armen erzielt werden. Die überhängenden Propellerwellen sind in einem passenden überhängenden Gestell V gelagert. Die Propellerarme sind teleskopartig in einander verschiebbar, so dafs ihre Länge entsprechend dem Tiefgange des Bootes oder der Tiefe, bis zu welcher die Schaufeln eingetaucht werden, regulirt werden kann. In den röhrenförmigen, in die Nabe eingeschraubten Theil E F wird zu diesem Zwecke entweder ein zweiter röhrenförmiger Theil E² F'² ■ gesteckt, welcher in ersterem gleitet und in den wiederum ein hohler oder massiver Schaft E³F³ gesteckt wird, der mit den Schaufeln i?⁴ F^A aus einem Stücke gebildet ist, oder es wird der Schaft des Ruderblattes direct in den röhrenförmigen Theil E gesteckt. Durch die vorher beschriebene Anordnung kann sowohl die Länge des Propellerarmes als auch die Winkelstellung der Schaufeln genau eingestellt werden, da der Schaft des Ruderblattes sich frei in dem röhrenförmigen Theil drehen kann. Der oder die beweglichen Theile des Armes können in der Lage, in welche sie eingestellt sind, durch irgend eine passende Vorrichtung festgehalten werden. Eine solche Vorrichtung ist in Fig. 6 bezw. 7 in Ansicht bezw. Querschnitt dargestellt. In dem röhrenförmigen Theil· E befindet sich ein Schlitz, durch welchen ein an beiden Enden mit einem Kopf versehener Keil α hindurchgeht, der gegen den Theil E² stöfst. Der Keil wird durch einen an E befestigten Ring b gehalten, so dafs, wenn der Keil nach der einen Richtung hin bewegt wird, die Theile E und E'² fest mit einander verbunden sind, während, wenn der Keil nach der anderen Richtung hin bewegt wird, i?² frei in E gleiten kann.

Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen theilweise in Seitenansicht, theilweise im Schnitt und im Grundrifs eine andere Modification der oben beschriebenen Anordnung, die besonders für kleine Fischerfahrzeuge geeignet ist. Die Propeller A bezw. B sitzen auf der hohlen Welle A¹ bezw. der inneren B¹, wie vorher, die Vorrichtungen zum Aendern der Ruderblätterwinkel fallen jedoch fort und an Stelle derselben sind die Propellerwellen auf einer Platte c angebracht, welche um einen auf dem Verdeck des Bootes befestigten Zapfen c¹ drehbar ist, so dafs behufs Steuerns des Bootes die beiden Propellergruppen in jede gewünschte winklige Lage gebracht werden können, wie solches in punktirten Linien in Fig. 9 angedeutet ist, indem man die Plattform um den Zapfen dreht. Dieses Drehen kann entweder mittelst einer Ruderpinne d geschehen, so dafs der Apparat in derselben Weise wie ein gewöhnliches Steuerruder bedient wird, oder es kann dies auch durch ein Zahnradgetriebe oder in sonst bekannter Weise erfolgen.

Der die Propellerwelle treibende Mechanismus kann entweder vollständig auf der Platte c angebracht sein, wie in der Zeichnung angedeutet ist, bei welcher Anordnung die Kurbelwelle e, die entweder mittelst Treibrades oder durch eine kleine Maschine bewegt wird, ein Rad f mittelst eines Zahnrades g in Umdrehung versetzt, welches mittelst des konischen Getriebes h die beiden Wellen A¹ und B¹ in entgegengesetzter Richtung dreht, oder der Motor kann auch in der Mitte des Schiffes liegen und das Rad f durch eine passende Wellenleitung und Getriebe, wie punktirt in

Fig. 9 angegeben ist, in Umdrehung versetzt werden. In letzterem Falle kann die Platte c natürlich von geringerem Umfange sein. Die Propellerwellen A¹ und B¹ werden in diesem Falle hinreichend stark gemacht, um an dem Hintertheile des Bootes überzuhängen, ohne dafs das Ende derselben durch ein Gestell geschützt werden mufs. Die langsamere Bewegung, das Anhalten oder die Rückwärtsbewegung des Bootes wird in diesem Falle in der gewöhnlichen Weise mittelst einer Maschine oder durch ein Tretrad bewirkt.

Die Fig. io, ii und 12 veranschaulichen die Construction des Propellerapparates, der nach den zweiten oben erwähnten Grundsätzen arbeitet. Fig. 10 ist eine Seitenansicht, Fig. 11 eine Endansicht und Fig. 12 ein Grundrifs des Apparates.

Bei dieser Anordnung sind nur zwei Propellerschaufeln A und B vorhanden, die, anstatt um horizontale Wellen zu rotiren, mittelst Kurbeln ij auf- und nieder-, bezw. hin- und herbewegt werden, bei welcher Bewegung sie in ihrer unteren Stellung in das Wasser eintauchen und beim Hingang der Kurbel das Boot fortbewegen, während sie beim Rückgang der Kurbel aufserhalb des Wassers in der gehobenen Lage in die Anfangsstellung zurückbewegt werden. Die Winkelstellung der Schaufeln und die Bewegung derselben findet in entgegengesetzten Richtungen statt, wie in dem vorhergehenden Fall.

Die fortbewegende Wirkung beider Schaufeln kann gleichzeitig stattfinden; um aber die vom Motor zu leistende Arbeit gleichmäfsig zu machen, ist es am besten, die Schaufeln so anzuordnen, dafs sie, wie dargestellt, nach einander arbeiten. Die Propellerarme E und F sind zu diesem Zwecke mit den Kurbeln i bezw. j verbunden, von denen die erstere i an der Welle k, die letztere j an der Welle / sitzt, die in umgekehrtem Sinne, wie k durch das konische Getriebe m, welches zwischen den beiden Propellern liegt, getrieben wird.

Die oberen Enden der Arme E und F gehen durch Führungen η ο hindurch, die mit Zapfen versehen sind, welche in Lagern ρ u sich drehen. Letztere sind an den Böcken r s verstellbar angebracht. Es ist somit ersichtlich, dafs durch die Umdrehung der Kurbeln die Schaufeln nahezu ovale Curven beschreiben, die in Bezug auf die Wasserlinien so beschaffen sind, dafs die Schaufeln, wenn sie die Fortbewegung des Bootes bewirken, in das Wasser eintauchen, während sie, wenn sie in die Anfangsstellung sich zurückbewegen, aus dem Wasser gehoben sind. Diese Bewegung ist in der Fig. 14 schematisch dargestellt.

Die Wellen, die Propeller sowie auch die Böcke rs werden alle von der auf dem Deck drehbar angebrachten Drehscheibe t¹ getragen, welche auf dem nach innen zu gelegenen Ende irgend einen geeigneten Motor trägt, der durch das Zahnradgetriebe u die Welle k. in Umdrehung versetzt. Die Plattform wird behufs Steuerung des Schiffes durch eine Ruderpinne ν wie oben bewegt, wodurch die Propeller unter einen gröfseren oder kleineren Winkel zum Schiff eingestellt werden. Der Motor kann auch in der Mitte des Schiffes angebracht sein und die Welle k in . ähnlicher Weise, wie in Fig. 9 angedeutet, ' in Umdrehung versetzt werden.

Um die Kurbelzapfen mit den Propellerarmen zu verbinden, sind letztere aus zwei besonderen röhrenförmigen Theilen hergestellt, welche mittelst Schrauben oder auf andere Weise an einem concentrischen Stücke w befestigt sind, welch letzteres mit einer Oeffnung versehen ist, durch welche der Kurbelzapfen hindurchgeht. Um den Hub der Propeller zu reguliren, können die Arme E F statt wie oben beschrieben angeordnet zu sein, mit beweglichen Muffen w^l versehen sein, wie solche in gröfserem Mafsstabe in Fig. 13 veranschaulicht sind.

Dieselben Muffen werden in irgend einer gewünschten Lage an dem Arme durch Stellschrauben χ befestigt und sind mit einem Bügel y versehen, welcher um den Kurbelzapfen i bezw. j greift. Die Propellerarme können wie oben in einander schiebbar sein; damit dieselben nun in ausgezogener Lage keinen allzu grofsen seitlichen Hub machen, können die Lager der Führungen η ο. höher an den Böcken r s angebracht werden, so dafs durch Entfernen des Drehpunktes von der Kurbel der Winkel des Hubes verringert wird. Die oben beschriebene Anordnung der beiden in entgegengesetzter Richtung wirkenden Schaufeln kann auch zur Anwendung kommen, wenn die Kurbelwelle ohne die drehbare Platte in fester Lage im Boot sich befindet. Das Steuern geschieht in diesem Falle durch ein gewöhnliches Steuerruder. Die oben beschriebene Anordnung der beiden besonderen, in einer Linie liegenden Propellerwellen für die beiden Propellergruppen, welche durch das zwischen den beiden Gruppen befindliche Getriebe in entgegengesetzten Richtungen gedreht werden, kann offenbar auch bei den rotirenden Propellerschaufeln, wie solche zuerst beschrieben sind, zur Anwendung kommen, anstatt eine Welle durch die andere hindurchzuführen.

In allen oben beschriebenen Anordnungen können die Propellerschaufeln und das Getriebe oberhalb der Wasserlinie in einem geeigneten Gehäuse eingeschlossen sein.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Ein Apparat zum Fortbewegen von Booten, bestehend aus zwei Gruppen rotirender

   Propellerschaufeln, welche auf zwei oberhalb der Wasserlinien angebrachten, von einander unabhängig und in entgegengesetzter Richtung rotirenden Wellen befestigt· sind, und deren Winkelstellungen bei einer Gruppe derjenigen der anderen Gruppe entgegengesetzt sind, bei welcher Anordnung entweder

   a) die Arme der Schaufeln beider Gruppen in ihren Naben drehbar sind und während ihrer Rotation mittelst Schlitten G und H und geeigneter Zwischengetriebe gedreht werden können, so dafs entweder die Schaufelstellung beider Gruppen gleichzeitig in demselben Mafse verändert wird, um langsamer zu fahren, anzuhalten oder umzukehren, oder in verschiedenem Mafse geändert wird, um die Steuerung des Fahrzeuges zu bewirken (Fig. ι bis 5), oder

   b) die Arme der Schaufeln beider Gruppen in ihren Naben festliegen, in welchem Falle die Wellen auf einem drehbaren Untergestell angebracht sind, so dafs die Propeller unter einem Winkel gegen die Längsachse verstellt werden können, wodurch das Boot durch die Propeller gesteuert und gleichzeitig fortbewegt wird (Fig. 6, 7 und 8).
   Ein Apparat zum Fortbewegen von Booten, bestehend aus zwei Propellerschaufeln, welche bezüglich der Längsachse des Fahrzeuges unter entgegengesetzten Winkeln an Armen befestigt sind, welche am oberen Ende in festen Führungen sich bewegen und an einem zwischen Schaufel und Befestigung liegenden Punkte mit den Kurbeln zweier Kurbelwellen verbunden sind, die in entgegengesetzter Richtung in Umdrehung versetzt werden, so dafs jede Propellerschaufel in einer nahezu elliptischen Curve bewegt wird, deren unterer Theil unter Wasser liegt und den das Fahrzeug fortbewegenden Hub bildet, deren oberer Theil dagegen aufserhalb des Wassers liegt und die Rückwärtsbewegung der Schaufel darstellt, wobei beide Propellerschaufeln sowohl wie die Kurbelwelle entweder auf einem drehbaren Gestell angebracht sind, um das Boot sowohl zu treiben als zu steuern, oder die Kurbelwellen in festen Lagern in dem Boote liegen (Fig. 10, 11 und 12).

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.