DE67307C - Schiffsschraube mit durch Längsverschiebung der in stets gleicher Richtung sich drehenden Schraubenwelle umkehrbarer Drehungsrichtung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende Propeller unterscheidet sich von den bisher bekannten Schraubenpropellern dadurch, dafs die Schraube nicht auf einer geraden, sondern auf einer an ihrem Ende winklig abgebogenen Schraubenwelle angeordnet ist. Durch diese eigenartige Lage der Schraube zu der Schraubenwelle wird erreicht, dafs die Schraube beständig in relativ ruhendem Wasser arbeitet und aufser der bekannten fördernden Schraubenbewegung noch eine wrickende Bewegung ausführt, die erstere Bewegung unterstützt.

Eine weitere Folge der eigenartigen Anordnung der Schraube ist die, dafs man bei Anwendung einer verschiebbaren Schraubenwelle die Schraube so mit der Welle kuppeln kann, dafs das Fahrzeug, trotzdem die Welle sich stets in ein und derselben Richtung dreht, vorwärts oder rückwärts bewegt oder der Antrieb ganz aufgehoben werden kann.

Auf den Zeichnungen zeigen Fig. ι bis 3 den Propeller im senkrechten Schnitt in Richtung der Schraubenwellenachse in den drei möglichen Arbeitsstellungen, während Fig. 4 die Bewegung der Schraubenflügel abgewickelt theoretisch verdeutlicht; Fig. 5 bis 8 zeigen Constructionsabänderungen des Propellers.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das äufsere Ende der Schraubenwelle in einem Winkel zu der Achse derselben abgebogen, und diese Abbiegung ist mit einer keilförmigen Verstärkung B ausgestattet. Dadurch, dafs diese Verstärkung an der der Abbiegung entgegengesetzten Seite am gröfsten ist und nach der anderen Seite keilförmig ausläuft, ist die Welle an ihrem abgebogenen Ende ausbalancirt, so dafs sie sich, ohne zu schlagen, also ruhig drehen kann.

Die Flügel F der Schraube sind den bekannten gleich und die Neigung oder der Winkel, den diese Flügel zu der Schraubenwelle einnehmen, hängt von dem Winkel ab, den das abgebogene Wellenende zu der Wellenachse bildet. . ' .

DieNabeC der Schraube ist mit der Schraubenwelle drehbar verbunden, und diese Verbindung ist durch Frictionskugeln H hergestellt, die zum Theil in der Nabe C, zum Theil in der Verstärkung B des abgebogenen Wellenendes ruhen. Um der Schraube gegebenenfalls die Drehung auf dem abgebogenen Wellenende zu erleichtern, sind auch in dem vorderen Theil der Nabe C Kugeln G² eingelassen, welche den Umfang der Welle berühren, so dafs bei der Drehung der Nabe um die Welle nur rollende Reibung an den Berührungsflächen der Kugeln H und G² stattfindet.

Der aus dem Schiffshintertheil hervortretende gerade Theil der Schraubenwelle A geht durch den Druckblock D^l hindurch und ist hier durch Stoffbüchsen abgedichtet. Ueber diesen Druckblock D¹, über die Verstärkung B und über die Nabe der Schraube ist nun die

Kupplungshülse E in der Art geschoben, dafs Schraubennabe C und Verstärkung B innerhalb derselben hin- und hergeschoben werden können. Die Verstärkung B hat eine polygonale Gestalt und dieser pafst sich die Kupplungshülse E an, so dafs bei Drehung der Welle A die Kupplungshülse E mitgenommen wird.

Zwischen der Kupplungshülse und dem Druckblock D¹ sind ebenfalls Kugeln angeordnet, die einerseits gegen den nach innen springenden Flantsch L der Kupplungshülse E, andererseits gegen den vorspringenden Endtheil D des Druckblockes D¹.liegen. In gleicherweise ist die Reibung der keilförmigen Verstärkung B an dem Druckblock Z)¹ durch Einlegen der Kugeln P in eine rollende verwandelt.

Wie einleitend erwähnt, soll die Schraubenwelle stets nach ein und derselben Richtung rotiren, gleichgültig, ob das Schiff vorwärts oder rückwärts fährt oder gestoppt wird.

Diese eigenartige Wirkung der Schraube F wird dadurch erreicht, dafs die Schraube durch Verschieben der Welle A in ihrer Längsrichtung entweder mit dem Druckblock D¹ oder mit der Kupplungshülse E gekuppelt oder in eine Zwischenlage gebracht wird, bei der sie weder mit dem Druckblock, noch mit der Kupplungshülse in Berührung steht.

Um die Schraubenwelle nach Bedarf nach aufsen stofsen, zurückziehen oder in. eine neutrale Lage bringen zu können, ist die Schraubenwelle an irgend einer passenden Stelle mit einem Kolben G ausgestattet, der sich in einem Dampfcylinder Y hin- und herbewegen kann. Die Kupplungshülse E ist natürlich so construirt, dafs sie der Welle A eine Verschiebung gestattet; sie ist zu diesem Zwecke an ihrem hinteren Ende nach innen zu einem ringförmigen Flantsch M umgebogen und so lang ausgeführt, dafs zwischen Flantsch M und der am Ende verstärkten Nabe C ein freier Raum verbleibt, wenn die Welle nach dem Innern des Schiffes zurückgezogen ist, wie dies Fig. ι zeigt.

Der Cylinder Y trägt an beiden Seiten starke Stopfbüchsen G¹, durch welche die Welle A hindurchgeführt ist. Der Cylinder Y, die Dampfzuleitung, sowie die Dampfvertheilung sind von irgend einer bewährten Construction. Der Steuerschieber T ist so eingerichtet, dafs er in der Art eingestellt werden kann, dafs der Dampf nicht nur vor oder hinter den Kolben G, sondern auch gleichzeitig vor und hinter denselben treten kann.

Die Bewegung des Schiebers erfolgt durch Hand und nicht, wie gebräuchlich, automatisch. Zu diesem Zwecke ist die Schieberstange an dem Hebel T² befestigt, der seinerseits wieder mit der Betriebsmaschine oder einem anderen Organ so verbunden ist, dafs der Schieber T durch den hierzu Beauftragten oder durch den Führer des Schiffes nach Bedarf eingestellt werden kann.

Hat der Schieber die in Fig. ι gezeichnete Lage erhalten, so dafs der Dampf hinter den Kolben G tritt, so wird die Welle A in das Schiff hineingezogen und die Nabe C der Schraube an der spitz auslaufenden Seite der Verstärkung B fest gegen die Stirnfläche des Druckblockes D¹ geprefst. Rotirt nun die Welle A in dem Sinne von links nach rechts, so beschreibt das abgebogene Wellenende einen Kreis, und da auf demselben die Schraube sitzt, so kreist dieselbe um den Mittelpunkt des geraden Theiles der Schraubenachse. Da nun aber die Schraube nicht fest, sondern lose auf dem angebogenen Wellenende sitzt und nur mit einem Punkt ihrer Nabe fest gegen den starren Druckblock D¹ geprefst wird, so führt die Schraube während dieser kreisenden Bewegung noch eine rotirende um den abgebogenen Theil A¹ der Welle A aus. .. ;

Diese Rotation der Schraube erfolgt aber nicht in demselben Sinne wie die der Schraubenwelle A, sondern im entgegengesetzten Sinne. Man kann sich diese Umkehrung der Bewegung leicht klar machen, wenn man an Stelle der Frictionskupplung zwischen Schraubennabe und Druckblock annimmt, dafs die Stirnfläche des Druckblockes D¹ mit einem Zahnkranz ausgestattet ist, der mit einem gleichen Zahnkranz an dem Ende der Nabe G kämmt. Wird nun die Welle A von links nach rechts gedreht, so ist es klar, dafs sich die Nabe C und mit dieser die Schraube im entgegengesetzten Sinne drehen mufs.

Infolge dieser Doppelbewegung, welche die Schraube ausführt, rotirt sie nicht nur um die Schraubenwelle, sondern sie führt gleichzeitig eine pendelnde Bewegung aus, welche infolge der Stellung, welche die einzelnen Flügel hierbei einnehmen, der bekannten Wrickbewegung zum Fortbewegen kleinerer Schiffsfahrzeuge entspricht.

Fig. 5 zeigt schematisch die verschiedenen Stellungen eines Schraubenflügels während der Bewegung der Schraube, indem der Cylindermantel, auf dem diese Bewegung vor sich geht, abgewickelt ist. Die voll ausgezogenen Querschnitte des Flügels F zeigen die Stellung desselben, während die Schraube bei ihrer Rotation die pendelnde Bewegung nach hinten ausführt, wogegen die schraffirten Querschnitte die Stellung des Schraubenflügels in dem Augenblick angeben, in dem sich die Schraube nach vorn neigt. Bei dieser Bewegung drückt der Flügel F mit seiner vollen Breite gegen das Wasser, während er dann bei seiner rückwärts gehenden Bewegung das Wasser mit seiner Kante durchschneidet. Dies ist. aber die be-

kannte Wrickbewegung. Das Schiff wird also nicht allein durch die Rotation der Schraube, sondern auch durch die Wrickbewegung, welche die einzelnen Flügel ausführen, fortbewegt. ^:

Diese Unterstützung der Fortbewegung durch das Wricken ist aber nicht der Hauptvortheil und nur von untergeordneter Bedeutung, sondern der wesentliche Vortheil_r der hierdurch erreicht wird, ist der, dafs die Schraube beständig in relativ ruhendem W^asser arbeitet und hierdurch der störende Slip vermieden wird.

Wird nun der Schieber so eingestellt, dafs der Dampf, wie Fig. 2 zeigt, vor den Kolben G tritt, so wird die Schraubenwelle A nach hinten, also weiter aus dem Schiff hinaus geschoben, so dafs nunmehr die Kupplung zwischen dem hinteren Ende der Nabe C und dem Druckblock aufgehoben, dagegen eine Reibungskupplung zwischen dem nach innen gebogenen vorderen Flantsch M der Kupplungshülse E und der Nabe C hergestellt ist. Diese Kupplung erfolgt aber nicht, wie vorher, an einem einzelnen Punkt der Nabe, sondern auf ihrem ganzen Umfang. Da nun die Kupplungshülse E von der Verstärkung B der Schraubenwelle A mitgenommen wird, so ist die Folge hiervon, dafs die Schraube auf dem abgebogenen Theil der Welle A keine Rotation ausführen kann, sondern einfach mit demselben um die Achse der geraden Welle A kreist. Die Schraube arbeitet also im Sinne der Drehung der Welle A und bewirkt eine rückläußge Bewegung des Schiffes.

Soll das Schiff keinen Antrieb erhalten, so wird der Schieber T so eingestellt, dafs der Dampf, wie Fig. 3 zeigt, sowohl vor als auch hinter den Kolben G tritt. Die Schraubenwelle A nimmt dann die in Fig. 3 gezeichnete neutrale Stellung ein, d. h. weder zwischen dem hinteren Ende der Nabe C und dem Druckblock D¹, noch zwischen dem vorderen Ende der Kupplungshülse E und der Nabe C findet eine Kupplung statt. Die Folge hiervon ist, dafs die lose auf der Welle A¹ sitzende Schraube keine Drehung, sondern nur bei dem Kreisen des abgebogenen Wellenendes um die Achse der Welle A eine pendelnde Bewegung ausführt, die aber keine fördernde Kraft besitzt.

Aus der Beschreibung geht hervor, dafs die verschiedene Kupplung der Schraube ein nothwendiges Moment zur Erzielung der angestrebten Wirkung ist. Diese Kupplung kann nun aber. in der verschiedensten Art erzielt werden; so kann man beispielsweise an Stelle der Kupplungshülse einen an dem Schraubenrahmen starr befestigten Zapfen P⁵ setzen (Fig. 5), der aber so angeordnet sein mufs, dafs er genau in der Achsenrichtung des geraden Theiles der Schraubenwelle liegt und beim Verschieben der Schraubenwelle A in der verhör beschriebenen Art mit der Stirnfläche der Nabe C der Schraube in Berührung kommt, hierbei sich in eine der Vertiefungen P⁶ legt und dadurch die Schraube zwingt, sich in entgegengesetztem Sinne wie die Welle A zu drehen. Der Vorgang hierbei ist genau der gleiche wie bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung, wenn eine Kupplung zwischen dem hinteren Ende der Nabe und dem Druckblock hergestellt ist. Der ganze Unterschied besteht nur darin, dafs bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Welle A nach innen geschoben werden mufs, um die gleiche Schiffs-, bewegung zu erzielen.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform zeigt gegenüber derjenigen in Fig. 5 dargestellten die Abweichung, dafs an Stelle des festen Zapfens P⁵ ein Zapfen gesetzt ist, der an seiner Stirnfläche zwei ringförmige Reibungsflächen JV"² M'² besitzt, die den Flächen des als Doppelkegel ausgebildeten Nabenkopfes der Schraube entsprechen.

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführung gestattet nur ein Kuppeln der Schraube mit dem Druckblock D ¹ und ein Lösen derselben durch Zurückschieben der Welle A. Die Folge hiervon ist, dafs das mit diesem Propeller ausgestattete Schiff nur vorwärts getrieben oder die Schraube aufser Wirkung gesetzt werden kann, dagegen eine Rückwärtsbewegung des Schiffes durch die Schraube unmöglich ist.

Fig. 8 zeigt die Anwehdung einer zweiten Schraube neben der treibenden Schraube, welche die Wirksamkeit der letzteren erhöhen soll. Der Propeller ist der in Fig. 1 dargestellte, bei dem also die verschiedenen Kupplungen der Schraube durch eine Kupplungshülse E bewirkt werden. Hier trägt die Nabe C ein Kugelgelenk a, und ein gleiches Kugelgelenk b ist an dem Schraubenrahmen χ genau in der Achsenrichtung des geraden Theiles der Schraubenwelle befestigt. In dem Kugelgelenk α ruht die Stange λ¹, welche sich in der mit ■ dem Kugelgelenk b verbundenen Röhre b^l hin- und herschieben kann. Auf der Stange a¹ ist eine Schraube d von irgend einer gebräuchlichen Construction befestigt. Die Hauptschraube C F wirkt nun in der bei Besprechung der Fig. 1 erläuterten Weise. Die auf der Stange α sitzende Schraube d führt hierbei eine kreisende Bewegung um das Kugelgelenk b aus, so dafs Schraube ah die wrickende und zugleich die den Schrauben eigene fördernde Bewegung ausführt.

Alle diese Ausführungen zeigen das Wesentliche der vorliegenden Erfindung, nämlich die Anordnung einer Schraube an dem zur Triebwelle abgebogenen Ende dieser Welle, so dafs

auch durch weitere Abänderungen in der Anordnung und Anwendung der Kupplungen oder von Hülfsschrauben das Wesen der Erfindung nicht verändert wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Schiffsschraube mit durch Längsverschiebung der in stets gleicher Richtung sich drehenden Schraubenwelle umkehrbarer Drehungsrichtung, dadurch gekennzeichnet, dafs die Schraube auf dem umgebogenen Ende der "Welle frei drehbar sitzt und beim Andrücken gegen die mit der Welle sich drehende Mutter (E) in gleicher Richtung wie die Welle sich dreht oder beim Andrücken gegen das feststehende Lager (D) auf diesem in entgegengesetzter Richtung zur Welle sich abrollt oder zwischen beiden Stellungen sich befindet.

   Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.