DE6927540U

DE6927540U - Schiffspropellerfluegel.

Info

Publication number: DE6927540U
Application number: DE6927540U
Authority: DE
Original assignee: KARLSTAD MEKANISKA AB; Karlstads Mekaniska Werkstad AB
Current assignee: KARLSTAD MEKANISKA AB; Metso Fiber Karlstad AB
Priority date: 1968-07-11
Filing date: 1969-07-11
Publication date: 1971-10-14
Also published as: CH496572A; ES369002A1; SE315526B; NO119861B; FR2012786A1; GB1270992A; US3647318A; DK128154B; NO119861C; FI50601C; DE1935377A1; NL6908929A; FI50601B

Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN DIPL-PHYS. ROBERT MÜNZHUBER |, PATENTANWÄLTE S;

8 MÜNCHEN S3 Wl D EN M AYE RSTR AS SE 6 ψ'

TEL. (OBIl) 22 26 3Ο-29 61 92 ft I

-8, Juli 1971 I Aktenzeichen: Gbm 69 27 540.17

Anmelder : Fa. Aktiebolaget Karlstads Mekaniska Unser Zeichen:A 24069 B/My

Neue Beschreibung

/Schiff spropellerflügel""}

Die Erfindung betrifft einen Schiffspropellerflügel, bestehend aus die Saugseite und die Druckseite abschließenden Wandplatten, die durch im wesentlichen in Flügellängsrichtung verlaufende Holme und durch quer dazu verlaufende Stege gegeneinander abgestützt sind, wobei die Längskanten der Wandplatten mit Kantenstücken und die Querkanten der Wandplatten mit einem Wurzelteil und einsm Spitzenteil verschweißt sind.

Propeller für Schiffe und Flugzeuge sowie Läufer für Wasserturbinen und -pumpen mit Flügeln, die aus einem vollen bzw. massiven Wurzelstück, das mit einem Flügelflansch versehen ist, und aus einem hohlen Flügelkörper bestehen, der mit dem viurzelstück verschweißt ist, werden seit einiger Zeit hergestellt. Ein hohler Schiffspropellerflügelkörper wird gewöhnlich aus zwei gleichmäßig dicken Platten hergestellt, die durch plastische Verformung in zur Verwendung als Saug- und Druckseiten des Flügels geeignete Formen gebracht worden sind. Die beiden Platten werden miteinander längs ihrer Kanten, die den Umfang des Flügelkörpers bilden, verschweißt. Dieser durch solche Platten gebildete schalenförmige Aufbau wird oft mit Hilfe von inneren Stegen und Holmen verstärkt, die mit den Platten verschweißt werden. Gegebenenfalls kann eine ver-

Bonkhnue Morck, Flnck α Co., München, Nr. 2Β4Θ4 I Bankhaus H. Aufhllusor, Münohon, Nr. 201300 Poetschooki München 20904

stärkte Schalenbauweise erhalten werden, wenn die beiden Platten über geeignete Flächen dadurch verdickt werden, daß an die Platten eine Anzahl Versteifungsplatten angeschweißt wird, die vor dem Verschweißen der Platten miteinander durch Formpressen den Innenflächen der vorerwähnten Platten angepaßt worden sind.

Ein Nachteil bekannter Bauformen besteht u.a. in der Schwierigkeit, bei der Herstellung großer Propeller durch plastische Verformung mit ausreichender Genauigkeit die richxige Form der großen Platten zu erzielen, welche die Saug- und Druckseiten des Flügelkörpers bilden sollen. Diese Schwierigkeit hat die Verwendung solcher Propellerbauformen auf nicht zu große Abmessungen beschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist, diese Nachteile, die mit der Herstellung bisher bekannter Propellerbauformen, insbesondere großer Schiffspropeller, verbunden sind, auszuschalten oder zumindest wesentlich zu verringern.

Die technischen Probleme, welche durch die Erfindung gelöst werden sollen, betreffen die Bauform eines hohlen Propellerflügelkörpers, der die Fähigkeit hat, beträchtlichen mechanischen Beanspruchungen standzuhalten, und dessen Herstellung keine plastische Verformung großer schwerer Platten in solch komplizierte Formen erfordert, wie sie den ganzen Saug- und Druckseiten des Flügelkörpers entsprechen.

Ein erfindungsgemäßer Propellerflügel ist dadurch gekennzeichnet, daß der Propellerflügel aus mehreren, sich im wesentlichen quer zur Flügellängsrichtung erstreckenden, kastenförmigen Teilkörpern zusammengesetzt ist, die je aus zwei Teilwandplatten und zwei Teilkantenstücken bestehen, daß die im wesentlichen senkrecht zur Hauptebene des Propellerflügels angeordneten Holme die Teilkörper durchsetzen und

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mit ihren Enden einerseits mit dem Wurzelteil und andererseits mit dem Spitzenteil sowie je wenigstens mit einer Längskante mit den die Druckseite bildenden Wandplatten verschweißt sind, daß mit Ausnahme des der Flügelspitze benachbarten Teilkörpers jeder Teilkörper mit einem sich in Querrichtung erstreckenden Steg versehen ist, der in der Nähe der der Flügelspitze zugewandten, quer verlaufenden Kanten der Teilwandplatten zu diesen Kanten im wesentlichen parallel verläuft und mit den Holmsn, den Wandplatten und den Kantenstücken verschweißt ist und daß die quer verlaufenden Kanten der Teilwandplatten miteinander bzw. mit dem Wurzelteil oder dem Spitzenteil verschweißt sind.

Unter der Flügellängsrichtung ist hier eine gerade Linie zu verstehen, die zwischen der Mitte des Flügelflansches und demjenigen Punkt des Propellerflügels gezogen ist, der am weitesten von der Achse abliegt, um die sich der Propeller dreht.

Je nach der Form und der jeweiligen Krümmung in der Umfangsrichtung und in der radialen Richtung des Flügelkörpers können die kastenförmigen Teilkörper in manchen Fällen gerade sein und in anderen Fällen gekrümmt sein. Daher sind die zueinander parallelen Ebenen, welche die Teilkörper begrenzen, flach, zylindrisch oder konisch.

Jede Seitenwand eines kastenförmigen Teilkörpers kann entweder aus einer einzigen, gleichmäßig dicken Platte oder aus mehreren, gleichmäßig dicken Platten von voneinander verschiedener Dicke hergestellt werden, die so miteinander verschweißt werden, daß die Dicke der Seitenwand sich stufenweise zur Vorderkante und zur Hinterkante des Flügelkörpers verringert. Für die Seitenwände von Teilkörpern, die von der Wurzel des Flügels weiter nach außen liegen, können dünnere Platten als für die der Flügelwurzel näherliegenden Teilkörper verwendet werden. Die beiden Seitenwände jedes Abschnitts

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sind miteinander teilweise durch Stege quer zur Längsachse des FlügelkiBrpers und teilweise durch Holme verbunden, die sich zwischen den Seitenwänden längs der Längsachse des Flügelkörpers erstrecken. Zum Erzielen der maximalen Festigkeit sollen die Stege jedes Teilkörpers so angeordnet und mit den Seitenwänden verschweißt sein, daß sie von der Flügelwurzel so weit als möglich abliegen, da die Seitenwände zumindest in jedem Teilkörper in der Längsrichtung des Flügelkörpers von gleicher Dicke sind, und da die Beanspruchungen näher der Flügelwurzel niedriger sind.

Die Belastung ist bei einem hohlen Flügelkörper unter normalen Betriebsbedingungen im wesentlichen so verteilt, daß die Druckseite Zugspannungen ausgesetzt wird und die Saugseite Druckspannungen. Hinsichtlich der Festigkeit muß den Schweißverbindungen quer zur Längsrichtung auf der Druckseite des Flügelkörpers besondere Aufmerksamkeit gewidment werden, z.B. dadurch, daß Anzeichen von Brüchen oder Rissen längs der Schweißverbindung sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite derjenigen Seitenwände, welche die Druckseiten bilden, glatt geschliffen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung m^ den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, und zwar zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schiffspropellerflügel, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 und 3 Ansichten im Schnitt nach den Linien II-II bzw. III-III des in Fig. 1 dargestellten Propellerflügels ;

Fig. 4 eine andere Bauform des Flügelkörpers.

In Fig. 1 bis 3 ist ein Propellerflügel dargestellt, der aus einer Flügelwurzel aus Gußstahl mit einem Flügelflansch 3 und aus einem Flügelkörper 13 mit drei kastenförmigen

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Teilkörpern bzw. Plattenabsclinitten 5, 7, 9 sowie aus einer Flügelspitze 11 aus Gußstahl besteht. Jeder de: Teilkörper bzw. Abschnitte 5, 7 und 9 erstreckt sich zwischen Ebenen 15, die waagerecht und parallel zueinander sind sowie quer zur I Längsachse des Flügelkörpers 13 verlaufen. Der Teilkörper bzw. ^! Abschnitt 5 weist zwei Seitenwände 17 und 19 auf, der Abschnitt 7 zwei Seitenwände 21 und 23 und der Abschnitt 9 zwei Seitenwände 25 und 27. Die Seitenwände 17, 21 und 25 sowie 19, 23 und 27 werden je dadurch gebildet, daß sie zu Teilen einer Druckseite 29 und einer Saugseite 31 des Flügelkörpers 13 gebogen werden. Die gegenüberliegenden Seitenwände 17 und 19, 21 und 23 sowie 25 und 27 werden innerhalb ihrer Abschnitte 5, 7 und 9 an ihren Enden mit Kantenstücken 33 "verschweißt, welche die Aufgabe haben, die Kanten des Flügelkörpers 13 zu bilden. Die Seitenwände 17-27 werden ferner miteinander und mit der Flügelwurzel 1 sowie mit der Flügelspitze 11 dadurch verbunden, daß sie mit Holmen 35 verschweißt werden, die parallel zur Längsachse des Flügelkörpers 13 und | zumindest annähernd senkrecht zu den Seitenwänden 17-27 an- m geordnet sind. Die Seitenwände 17 und 19 des Abschnitts 5 wer- I den miteinander durch Stege 37 verbunden, die mit ihnen in ei- |. ner Höhe in der Nähe derjenigen ihrer Kanten, die von der Flü- jr gelwurzel 1 am weitesten abgelegen sind, quer zur Längsachse des Flügelkörpers 13 verschweißt. In ähnlicher Weise werden innerhalb des Abschnitts 7 die Seitenwände 21 und 23 miteinander durch Stege 39 verbunden. Jede der Seitenwände 17-27 wird aus einer gleichmäßig dicken Platte geformt, jedoch wird von denjenigen Seitenwänden 17, 21 und 25, welche die Druckseite 29 des Flügelkörpers 13 bilden, die Seitenwand 17, die der Flügelwurzel 1 am nächsten liegt, aus einer dickeren Platte als die benachbarte Seitenwand 21 hergestellt, die von der Flügelwurzel 1 weiter abgelegen ist und die ihrerseits aus einer dickeren Platte als die Seitenwand 25 des Abschnitts 9 hergestellt wird, die von der Flügelwurzel am weitesten abgelegen ist. In ähnlicher Weise wird jode der Seitenwände 19, 23 und 27, die die Saugseite 31 bilden, aus einer gleichmäßig

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dicken Platte geformt, wobei die Dicke der Platten abschnittweise von der Flügelwurzel 1 zur Flügelspitze 11 abnimmt.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt einer anderen Ausführungsform der Seitenwände 17-27 der kastenförmigen Teilkörper bzw. Abschnitte 5, 7 und 9» die besonders für Propellerflügel mit einem breiten Flügelkörper 13 geeignet ist. Jede der Seitenwände 17 - 27 umfaßt drei, jede für sich selbst gleichmäßig dicke, Platten 41, 43 und 45, die miteinander verschweißt sind und von denen die mittlere Platte 43 dicker als die beiden äußeren Platten 41 und 45 ist.

Beim Zusammenbau eines Propellerflügels werden die verschiedenen Arbeitsphasen im wesentlichen in der folgenden Rihenfolge ausgeführt: zuerst werden die Holme 35 mit der Flügelwurzel 1 verschweißt, worauf die Seitenwand 17 des Abschnitts 5, die als Teil der Druckseite 29 des Flügelkörpers 13 geformt ist, mit der Flügelwurzel 1 und mit den Holmen 35 sowie mit den Endstücken 33 verschweißt wird. Bruchanzeigekanten längs der Schweißverbindung werden auf beiden Seiten glattgeschliffen und die Schweißverbindungen werden sorgfältig geprüft. Die Seitenwand 19, die als Teil der Saugseite 31 des FlügelkSrpers 13 geformt ist, wird mit der Flügelwurzel 1, den Kantenstücken 33 und mit den Holmen 35 verschweißt. Die Stege 37 werden durch Schweißen zwischen den Seitenwänden 17, 19 und den Holmen 35 befestigt, wodurch der Abschnitt 5 abgeschlossen wird. Die Seitenwand 21 des Abschnitts 7, die als Teil der Druckseite 29 geformt ist, wird an die entsprechende Seitenwand 17 des Abschnitts 5 und an die Kantenstücke 33 angeschweißt. Bruchanzeigekanten längs der Schweißverbindungen werden auf beiden Seiten abgeschliffen und die Schweißverbindungen werden sorgfältig geprüft. Die Holme 35 werden mit der Seitenwand 21 verschweißt. Die Seitenwand 23, die als Teil der Saugseite 31 des Flügelkörpers 13 geformt ist, wird an die entsprechende Seitenwand 19 des Abschnitts 5 und an die Kantenstücke 33 sowie an die Holme 35 angeschweißt. Die

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Stege..39¹ werden zwischen den Seitenwänden 21, 23 und den Holmen 35 angeschweißt, wodurch der Abschnitt 7 abgeschlossen wird. Die Seitenwand 25 des Abschnitts 9, die als Teil der Druckseite 29 geformt ist, wird an die entsprechende Seitenwand 21 des Abschnitts 7 und an die Kantenstücke 33 sowie an die Flügelspitze 11 angeschweißt. Bruchanzeigekanten längs der Schweißverbindungen werden auf beiden Seiten abgeschliffen und die Schweißverbindungen werden sorgfältig geprüft. Die Holme 35 werden an die Seitenwand 25 und an die Flügelspitze 11 angeschweißt. Die Seitenwand 27, die als Teil der Saugseite 21 des Flügelkörpers 13 geformt ist, wird an die entsprechende Seitenwand 23 des Abschnitts 7 und an die Kantenstücke sowie an die Flügelspitze 11 angeschweißt, wodurch der Abschnitt 9 abgeschlossen wird und der Propellerflügel fertig zusammengebaut ist.

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Claims

ι » * ι t »111 ft - 8 Schutzansprüche

1. Hohler Schiffspropellerflügel, bestehend aus die Saugseite und die Druckseite abschließenden Wandplatten, die durch im wesentlichen in Flügellängsrichtung verlaufende Holme und durch quer dazu verlaufende Stege gegeneinander abgestützt sind, wobei die Längskanten der Wandplatten mit Kantenstücken und die Querkanten der Wandplatten mit einem Wurzelteil und einem Spitzenteil verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Propellerflügel (13) aus mehreren, sich im wesentlichen quer zur Flügellängsrichtung erstreckenden, kastenförmigen Teilkörpern (5.7,9) zusammengesetzt ist, die je

j aus zwei Teilwandplatten (17,19;21,23;25,27) und zwei Teilkan-

tenstücken (33) bestehen, daß die im wesentlichen senkrecht zur Hauptebene des Propellerflügels angeordneten Holme (35) die Teilkörper (5,7,9) durchsetzen und mit ihren Enden einerseits mit dem Wurzelteil (i) und andererseits mit dem Spitzenteil (11) sowie je wenigstens mit einer Längskante mit den die Druckseite (29) bildenden Wandplatten (17,21,25) verschweißt sind, daß mit Ausnahme des der Flügelspitze (11) benachbarten Teilkörpers (9) jeder Teilkörper (5,7) mit einem sich in Querrichtung erstreckenden Steg (37_r39) versehen ist, der in der Nähe der der Flügelspitze (11) zugewandten, quer verlaufenden Kanten der Teilwandplatten (17„19;21,23) zu diesen Kanten im wesentlichen parallel verläuft und mit den Holmen (35), den Wandplatten (17,19;21,23) und den Kantenstücken (33) verschweißt ist und daß die quer verlaufenden Kanten der Teilwandplatten (17,19;21,23)(25,27) miteinander bzw. mit dem Wurzelteil (1) oder dem Spitzenteil (11) verschweißt sind.

2. Hohler Schiffspropellerflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder kastenförmige Teilkörper (5,7,9) sich zwischen zwei waagerechten Ebenen (15) senkrecht zur Längsachse des Flügelkörpers (13) erstreckt.

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3. Hohler Schiffspropellerflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder kastenförmige Teilkörper (5,7,9) zwischen zwei konzentrischen, zylindrischen Ebenen mit der Drehachse des Propeller? als Längsachse erstreckt.

4. Hohler Schiffspropellerflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder kastenförmige Teilkörper '(5,7,9) zwischen zwei konzentrischen, konischen Ebenen mit der Drehachse des Propellers als Längsachse erstreckt.

5. Hohler Schiffspropellerflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwandplatten der Teilkörper in mehrere Teilstücke (41,43,45) unterschiedlicher Dicke so aufgeteilt sind, daß die Dicke der Seitenwände von der Flügelmitte aus zu den Kanten (33) hin abnimmt.

6. Hohler Schiffspropellerflügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandplatten (17,19;21,23;25,27) verschiedener Teilkörper (5»7»9) unterschiedliche Dicke haben, so daß die Dicke der Seitenwände des Propellerflügels (i3) von der Wurzel (1) zur Spitze (11) hin abnimmt.

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