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Die Erfindung betrifft ein Mehrpropellersystem
mit Ausgleichsgetriebe, das geeignet ist, besonders bei Schiffs-
und Bootsantrieben, aber auch bei anderen Anwendungen verwendet
zu werden. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Mehrpropellersystem,
bei dem das Verhältnis
der Rotationsgeschwindigkeiten der Propeller nicht gleichbleibend ist.
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Mehrpropellersysteme, bei denen mindestens
zwei Propeller konzentrisch in einer Sukzession und relativ nahe
einander angeordnet sind, haben einige verifizierte Vorteile, wie
z. B. die Eliminierung von Drehmomenten, die von der Rotation der
Propeller verursacht werden; diese Drehmomente haben die Tendenz,
das Schiff von seiner Fahrtrichtung abzubringen. Die üblichsten
Mehrpropellersysteme, die für
Schiffsantriebe konstruiert sind, sind mit zwei Propellern versehen.
Aus der schwedischen Patentpublikation Nr SE 433,599 und aus dem
entsprechenden US Patent Nr 4,529,387 ist ein Doppelpropellersystem
mit einer Vertikalantriebswelle und zwei horizontalen konzentrischen
Propellerwellen bekannt, von denen die erste rohrförmig ist,
so dass die zweite Propellerwelle innerhalb der ersten Propellerwelle
rotiert. Am unteren Ende der Vertikalantriebswelle ist ein erster
Kegeltrieb angeordnet, der die Drehbewegung der Antriebswelle zu
dem zweiten und dritten Kegeltrieb überträgt; diese zweiten und dritten
Kegeltriebe befinden sich am vorderen Ende der Propellerwellen,
und diese besagten zweiten und dritten Kegeltriebe sind von gleicher
Grösse
und sind an entgegengesetzten Seiten des ersten Kegeltriebs angebracht.
Die gleiche Grösse
des zweiten und dritten Kegeltriebs, die in den Propellerwellen
angeordnet sind, hat zur Folge, dass die Drehmomente und Winkelgeschwindigkeiten
der Propellerwellen stätig
die gleichen absoluten Werte haben. Die Lage des zweiten und des
dritten Kegeltriebs auf den entgegengesetzten Seiten des ersten
Kegeltriebs hat zur Folge, dass die Winkelgeschwindigkeiten der
Propellerwellen immer entgegengesetzte Zeichen haben.
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Das System der gleichgrossen Drehmomente
in dem oben geschilderten Typ, bei dem die Drehmomente und Winkelgeschwindigkeiten
der Propellerwellen in ihren absoluten Werten gleichgross bleiben,
ist nicht die bestmögliche
Lösung,
was die Leistung des Systems betrifft. Wenn ein Schiff im Wasser mit
wechselnden Geschwindigkeiten fährt,
wechselt die Strömung
des Wassers in der Nähe
der Schrauben, so dass obgleich die Schraubenblattwinkel, die Durchmesser
und die anderen Parameter der Propeller optimal für das balancierte
Drehmoment bei einer bestimmten Geschwindigkeit wären, können sie
sehr unvorteilhaft bei anderen Geschwindigkeiten sein. Ausserdem
müssen
sich beide Propellerwellen ununterbrochen drehen. Falls eine Propellerwelle
aufhört zu
rotieren, z. B. wegen eines Lagerschadens oder falls ein Fremdkörper die
Drehung eines der Propeller blockiert, bleibt auch die andere Propellerwelle stehen,
und das ganze System steht still.
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Die oben genannten Nachteile können durch ein
sogenanntes Differentialdrehsystem vermieden werden, das aus der
US-Patentpublikation Nr 5,009,621 bekannt ist. Dort ist die leitende
Idee, zwischen der Antriebswelle und den Propellerwellen eine Drehkraftverteilungsvorrichtung
anzuordnen, die funktionsgemäss
an ein Differentialgetriebe im Auto erinnert. Die Drehkraftverteilungsvorrichtung
ermöglicht,
dass sich die Winkelgeschwindigkeiten der Propellerwellen automatisch
regeln. Obgleich sich die Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle
nicht verändert,
kann sich die Winkelgeschwindigkeit der ersten Propellerwelle erhöhen, in
welchem Fall sich die Winkelgeschwindigkeit der zweiten Propellerwelle
entsprechend verringert, und umgekehrt. Die eine oder die andere
der Propellerwellen kann sogar zum vollständigen Stillstand kommen, in
welchem Fall die noch im Betrieb befindliche Propellerwelle mit höchstmöglicher
Geschwindigkeit rotiert. Das System, das aus einem Differentialdrehsystem
und zwei damit verbundenen Propellern besteht, kann als Differentialdoppelpropellersystem
bezeichnet werden. Theoretisch erzielt dieses System viele Vorteile im Vergleich
mit dem System der gleichgrossen Drehmomente, aber die Struktur
der Differentialdoppelpropellersysteme, die in dem US-Patent 5,009,621 beschrieben
werden, ist sehr kompliziert, und deshalb sind ihre Herstellungskosten
hoch, und sie enthalten mehrere schwache Stellen, die empfänglich für Beschädigungen
sind.
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Es ist das Ziel der gegenwärtigen Erfindung, ein
Differentialmultipropellersystem mit einfacher und fester Struktur
zu präsentieren.
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Das Ziel der Erfindung wird durch
die kennzeichnenden Eigenschaften bei Anspruch 1 erzielt.
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Das System ist gemäss der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle konzentrisch mit
den zwei Propellern ist und sich durch die beiden hindurch erstreckt.
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Erfindungsgemäss ist der erste Propeller oder
ein unmittelbar damit verbundener Teil desselben auf seine Weise
als Teil der Drehkraftverteilungsvorrichtung angenommen, die das
von der Antriebswelle erhaltene Drehmoment unter dem ersten und zweiten
Propeller teilt. Ein erstes Kegeltriebrad oder Friktionsrad, das
an der Antriebswelle befestigt ist, dreht einen oder mehrere zweite
Kegeltriebe oder Friktionsräder,
deren Rotation den ersten Propeller in rechtwinkliger Richtung zur
Welle des zweiten Kegeltriebs oder Friktionsrades (zu den Wellen
der zweiten Kegeltriebe oder Friktionsräder)rotiert. Gleichzeitig überträgt das zweite
Kegeltriebrad oder Friktionsrad (-räder) einen Teil der Bewegung
weiter zu einem dritten Kegeltriebrad oder Friktionsrad, das vorteilhaft konzentrisch
mit der Antriebswelle angeordnet ist, ist aber nicht an der Antriebswelle„ sondern
an dem zweiten Propeller befestigt.
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Die Aufteilung der Drehmomente unter
den Propellern gemäss
der Erfindung hat zur Folge, dass im Durchschnitt der absolute Wert
der Winkelgeschwindigkeiten der Propeller nur ein Teil der Winkelgeschwindigkeit
der Antriebswelle ist, d. h. das System enthält ein integriertes Reduktionsgetriebe.
Bei einem Doppelpropellersystem ist der absolute Wert der Winkelgeschwindigkeiten
der Propeller normalerweise etwa die Hälfte der Winkelgeschwindigkeit
der Antriebswelle. Das integrierte Reduktionsgetriebe ist besonders
vorteilhaft bei Systemen, in denen die Antriebswelle von einem Elektromotor
gedreht wird, weil die Rotationsgeschwindigkeit des Elektromotors
höher gemacht
werden kann als ohne Reduktionsgetriebe, und infolgedessen kann
der Durchmesser des Elektromotors kleiner sein. Das integrierte
Getriebe ist auch vorteilhaft bei Anwendungen, in denen ein Propellersystem
gemäss
der Erfindung zur Rotation der Antiebswelle eines Generators oder
einer Turbine verwendet wird, wobei das integrierte Getriebe als Steigerungsgetriebe
fungiert: die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenachse ist höher als
die der beiden Propeller.
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Die Erfindung wird unten ausführlicher
erläutert,
unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungen anhand von Beispielen,
und auf beigefügte Zeichnungen.
Es zeigen
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1 eine
bevorzugte Ausführung
der Erfindung,
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2 eine
Modifikation der 1,
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3 eine
weitere Modifikation der 1,
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4 eine
dritte Modifikation der 1,
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5 eine
zweite bevorzugte Ausführung der
Erfindung und
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6 wie
die Erfindung in einer vorteilhaften Weise bei einer Antriebseinrichtung
angewandt wird.
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In den Zeichnungen werden gleiche
Nummern für
gleiche Teile verwendet.
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1 ist
ein schematischer Querschnitt eines Differentialdoppelpropellersystems 100,
das einen ersten Propeller 101 und einen zweiten Propeller 102 umfasst.
Die Antriebs welle 103 erstreckt sich durch das ganze System
hindurch; zur Rotation der besagten Welle ist ein Motor oder eine ähnliche
Vorrichtung angeordnet, die nicht in der Zeichnung gezeigt ist.
An der Antriebswelle ist ein erster Kegeltrieb 104 befestigt,
der in dieser Ausführung
der Erfindung in einer Position angeordnet ist, wo sich seine konische
verzahnte Fläche
nach dem äussersten
Ende der Antriebswelle 103 hin verjüngt, d. h. nach links bezüglich der
Position auf der Zeichnung. Die zweiten Kegeltriebe 105a und 105b sind
im Winkel von 90 Grad bezüglich
des ersten Kegeltriebs 104 angeordnet, und wenn sich der
erste Kegeltrieb dreht, rotiert er gleichzeitig die zweiten Kegeltriebe.
Die Wellen 106a und 106b der zweiten Kegeltriebe
sind mit Lagern in die in dem ersten Propeller 101 angeordneten Aushöhlungen 107a und 107b befestigt.
Der dritte Kegeltrieb 108 ist wie ein Spiegelbild des ersten
Kegeltriebs 104 bezüglich
der Ebene, wo sich die Wellen 106a und 106b der
zweiten Kegeltriebe befinden. Der dritte Kegeltrieb 108 ist
nicht an den Teil der Antriebswelle 103 befestigt, der
durch ihn hindurch läuft, sondern
kann frei um ihn herum rotieren. Andererseits ist der dritte Kegeltrieb 108 an
dem zweiten Propeller 102 mittels einer rohrförmigen Welle 109 befestigt.
Der dritte Kegeltrieb 108 könnte auch direkt am zweiten
Propeller 102 ohne die rohrförmige Welle befestigt sein,
oder er könnte
sogar ein Teil davon sein. Am äussersten
Ende der Antriebswelle 103 sind ein Stützkonus 110 und eine
Verriegelungsmutter 111 angeordnet, deren Aufgabe es ist,
die Befestigung der Propeller 101 und 102 an der
Antriebswelle 103 zu sichern. Um die Propeller 101 und 102 Iosnehmen zu
können,
wird die Verriegelungsmutter 111 geöffnet, so dass der Stützkonus 110 und
die Propeller 101 und 102 von der Antriebswelle 103 entfernt
werden können.
Alle in der Struktur gezeigten Zahnräder sowie die Zahnräder bei
den anderen unten abgebildeten, bevorzugten Ausführungen könnten auch Friktionsräder sein.
Die Zahnräder
und Friktionsräder können allgemein
als Antriebsräder
bezeichnet werden.
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Wenn sich der erste Kegeltrieb 104 zusammen
mit der Antriebswelle dreht, hat er die Tendenz, die zweiten Kegeltriebe 105a und 105b zu
drehen, beide um ihre entsprechenden Wellen 106a und 106b.
Er hat auch die Tendenz, den ganzen Zusammenbau der zweiten Kegeltriebe 105a und 105b und die
Wellen 106a und 106b um die Antriebswelle herum
zu rotieren. Falls die Wellen 106a und 106b aus irgendeinem
Grund nicht imstande sein sollten, sich um die Antriebswelle herum
in der Ebene, die rechtwinklig zur Antriebswelle liegt, zu drehen,
würde die Drehung
der zweiten Kegeltriebe 105a und 105b um ihre
Wellen den dritten Kegeltrieb 108 und gleichzeitig den
zweiten Propeller 102 rotieren, mit einer Winkelgeschwindigkeit,
die genauso hoch ist wie die Winkelgeschwindigkeit des ersten Kegeltriebs 104, aber
entgegengesetzten Zeichens. Wenn andererseits die Wellen 106a und 106b imstande
sind, sich frei um die Antriebswelle zu bewegen, in der Ebene, die
rechtwinklig zur Antriebswelle liegt, aber der dritte Kegeltrieb 108 kann
aus irgendeinem Grund nicht rotieren, dreht die Rotation der Wellen 106a und 106b den
ersten Propeller 101 in derselben Richtung, in der die
Antriebswelle 103 rotiert. Wenn das System gemäss der 1 ins Wasser oder in ein
anderes Medium gesetzt wird und die Antriebswelle 103 rotiert,
liegt die Leistung des Systems irgendwo zwischen den zwei genannten
Extremwerten: zufolge des Stroms des Mediums und der durch die Bewegung
hervorgerufenen Widerstandskräfte,
drehen sich die Propeller 101 und 102 in entgegengesetzten Richtungen
mit solchen Winkelgeschwindigkeiten, deren gegenseitiges Verhältnis von
den Propellerformen und den auf die besagten Propeller sich richtenden
momentanen Widerstandskräften
definiert wird.
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1 zeigt
zwei zweite Kegeltriebe 105a und 105b. Die Erfindung
beschränkt
jedoch nicht die Zahl dieser Zahnräder; folglich kann man ein
oder so viele Zahnräder
haben, wie man um die ersten und dritten Kegeltriebe herum anordnen
kann. Eine natürliche
Alternative zur Befestigung der Wellen 106a und 106b der
zweiten Kegeltriebe mit Hilfe von Lagern in den Einhöhlungen 107a und 107b,
die in dem ersten Propeller 101 angeordnet sind, ist, dass
Lager zwischen jedem zweiten Kegeltrieb und der entsprechenden Welle
angeordnet werden und die Wellen fest an den ersten Propeller befestigt
werden.
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2 ist
ein schematischer Querschnitt einer bevorzugten Ausführung 200 der
Erfindung, welche Ausführung
in einer Weise ein Spiegelbild der Ausführung der 1 ist. Bei 2 wird
die Antriebswelle 203, in Bezug auf die abgebildete Position,
am linken Ende der Antriebswelle gedreht, und der Stützkonus 210 und
die Verriegelungsmutter 211, die die Propeller sicher an
ihrem Platz halten, sind am rechten Ende der Antriebswelle angeordnet.
Der erste Kegeltrieb 204 ist so angeordnet, dass sich seine
konische verzahnte Fläche
nach dem inneren Ende der Antriebswelle 203 hin verjüngt. Funktionsmässig entspricht
die Ausführung
der 2 der der 1, und im Licht der oben
aufgeführten
Beschreibung kann die Funktionsweise der 2 leicht verstanden werden.
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3 ist
ein schematischer Querschnitt der Ausführung 400 der Erfindung,
wo die Zahnradzusammenstellung, die aus den Kegeltrieben 404, 405a und 405b und 408 besteht,
nicht innerhalb der Propeller, sondern in einem Getriebegehäuse 420 angeordnet
ist, das auch andere mit der Kraftübertragung verbundene Teile
und sogar den ganzen Motor umfassen kann, der die Antriebswelle 403 rotiert.
Die Wellen 406a und 406b der zweiten Kegeltriebe 405a und 405b sind
mit Lagern in die Einhöhlungen 407a und 407b befestigt;
diese Einhöhlungen
sind in der Propellerwelle 421 angeordnet, so dass die
Wellen 406a und 406b die Rotationsbewegung zu
dem ersten Propeller 401 mittels der rohrförmigen Propellerwelle 421 übertragen.
In übrigen
Beziehungen funktioniert das System in dieser Ausführung ähnlich wie bei 1.
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4 zeigt
eine Modifikation 600 der Erfindung. Sie umfasst eine Gesamtzahl
von vier Propellern 601, 602, 603 und 604.
Von dem am Ende der Antriebswelle 605 angeordneten Kegeltrieb 606 wird die
Kraft zu dem ersten und zweiten Propeller 601 und 602 ähnlich wie
in der Ausführung
der 1 übertragen.
An der Antriebswelle ist auch ein vierter Kegeltrieb 607 befestigt,
der die Kraft zu dem dritten und vierten Propeller 603 und 604 überträgt. Im Prinzip
beschränkt
die Erfindung nicht die Zahl der Propeller, die nacheinander in
der vorgeführten
Weise installiert werden können,
aber die von den Kegeltrieben hervorgerufenen Bewegungswiderstände werden
schliesslich zu einem begrenzenden Faktor. Die Ausführung dieser
Art eignet sich z. B. bei einer Axialpumpe, wo die Propeller 601–604 innerhalb
einer zylindrischen Kammer angeordnet sind, so dass sie das in dem
Zylinder befindliche Wasser oder ein anderes Medium nach dem anderen
Ende des besagten Zylinders hin stossen.
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5 weist
eine weitere bevorzugte Ausführung
der Erfindung in einem partiellen Ausschnittdiagramm auf. In der
Ausführung
der 5 sind das erste
Zahnrad 701, das an der Antriebswelle 702 befestigt
ist, und die zweiten Zahnräder 703a und 703b, die
funktionell mit dem ersten Zahnrad 701 eingreifen, der
Form nach nicht konisch, sondern zylindrisch, und ihre zylindrischen
Aussenflächen
sind verzahnt. Das dritte Zahnrad 704 ist ein zylindrisches Zahnrad
mit Innenverzahnung, und hat somit eine innenseitig verzahnte zylindrische
Fläche,
die funktionell mit den zweiten Zahnrädern 703a und 703b eingreifen;
generell hat das dritte Zahnrad 704 die Form einer "Schale" und umfasst die
zweiten und ersten Zahnräder
und hat ein Loch im Boden, so dass die Antriebswelle 702 durch
den Boden hindurch laufen kann. Die verzahnte Fläche des dritten Zahnrads 704 ist
die Innenfläche
der "Schalenwände". In Hinsicht auf
einfachere Herstellung kann es besser sein, ein einfaches ringförmiges Zahnrad
mit Innenverzahnung als drittes Zahnrad anzuordnen. Die Wellen 705a und 705b der
zweiten Zahnräder 703a und 703b sind
parallel zu der Antriebswelle, wobei ihre anderen Enden mit Lagern
in den Einhöhlungen 706a und 706b im
ersten Propeller 707 befestigt sind. Die Wellen 705a und 705b der
zweiten Zahnräder
können
wiederum am besten fest an dem ersten Propeller befestigt sein,
wenn Lager zwischen jedem zweiten Zahnrad und der entsprechenden
Welle angeordnet sind. Das dritte Zahnrad 704 ist am besten
fest an den zweiten Propeller 708 angebunden.
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Die Funktion der Ausführung der 5 ist analog zu der Funktion
der oben beschriebenen Ausführungen.
Das erste Zahnrad 701 dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 702 und
hat die Tendenz, die zweiten Zahnräder 703a und 703b je
um ihre entsprechende Welle zu drehen. Falls sich das dritte Zahnrad 704 aus
irgendeinem Grund nicht drehen könnte,
könnten
die zweiten Zahnräder 703a und 703b zwischen
dem rotierenden ersten Zahnrad 701 auf ihrer Innenseite
und dem stationären
dritten Zahnrad 704 auf ihrer Aussenseite rollen, mit dem
Ergebnis, dass die Wellen 705a und 705b um die
Antriebswelle 701 herum revolvieren würden wie die Patronen im Zylinder
eines Revolvers. Weil die Wellen 705a und 705b an
dem ersten Propeller 707 befestigt sind, ist die Drehbewegung
der Wellen
705a und 705b gleichgerichtet mit der
Rotation des ersten Propellers. Sollte, andererseits, die Rotation
des ersten Propellers 707 verhindert sein, während sich
das dritte Zahnrad 704 frei drehen kann, würde die
Drehbewegung der Antriebswelle 701 nur die zweiten Zahnräder 703a und 703b um
ihre entsprechenden Wellen 705a und 705b drehen.
Dies würde
wiederum bewirken, dass sich das dritte Zahnrad 704 (und
der zweite Propeller 708 zusammen mit ihm) in der entgegengesetzten
Richtung zu der der Antriebswellenrotation drehen würde. In
einer realen Situation, wobei die Zusammensetzung gemäss der 5 im Wasser oder in einem
anderen flüssigen
Medium versenkt ist, und ein Motor oder ein anderer Bewegungsmechanismus die
Antriebswelle 701 rotiert, haben der Strom des Mediums
und die damit verbundenen Bewegungswiderstandskräfte zur Folge, dass sich die
Propeller 707 und 708 mit einer Geschwindigkeit
drehen, die gemäss
dem oben erläuterten
Extremwert zwischen Null und maximaler Rotationsgeschwindigkeit
liegt.
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Für
eine Person, die sich auf diesem Gebiet auskennt, ist es selbstverständlich,
dass man irgendwelche Lager und/oder irgendein Schmiermittel zwischen
all den gegeneinander gleitenden Teilen braucht, und dass man die
Versickerung des Wassers oder eines anderen Mediums zu den Zahnrädern und
Lagern durch eine geeignete Dichtung verhindern muss. Jedoch repräsentieren
Lager, Schmieren und Dichten allgemein bekannte Technologien, und
sie sind nicht von Bedeutung für
die kennzeichnenden neuartigen Erscheinungen der gegenwärtigen Erfindung,
weshalb sie hier, zum Vorteil der graphischen und textualen Klarheit,
bei den 1–5 und den dazu gehörigen Beschreibungen
ausgelassen sind. Gleichfalls haben wir in den obigen Spezifikationen
keine besonderen Anforderugen an die gegenseitigen Verhältnisse
der Radien von Zahn- oder Friktionsrädern gestellt. Solche Zahnrad-
oder Friktonsradgrössen,
die vorteilhaft sind sowohl funktionell als auch was die Herstellungstechnik
betrifft, können
auf dem Versuchswege herausgefunden werden. Die Erfindung verlangt
keinen bestimmten Propellerdurchmesser oder eine bestimmte Form
oder Zahl von Schraubenblättern,
sondern auch diese strukturellen Parameter können durch Probieren richtig
eingestellt werden, indem man die Leistung des verwendeten Motors
zur gegebenen Zeit, die Grösse
und die erwünschte
Geschwindigkeit des in Frage stehenden Fahrzeugs sowie weitere relevante
Faktoren berücksichtigt.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführung erfindungsgemäss ist eine
solche, bei der mindestens einer der Propeller verstellbar ist.
Es gibt viele bekannte Lösungen,
einen verstellbaren Propeller herzustellen; meistens findet man
diese in Verbindung mit Flugzeugmotoren, wobei der einstellbare
Parameter der Blattwinkel ist. Die Verstellung des Propellers kann
auf der Basis von Mechanik, Pneumatik, Hydraulik, Elektronik oder
deren Kombination erfolgen. Eine bevorzugte und einfache Konstruktion
umfasst einen toroidalen, nichtrotierenden Teil, der um die Antriebswelle
beweglich in deren Längsrichtung angeordnet
ist. Ein Rollenlager vermittelt die lineare Bewegung des toroidalen
Teils zu dem entsprechenden Teil der Propellernabe, wo eine Anordnung
von Hebeln die lineare Bewegung in eine synchronisierte Rotationsbewegung
der Propellerblätter
um ihre entsprechenden Längsachsen
verwandelt. Einen solchen einstellbaren Propeller kann man leicht
in die erfindungsmässige
Konstruktion einbauen; dann hat der Verwender eine grosse Freiheit,
dynamisch die Parameter des Propellersystems zu wählen.
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6 zeigt,
wie die Erfindung bei einer Azimutantriebseinrichtung 500 angewandt
wird. Die Vorrichtung ist am Boden eines Schiffes befestigt und dreht
sich um eine Pivotwelle 501. Das Gehäuse 502 der Azimutantriebseinrichtung
kann einen Elektromotor umfassen, der die Antriebswelle rotiert,
von der die Bewegung erfindungsgemäss zu dem Differentialmultipropellersystem übertragen
wird, und das besagte System umfasst in dieser Ausführung die
Propeller 503 und 504. Weil das System erfindungsgemäss ein integriertes
Reduktionsgetriebe enthält,
rotieren die beiden Propeller 503 und 504 annäherungsweise
mit einer Geschwindigkeit, deren absoluter Wert die Hälfte der
Drehgeschwindigkeit des Rotors des Elektromotors beträgt. Generell
kann der Elektromotor so konstruiert sein, dass je höher seine Rotationsgeschwindigkeit
im Normalbetrieb ist, desto kleiner sein Durchmesser. Folglich kann,
gemäss
der Erfindung, das Gehäuse 502 der
Azimutantriebseinrichtung kleiner in seiner Querschnittsfläche gemacht werden
als bei den früheren
bekannten Anordnungen, bei denen die Rotationsbewegung von dem Elektromotor
zum Propeller ohne Reduktionsgetriebe übertragen wird. Eine geringe
Querschnittsfläche
bedeutet einen niedrigen Strömungswiderstand,
und das bedeutet auch, dass das Gehäuse der Antriebseinrichtung
ein geringeres Hindernis für
das zu den Propellern strömende
Wasser ist, wodurch das Leistungsvermögen der Propeller erhöht wird.
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Die Erfindung kann vorteilhaft auch
bei Wasserstrahlantriebseinrichtungen angewandt werden, wobei das
Wasser durch ein im Schiffsboden befindliches Saugloch oder – löcher in
einen Strömungskanal
gesogen wird, der eine Propelleranordnung umfasst, die das Wasser
mit grosser Kraft durch eine Blasöffnung oder -öffnungen
im Heck des Schiffes hinausstösst.
Der Vorteil, den die Erfindung bringt, besteht darin, dass der Anteil
des Motors und/oder des Getriebes in dem Querflächenraum des Strömungskanals
geringer ist als bei früheren
Anordnungen, die das Multipropellersystem anwenden, als auch die Tatsache,
dass die erfindungsmässige
Struktur äusserst
solid ist. Eine andere Anwendung der Erfindung, wo das integrierte
Getriebe- und Propellersystem sehr vorteilhaft in ein Rohr montiert
werden könnte,
wäre eine
Turbine eines Wasserkraftwerks, das entweder unter den Verhältnissen
eines Flusskraftwerks arbeitet, wobei das Wasser in nur einer Richtung
fliesst, oder unter den Verhältnissen
eines Ebbe- und Flutkraftwerks, wo das Wasser hin- und herströmt. Bei
Turbinenanwendungen bringt natürlich das
Strömen
des umgebenden Mediums die Propeller in Bewegung, und nicht umgekehrt
wie bei Antriebsanwendungen, und das erfindungseigene integrierte
Getriebe fungiert als Steigerungsgetriebe, das der Turbinenwelle
eine höhere
Winkelgeschwindigkeit gibt als bei bisher bekannten Multipropellerlösungen.
Das Argument von geringerem Querflächenraum des Strömungskanals,
den das Getriebe einnimmt, gilt auch hier.
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Die Erfindung beschränkt nicht
die Methoden, mit deren Hilfe die Antriebswelle, die das Multipropellersystem
rotiert, bei Antriebsanordnungen zur Rotation gebracht wird. Deshalb
kann die Erfindung bei Antriebseinrichtungen, die von Verbrennungsmotoren
und Elektromotoren betrieben werden, sowie bei hydraulischen Antriebseinrichtungen
angewandt werden. Die Einfachheit der Erfindung sichert, dass sich
die Antriebswelle durch die Propeller hindurch erstreckt, was die
Struktur sehr fest macht. Im Prinzip kann die Erfindung auch bei
Zusammensetzungen angewandt werden, wo die z. B. von Wasserstrom oder
Luftstrom bewirkte Rotation der Propeller die Antriebswelle rotiert,
und nicht umgekehrt. Dann kann z. B. ein elektrischer Generator
an die Antriebswelle angeschlossen werden. Wellen im allgemeinen sollten
bei diesem Patentantrag in ihrem weitesten Sinn verstanden werden.
Die Welle eines Zahnrads ist z. B. der Teil, der eine mechanische
Stütze
gibt, und ist im wesentlichen stationär hinsichtlich der Rotationsbewegung
des Zahnrads, ungeachtet der Konstruktion und der mechanischen Details
der Teile. Die Erfindung verlangt nicht, dass die ersten und zweiten Propeller
in unmittelbarer Sukzession gesetzt werden müssten.