DE7020019U - Propeller - Google Patents

Description

DIPL.-CHEM. dr. HARALD STACH PATENTANWALT

2 HAMBURG 1 ■ GROSSE ALLEE 30 ■ TELEFON (0411) 24 45 23

HINWIISi Di··· Untiflog· (ieichreibung und Schutzonipr.) ill dia zuletzt eingereichte; sie weicht von der Wortfassung der ursprünglich «ingeraichten Unit ι logen ob Die rechtlich· Bedeutung der Abweichung ist nicht geprüft. Die ursprünglich eingereichten Unterlagen befinden sich in den Amlioklen. Si· kennen jederzeit ohne Nachweis eines rechtlichen Interesses gebührenfrei eingesehen werden. Auf Antrag werden hiervon auch Fotokopien oder Filmnegative zu den üblichen Preisen geliefert. O UM (ί.6ί) Deutsches Patentamt, Gebrauchimuslentelle

Aktenzeichen: Neuanmeldung

Anmelderin: Fa. Theodor Zeise, Hamburg

PROPELLER

Die Erfindung betrifft neuartige Propeller, insbesondere für Schiffe.

In den letzten Jahren sind mit der Entwicklung von Supertankern, großen Massengutfrachtern un d sehr schnellen Frachtschiffen (Container-Schiffen) die Abmessungen von Schiffsrropellern ausserordentlich angewachsen. Bei den modernen, aus Wirtschaftlichkeitsgründen meist mit nur einer Schraube ausgestatteten Großschiffen werden schon jetzt einerseits Propeller mit Durchmessern von 9,5 m und Gewichten von etwa 60 t und andererseits solche Propeller benötigt, die Flügelflächen von etwa 100 % der Propellerkreisfläche besitzen und infolge der Flügelgestalt in gewissen Bereichen der Flügel erhebliche Überschneidungen aufweisen. Hieraus ergeben sich zunehmende Schwierigkeiten sowohl hinsichtlich der hohen Guß- und Stück-Gewichte als auch bei der Bearbeitung der breiten, sich überschneidenden Flügelflächen. Weitere Probleme ergeben sich bei der Verladung, dem Transport und der Montage derart riesiger Propeller.

Es sind bereits sogenannte Aufsatzflügelpropeller bekannt, bei welchen die Nabe und die Flügel jeweils getrennt hergestellt und die mit Flanschen versehenen Flügel nachträglich an die Nabe angeschraubt werden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Abmessungen der Nabe, insbesondere bei Flügelzahlen grosser als vier, enorm anwachsen, wodurch der Wirkungsgrad des Propellers merklich beeinträchtigt wird.

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Es sind ferner sogenannte Tandem-Propeller bekannt, bei

welchen zwei jeweils für sich vollständig ausgebildete <j

Propeller hintereinander auf derselben Welle angeordnet -|

sind. Da die beiden Propeller dabei in verschiedenen Ebe- J

nen liegen, wird der hintere Propeller dürOu den Vürde- ·

ren Propeller beeinflußt. Hinter einem Schiff arbeitet j eine derartige Tandem-Anordnung in einem Strömungsfeld, j das sich mit dem Abstand vom Schiff nach Richtung und j Stärke ändert (Nachstromfeld). Dadurch entstehen Schwierigkeiten bei der Auslegung der beiden Propeller. Die ort- < liehen Unterschiede in der Zuströmung zu den beiden Pro- ! pellern bewirken vielfach, daß Tandem-Propelle gegenüber ι herkömmlichen, einstückigen Propellern eine unterschiedli- ! ehe Charakteristik besitzen und dadurch auf verschiedene i Belastungen und Betriebsbedingungen unterschiedlich reagieren. Durch die Lage der Flügel in zwei Ebenen ergibt

sich im Nachstrcmfeld eines Schiffes eine unterschiedliche j

Impulsstärke der vom Flügel auf das Schiff übertragenen j Kraftschwankungen, die die im Schiff erzeugten Vibrationen
ungünstig beeinflussen können.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, neuartige Propeller zu
schaffen, welche die bisherigen Schwierigkeiten weitgehend verringern oder ganz vermeiden, bei der Herstellung
und Bearbeitung geringere Einzelgewichte und günstigere
Bearbeitungsmöglichkeiten der Flügelflächen bieten und die
Verladung, den Transport und die Montage auf der Werft erleichtern.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Propeller, insbesondere für Schiffe, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere
auf der gleichen Welle angeordnete, mit jeweils mindestens
einem Flügel besetzten Naben, deren Flügel in einem äußeren
Flügelbereich die Form eines einheitlichen Propellers bilden.

Die erfindungsgemäßen Propeller besitzen vorzugsweise eine vordere und eine hintere Nabe, deren Flügelzahlen sich

um höchstens einen Flügel unterscheiden, wobei die Flügel möglichst abwechselnd auf der vorderen und der hinteren Nabe angeordnet sind. Die Flügel sollen zweckmäßig mit ihren Flügelspitzen in einer Ebene liegen und in den äußeren Flügelbereichen nach Form und radialer Steigungsverteilung im wesentlichen übereinstimmen. Je nach den Abmessungen können die mit der einen Nabe verbundenen Flügelwurzeln in den Bereich mindestens einer benachbarten Nabe hineinreichen.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform können die Naben in der- Anzahl urd in der Teilung der Flügel übereinstimmen und so zusammengefügt sein, daß jeweils die einander zugeordneten Flügel mindestens zweier Naben zusammengenommen die Form eines einheitlichen Flügels bilden, dessen Zylinderschnitte sich aus an den Trennfugen aneinandergrenzenden Zylinderschnitten der einander zugeordneten Flügel zusammensetzen. Bei dieser Anordnung können die aus einander zugeordneten Flügeln verschiedener Naben gebildeten, in ihrer Form einheitlichen Flügel in einem äußeren Flügelbereich in voneinander /axialer Richtung getrennte Teilflügel unterteilt sein, die sich nach Kontur, Anstellwinkel zur Stömung und Flügelspitzenradius unterscheiden können. Die einander zugeordneten Flügel können je nach den Anforderungen im Bereich ihrer Trennfugen verbunden, beispielsweise verschweißt sein.

Die Form und die radiale Steigungsverteilung der Flügel kann nach den Anforderungen zweckentspechend gewählt werden, wobei durch den Aufbau des Gesamtpropellers aus mehreren ineinandergefügten Teilpropellern auch solche Formen und Überschneidungen der Flügelflächen verwendet werden können, die bei herkömmlichen, einstückigen Propellern infolge der Bcarbeitungschwierigkeiten praktisch nicht benutzt werden können.

Die gemeinsame Ebene der Flügelspitzen kann symmetrisch oder unsymmetrisch zur Gesamtlänge der Naben liegen. Besonders

vorteilhaft 1st es, wenn die Naben aller Teilpropeller in einem gemeinsamen Arbeitsgang hergestellte Bohrungen besitzen. Die Naben der Teilpropeller können ferner nach ihrer Fertigstellung fest miteinander verbunden oder auf einem ge meinsamen Bauteil lösbar montiert werden. Die Verbindung der Naben kann durch Schraubenbolzen erfolgen, die insbesondere als Dehnschrauben ausgebildet sein können. In der Fuge zwischen benachbarten Naben kann eine Dichtung angeordnet sein.

Die erfindungsgemäßen Propeller ei leichtern nicht nur die Herstellung, den Transport und die Montage, sondern ersparen auch dabei Havarien Kosten und Zeit, beispielsweise wenn nur ein Teil des Propellers beschädigt ist, Wesentlich ist außerdem, daß man bei den erfindungsgemäßen Propellern durch Vergrößerung der Flügelflächen und durch eine Doppeldecker-Anordnung der äußeren Flächenbereiche Kavitationserscheinungen vermindern kann.

Die Erfindung wird hierin zur Vereinfachung im wesentlichen unter Bezugnahme auf Schiffspropeller erläutert., läßt sich jedoch in gleicher Weise auch auf andere Propeller, beispielsweise an Rührvorricbtungen anwenden.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Schiffspropeller mit vier Flügeln,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schiffspropellers gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine weitere Seitenansicht des Schiffspropellers gemäß Fig. 1 aus einer um 90° versetzten Richtung gesehen,

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen abgewandelten Schiffspropeller und

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Fig. 5 eine Seitenansicht des Schiffspropellers gemäß Fig. 4.

Der in den Fig. i bis 3 dargestellte Schiffspropeller besitzt eine vordere Nabe la und eine hintere Nabe IL, die dicht aneinanderstossend auf einer gemeinsamen Propellerwelle angeordnet werden. Jede der beiden Naben la und Ib trägt zwei einander diametral gegenüberliegende Flügel 2a bzw. 2b, wobei die Erzeugenden der auf der vorderen Nabe la sitzenden Flügel 2a nach hinten und die Erzeugenden der auf der hinteren Nabe Ib sitzenden Flügel 2b nach vorn ausgebeugt sind, so daß die äußeren Flügelbereiche 3a bzw. Jib in einer Propellerebene stehen und nach Form und radialer Steigungsverteilung im wesentlichen übereinstimmen. Die Wurzelprofile der Flügelwurzeln 5a und 5b sind in der aus Festigkeitsgründen erforderlichen Länge auf dem zugehörigen Nabentteil la bzw. Ib untergebracht, während die übrige, aus strömungstechnischen Gründen wünschenswerte Profillänge der Flügelwurzeln 5a und 5b über die Außenfläche der jeweils anderen Nabe Ib bzw la greift. Der in dieser Weise aus zwei Teilpropellern zusammengesetzte Schiffspropeller entspricht in den wirksamen Flügelbereichen Ja bzw. Jb nach Form und radialer Steigungsverteilung vollständig einem herkömmlichen einstückigen Propeller und weicht von dessen Form nur im Bereich der Flügelwurzeln 5a bzw. 5b ab, wobei die axiale Verschiebung der Wurzelprofile nur einen sehr geringen Einfluß auf das Gesamtverhalten des Propellers besitzt.

Der in Fig. 4 und 5 dargestellte Schiffspropeller besitzt ebenfalls eine vordere Nabe la und eine hintere Nabe Ib, deren jede jedoch vier, zueinander um jewäls rechte Winkel versetzt angeordnete Flügel 2a bzw. 2b trägt, wobei die Naben la und Ib so zusammengefügt sind, daß jevdls ein Flügel 2a der vorderen Nabe la und ein Flügel 2b der hinteren Nabe Ib zusammengenommen einen einheitlichen Flügel bilden, dessen Zylinderschnitte sich aus an den Trennfugen 7 aneinandergrenzenden Zy-

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Ι inderschnitten der beiden Flügel 2a und 2b zusammensetzen. Da die einzelnen Flügel jeweils unter einem Winkel zur Ebene der Flügelspitze verlaufen, durchsetzt die Trennfuge 7 jeden aus den einander zugeordneten Flügeln 2a und 2b gebildeten Gesamtflügel längs einer Fläche, deren Schnittkanten mit der in Fig. 4 verdeckten Flügelfläche gestrichelt dargestellt ist. Die in der Fig. 4 und 5 in einer Ebene liegende Trennfuge kann je nach den Anforderungen auch in einer kegeligen oder gewölbten Fläche liegen. Bei dem in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Propeller befinden sich die Flügelspitzen der Gesamtflügel jeweils an den an der hinteren Nabe angeordneten Flügeln 2b. Dies hängt jedoch lediglich von der im Einzelfall gewählten Lage der Trennfuge ab.

Die Teilpropeller können nach ihrer Fertigstellung entweder miteinander verbunden und dann gemeinsam auf die Propellerwelle aufgeschoben oder einzeln nacheinander auf die Welle aufgebracht und dort miteinander verbunden werden. Das Aufbringen der Propeller kann mittels eines in entsprechende Nuten der Propellerbohrungen und des Propellerwellenkonus eingelegten Keiles (Passfeder) oder vorzugsweise keillos, insbesondere durch Aufschrumpfen mittels Öldruckverband erfolgen. Um zu verhindern, daß Seewasser zwischen den einander zugewandten, ebenen oder beliebig geformter. Stirnflächen der Naben la und Ib bis zum Wellenkonus vordringt, wird vorteilhaft in die Fuge 6 eine Dichtung eingefügt.

In den Zeichnungen sind zur besseren Übersicht jeweils nur Propeller mit zwei Naben dargestellt. Erfindungsgemäß ist es jedoch in gleiche Weise möglich, Propeller aus drei oder mehr Naben mit jeweils an diesen angeordneten Flügeln zusammenzusetzen. Je nach den Anforderungen ist es auch möglich, die Fugen 6 zwischen den Naben und/oder die Trennfugen 7 zwischen den Flügeln durch Verschweissen zu schießen. Die erfindungsgemäßen Propeller sind auch bei kl ι Abmessungen insbesondere für solche Fälle geeignet, bei welchen bei vorgegebenem Durchmesser möglichst grosse Flügelflächen und Überschneidungen der Flügel erforderlich sind.

Claims (14)

DiPL.-CHEM. dr. HARALD STACH PATENTANWALT ·-- Mi,.»; S U RG 1 . GROSSE ALLEE 3O -TELEFON (0-411) 24 45 23 Aktenzeicheni Pavanmeldung Anmelderin; Fa- Theodor Zeise, Hamburg ■' "UTZANS PRt! C HE

1.) Propeller, insbesondere für Schiffe, gekennzeichnet durch zwei oder mehrere auf der gleichen Welle angeordnete, mit jeweils mindestens einem Flügel besetzte Naben (la,Ib), deren Flügel (2a,2b) in einem äußeren Flügelbereich (J>a, 3b) die Form eines einheitlich::- Propellers bilden.

2.) Propeller nach Anspruch 1, gekennzelehnet durch eine vordere Nabe (la) und eine hintere Nabe (Ib), deren Flügelzahlen sich um höchstens einen Flügel unterscheiden, wobei die Flügel (2a,2b) soweit nach der Flügelzahl möglichst abwechselnd auf der vorderen Nabe (la) und der hinteren Nabe (Ib) angeordnet sind.

j5.) Propeller nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2a,2b) jeweils mit ihren Flügelspitzen (4a,4b) in einer Ebene liegen und in den äußeren Flügelbereichen (j) ,Jh) nach Form und radialer Steigungsverteilung im wesentlichen übereinstimmen.

4.) Propeller nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelwurzeln (5a, 5b) der Flügel (2a,2b) in den Bereich mindestens einer benachbarten Nabe (la bzw. Ib) hineinreichen.

5.) Propeller nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Naben (la,Ib) in der Anzahl und der Teilung der Flügel (2a,2b) übereinstimmen und so zusammengefügt sind, daß jeweils einander zugeordnete Flügel (2a,2b) mindestens zweier Naben (la,Ib) zusammengenommen die Form eines einheitlichen Flügels bilden, dessen Zylinderschnitte sich aus an den Trennfugen (7) aneinandergrenzenden Zylinderschnitten der einander zugeordneten Flügel (2a,2b) zusammensetzen.

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6.) Propeller nach Anspruch 5, dadurch gekennzelchent, daß die aus einander zugeordneten Flügel (2a,2b) verschiedener Naben (la,Ib) gebildeten, in ihrer Form einheitlichen Flügel in einem äußeren Flügelbereich in voneinander in axialer Richtung getrennte Teilflügel unterteilt sind, die sich nach Kontur, Anstellwinkel zur Strömung und Flügels^itzenradius unterscheicen können.

>oeller nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, ι.-.« die einander zugeordneten Flügel (2a,2b) im Bereich ihrer Trennfugen (7) miteinander, vorzugsweise durch Verschweißen, verbunden sind.

8.) Propeller nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ebene der Flügelspitzen (4a,4b) unsymmetrisch zur Gesamtlänge der Naben (la,Ib) liegt.

Q^i .roe-, daß die Naben (la,Ib) in einem
hergestellte Bohrungen besitzen^^-—^"

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11.) Propeller nach Anspruch 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Naben (la,Ib) auf einem gemeinsamen Bauteil montiert sind.

12.) Propeller nach Anspruch 1 bis 9* dadurch gekennζe1ohnet, daß die Naben (la,Ib) lösbar, insbesondere durch Schraubenbolzen miteinander verbunden sind.

15.) Propeller nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verbindung der Nabenteile (la,Ib) dienenden Schrau benbolzen als Dehnschrauben ausgebildet sind.

14.) Propeller nach Anspruch 1 bis IjJ, dadurch gekenn ze 1 c hne t, daß in der Fuge (6) zwischen benachbarten Naben (la,Ib) eine Dichtung angeordnet ist.