DE704008C - Schaufelrad - Google Patents

Schaufelrad

Info

Publication number
DE704008C
DE704008C DE1937V0033652 DEV0033652D DE704008C DE 704008 C DE704008 C DE 704008C DE 1937V0033652 DE1937V0033652 DE 1937V0033652 DE V0033652 D DEV0033652 D DE V0033652D DE 704008 C DE704008 C DE 704008C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wheel
blade
blades
axes
arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE1937V0033652
Other languages
English (en)
Inventor
Dr Hans Mueller
Ing Ernst Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JM Voith GmbH
Original Assignee
JM Voith GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JM Voith GmbH filed Critical JM Voith GmbH
Priority to DE1937V0033652 priority Critical patent/DE704008C/de
Priority to DK59598D priority patent/DK59598C/da
Priority to NL85384A priority patent/NL50123C/xx
Priority to FR830561D priority patent/FR830561A/fr
Priority to CH201824D priority patent/CH201824A/de
Priority to GB34174/37A priority patent/GB501467A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE704008C publication Critical patent/DE704008C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/02Propulsive elements directly acting on water of rotary type
    • B63H1/04Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction
    • B63H1/06Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades
    • B63H1/08Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment
    • B63H1/10Propulsive elements directly acting on water of rotary type with rotation axis substantially at right angles to propulsive direction with adjustable vanes or blades with cyclic adjustment of Voith Schneider type, i.e. with blades extending axially from a disc-shaped rotary body

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

Es sind Schaufelräder mit schwenkbaren Schaufeln bekannt, deren Drehachsen parallel oder annähernd parallel zur Drehachse des Rades gerichtet sind und die durch einen Führungsmechanismus in Schwingung versetzt werden, derart, daß die von den Drehachsen der Schaufeln in einem Winkel von 90 ° ausgehenden Radiusvektoren (im folgen-" gen Schaufel-Normalen genannt) einander in einem Punkt (Leitpunkt) schneiden, der innerhalb des von den Schaufeldrehachsen durchlaufenen Kreises liegt. Das Bewegungsgesetz der Schaufeln, das durch einen solchen Mechanismus erzwungen wird, ist in Fig. .1 schematisch dargestellt. Der Kreis, auf dem sich die Drehachsen der Schaufeln beim Drehen des Schaufelrades bewegen, ist mit K bezeichnet und der Leitpunkt mit IV. Mit S ist eine der Schaufeln bezeichnet, die mit ihrer Drehachse A den Kreis K im Sinne des Pfeiles P durchläuft, und die einzelnen Stellungen dieser Schaufeln werden durch die Zeiger 1 bis 8 angegeben. Das im Bewegungssinn vordere Ende der Schaufelnd" ist durch eine Pfeilspitze angedeutet. Die jeweilige Stellung der Schaufeln an den verschiedenen Punkten des Kreises K ist so erläutert, daß der von ihrer Drehachse ausgehende, senkrecht auf ihrer Fläche stehende Radiusvektor R stets durch den Punkt Ar hindurchgeht. Infolgedessen steht die Schaufel an den Endpunkten des Durchmessers D, auf dem der Leitpunkt N liegt, genau tangential, und in den Zwischenstellungen weicht sie von der tangentialen Richtung ab, und zwar derart, ■daß sie bei einer Umdrehung des Rades eine vollständige Schwingung relativ zur Tangentenrichtung ausführt. Durch diese Bewegung wird in dem Medium, das die Schaufeln umgibt, eine Strömung in der Richtung des Pfeiles V erzeugt, die senkrecht steht auf dem Durchmesser D, auf dem sich der Leitpunkt A" befindet. Wird das Schaufelrad z. B. als Schiffspropeller verwendet, wobei es mit lotrechter oder nahezu lotrechter Achse im Wasser läuft, so wird ein Vorschub erzeugt,
der der Strömungsgeschwindigkeit V entgegengesetzt gerichtet ist und durch den Pfeil T angedeutet ist. Das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit V zu der Umlaufgeschwindigkeit, mit der sich die Schaufelachse auf dem Kreis K bewegt, ist das Maß für die Steigung des Propellers. Bei Leerlauf, wenn also der Propeller nicht belastet ist, entspricht die Schaufelstellung an jedem Punkt des ό Kreises K der Richtung der Relativströmung des Mediums entlang der Schaufel. Wird der Propeller belastet, so vermindert sich die Fahrtgeschwindigkeit um den Slip, wodurch sich an der Schaufel ein Anströmwinkel er-'5 gibt und eine Auftriebskraft entsteht, deren eine Komponente in die Schubrichtung fällt. Die Größe dieser Komponente wächst mit dem Slip.
Der Leitpunkt JV kann entlang des Radao durchmesser D durch Verstellen des Führungsmechanismus verschoben werden, und zwar über den Radmittelpunkt 0 hinweg. Durch Ändern der Exzentrizität des Leitpunktes JV kann die Amplitude der Schaufela5 schwingung und die Steigung des Propellers geändert werden; bei Zusammenfallen des Leitpunktes mit dem Radmittelpunkt stehen alle Schaufeln tangential, so daß die Amplitude und die Steigung Null ist, und wird die Exzentrizität verkehrt, so verkehrt sich auch die Steigung des Propellers, so daß die Strömung des Mediums entgegengesetzt gerichtet wird. Der Leitpunkt Λτ kann aber auch bei jeder Exzentrizität um den Radmittelpunkt 0 gedreht werden, wodurch die Strömungsrichtung und damit auch der Vorschub geändert wird.
Bei dem hier geschilderten Bewegungsgesetz der Schaufeln ist aber nicht berücksichtigt worden, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums zu beiden Seiten des Durchmessers D verschieden ist. Im Sinne der Richtung V der Strömung ist die rechte Radhälfte als die vordere und die linke als die *5 hintere zu bezeichnen. (Im Sinne des Vorschubes T wäre die linke Radhälfte die vordere und die rechte die hintere, was aber hier unberücksichtigt bleiben soll.) Beim Propellerbetrieb wird die Strömung des Mediums durch die vordere (rechte) Radhälfte beschleunigt, so daß also die Strömungsgeschwindigkeit im Bereiche der hinteren (linken) Radhälfte größer ist. Soll also bei einem bestimmten Slip der Anströmwinkel an den Schaufeln in der vorderen Radhälfte gleich dem an der hinteren Radhälfte sein, so muß die Steigung der Schaufeln an der hinteren Radhälfte größer sein als an der vorderen. Dabei können die Steigungen der vorderen und der hinteren Go Radhälfte so gewählt werden, daß die Anströmwinkel in beiden Radhälften gleich oder zumindest annähernd gleich werden, wobei natürlich die quadratische Zunahme der Profilauftriebskräfte der verschiedenen Geschwindigkeiten wegen zu berücksichtigen ist. Damit wird aber auch erreicht, daß die Auftriebskraft an den Schaufeln beider Radhälften mehr oder minder gleich wird* Vorschläge in dieser Richtung, die durch Vermindern der Beaufschlagung der vorderen Radhälfte durch Verkleinern der Schaufelanstellwinkel und durch Vermehren der Beaufschlagung der hinteren Radhälfte durch Vergrößern der Schaufelanstellwinkel zum Zwecke der gleichmäßigeren Arbeitsverteilung auf beide Radhälften ein Verbessern erreichen wollen, haben bei gegebenen Betriebsgrößen zwangsläufig ein Vermindern des gesamten Arbeitsbetrages und damit ein Verschlechtern des erreichbaren Gesamtwirkungsgrades zur Folge.
Auf Grund dieser Erkenntnis muß nun gemäß der Erfindung \ron dem für jeden Betriebszustand an einer bestimmten Stelle befindlichen einheitlichen Leitpunkt N abgegangen werden, und es muß ein Führungsmechanismus angewendet werden, der, wie dies die Fig. 2 schematisch zeigt, so beschaffen ist, daß die Schaufel-Normalen der die vordere Radfläche durchlaufenden Schaufeln sich in einem Punkt/V1 schneiden, der dem Radmittelpunkt 0 näher liegt als der Leitpunkt Nt, in dem sich die Schaufel-Normalen der die hintere Radhälfte durchlaufenden Schaufeln treffen. Die beiden Punkte N1 und N2 liegen aber ebenso wie der Punkt N auf dem auf die Strömungsrichtung V senkrecht stehenden Raddurchmesser D. Auf der vorderen Radhälfte hat also der Leitpunkt JV1 die Führung der Schaufel-Normalen und damit auch der >oo Schaufeln, und in der hinteren Radhälfte geht die Führung der Schaufeln auf den Leitpunkt JV2 über.
Wird das Schaufelrad als Turbine verwendet, so liegen die Verhältnisse umgekehrt, weil dann das Wasser, das auf der vorderen Radhälfte Arbeit geleistet hat, mit verminderter Geschwindigkeit zur hinteren Radhälfte gelangt, so daß also dort die Steigung verkleinert werden muß, wenn der Anströmwinkel gleich oder nahezu gleich bleiben soll. Wird das Schaufelrad als Pumpe verwendet, so liegen die Verhältnisse ähnlich wie beim Propellerbetrieb.
Bei dem bekannten Bewegungsgesetz der Schaufeln, wie es an Hand der Fig. 1 besprochen worden ist, ergibt sich, insbesondere wenn man durch Einstellen des Leitpunktes JV in größeren Abständen von dem Radmiftelpunkt 0 eine größere Steigung erreichen will, iao der Übelstand, daß in den Quadrantenbereich des Schaufelkreises iC, der auf der Seite der
Exzentrizität des Leitpunktes N liegt, jede dort durchlaufende Schaufel eine Bewegung ausführen muß, die sowohl vom hydraulischen als auch vom mechanischen Standpunkt aus höchst ungünstig ist. Wie die Fig. ι erkennen läßt, muß die Schaufel, die aus der Stellung S7 über die Stellung S8 in die Stellung S1 gelangen soll, auf einen verhältnismäßig kurzen Weg um ungefähr i8o° geschwenkt werden, ίο Dies hat aber sowohl vom mechanischen als auch vom hydraulischen Standpunkt at\s schwerwiegende Nachteile.
Der Auftrieb eines Tragflügels, und die
Schaufeln des in Rede stehenden Schaufelrades sind als Tragflügel zu betrachten, ist proportional dem Anströmwinkel und der Strömungsgeschwindigkeit. Übersteigt der Unterdruck bei großem Auftriebsbeiwert ein zulässiges Maß, so treten Ablösungserscheinungen und Kavitationen ein.
Anströmwinkel und Strömungsgeschwindigkeit müssen daher auch bei dem Schaufelrad innerhalb gewisser .Grenzen gehalten werden.
Nun sind aber die hy dr aulischenVerhältnisse infolge der Eigenart der Schaufelbewegung, wie sie an Hand der Fig. 1 geschildert worden ist, an verschiedenen Stellen des Kreises K verschieden, und insbesondere besteht ein wesentlicher Unterschied der Verhältnisse im Bereiche des Quadranten E-F gemäß Fig. 3 gegenüber den Verhältnissen auf den beiden Quadranten F-G und H-E. Diese Quadranten sind durch die Raddurchmesser D1 und D2 begrenzt, die aufeinander senkrecht stehen, und gegenüber dem Durchmesser D, auf dem sich der Leitpunkt N befindet, nach beiden Seiten um 45 ° versetzt. Es sei aber ausdrücklich betont, daß diese Quadrantengrenzen nicht als scharfe Begrenzungen anzusehen sind; es sollen hier vielmehr nur quadrantenartige Bereiche angedeutet werden. Von den Verhältnissen in dem Quadrantenbereich E-F sind auch die Verhältnisse auf dem Quadrantenbereich G-H wesentlich verschieden; doch genügt es, wenn die Schaufeln in dem Quadrantenbereich G-H sich der Relativströmung anschmiegen.
Wodurch die Verhältnisse in den genannten Quadrantenbereichen verschieden sind, zeigen die verschiedenen Schaufelstellungen der Fig. i.
Arbeiten die Schaufeln bei der in Fig. 1
veranschaulichten Schaufelbewegung, wobei also bei einem bestimmten Betriebszustand ein einheitlicher und an einer bestimmten Stelle stehender Leitpunkt N maßgebend ist, in den Quadranten F-G und H-E (hinterer und vorderer Quadrant) mit noch zulässigen Winkelwerten und hohem Slip, so werden die zulässigen Wirikelwerte im Quadranten E-F, wo die Schaufeln, wie bereits erwähnt, ein sehr rasches Schwenken vollführen, überschritten. Will man im Quadranten E-F zulässige Winkelwerte erhalten, so muß man in diesem Quadranten die Steigung verkleinern. Es muß also der Leitpunkt, der gemäß Fig. 3 für einen gewissen Betriebszustand bei N eingestellt ist, für die den Quadranten E-F durchlaufenden Schaufeln dem Radmittelpunkt 0 genähert, also z. B. nach AF3 verlegt werden. Dies kann in einem solchen Maß gesc£«i.e.TY, daß selbst bei großer Steigung der Schaufeln,. die die Quadranten F-G und H-E durchlaufen, die Anströmwinkel für die den Quadranten E-F durchlaufenden Schaufeln innerhalb zulässiger Grenzen verbleiben. Es ist daher möglich, bei schneller Fahrt zum Ermäßigen der Umfangsgeschwindigkeit der Schaufeln die Steigung in dem vorderen und hinteren Quadranten zu vergrößern. Dies kann so weit gehen, daß der Leitpunkt N für die den vorderen und'hinteren Quadranten durchlaufenden Schaufeln auf dem Durchmesser D von dem Radmittelpunkt O so weit abrückt, daß er entweder in der Kreislinie K oder außerhalb dieser au liegen kommt.
Je näher der Leitpunkt N3 an den Radmittelpunkt 0 herangerückt wird, desto kleiner wird die Steigung der den Quadranten E-F durchlaufenden Schaufeln, und wird eine gewisse Grenze des Annäherns des Punktes 2V3 an den Radmittelpunkt überschritten, so wirken die den Quadranten E-F durchlaufenden Schaufeln als Turbinenschaufeln, indem sie von der Wasserströmung, die durch die den vorderen und hinteren Quadranten durchlaufenden Schaufeln erzeugt wird, angetrieben werden. Dies kann in solchen Fällen sogar erwünscht sein, da ja auch schon vorgeschla- >oo gen worden ist, bei Schraubenpropellern die Steigung der Flügel gegen die Nabe hin derart zu verkleinern, daß sie im Bereiche. der Nabe als Turfoinenschaufeln arbeiten.
Es wurde also hier gezeigt, daß es aus zwei «05 Gründen vorteilhaft ist, von dem bekannten Schaufelbewegungsgesetz (vgl. auch Fig. 1) abzugehen, also von dem Gesetz, das dadurch erläutert ist, daß die Schaufel-Normalen bei jedem Betriebszustand durch einen bestimmten Leitpunkt hindurchgehen; durch Verändern der Stellung dieses Leitpunktes wird der Betriebszustand (Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsrichtung) geändert.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll aber der Leitpunkt für verschiedene Teile des von den Schaufeln durchlaufenen Weges eine andere Stellung einnehmen, und zwar einmal, um die Steigung an der vorderen und an der hinteren Radhälfte verschieden groß zu machen, und das andere Mal, um die Steigung in dem vorderen und hinteren Quadranten größer
halten zu können als in dem Quadranten, der auf seiten der Exzentrizität des Leitpunktes gelegen ist. Da der Leitpunkt aus den angegebenen Gründen bei jeder ganzen Umdrehung einer Schaufel seinen Ort wechseln soll, so ist es eigentlich nicht mehr richtig, überhaupt von einem Leitpunkt zu sprechen, und es empfiehlt sich daher, von dem Schnittpunkt der Schaufel-Normalen mit jenem Raddurchto messer zu sprechen, der senkrecht zur Strömungsrichtung liegt. Dieser Schnittpunkt wird also für jeden Betriebszustand innerhalb gewisser Grenzen für jede Schaufel hin und her springen oder auch hin und her wandern, und zwar im Sinne der Fig. 2 z. B. zwischen den Stellen N1 und .V2 und im Sinne der Fig. 3 z. B. zwischen den Stellen Λ' und N3. Dabei haben aber diese Punkte in den Fig. 2 und 3 \'erschiedene Bedeutung, weil sie sich ja auf ao die Schaufel-Normalen von Schaufeln beziehen, die sich im Sinne der Fig. 2 an anderen Stellen des Umkreises befinden als im Sinne der Fig. 3. Für den Propellerbetrieb ist N1 der Normalenschnittpunkt für die die vordere Radhälfte durchlaufenden Schaufeln und N2 der Normalenschnittpunkt für die die hintere Radhälfte durchlaufenden Schaufeln. Gemäß Fig. 3 ist N der Normalenschnittpunkt für die den vorderen und hinteren Quadranten durehlaufenden Schaufeln und N3 der Normalenschnittpunkt für den auf seiten der Exzentrizität der Schnittpunkte liegenden Quadranten. Dabei ist es durchaus nicht notwendig, daß die Punkte N, N1, N2 und N3 für ganze mehr oder weniger große Bereiche des Schaufelkreislaufes an Ort und Stelle verbleiten; die Normalenschnittpunkte können vielmehr auch von Punkt zu Punkt des Schaufelkreislaufes ihre Stellung verändern, allerdings unter Einhalten der hier ausgesprochenen Grundsätze. Die Normalenschnittpunkte werden daher im Sinne der Fig. 2 und 3 sich innerhalb gewisser Grenzen während jedes Schaufelumlaufes verstellen, für jede Schaufel des Schaufelrades aber selbstverständlich angenähert in gleicher Art und in gleichem Maße.
Nun empfiehlt es sich aber, die beiden Bewegungsgesetze, die durch die Fig. 2 und 3 veranschaulicht sind, an einem und dem gleichen Schaufelrad gleichzeitig wirksam werden zu lassen, also die beiden Gesetzmäßigkeiten einander gewissermaßen zu überlagern. Es soll also beim Propellerbetrieb die Steigung auf der vorderen Radhälfte kleiner sein als auf der hinteren (Fig. 2); dabei muß gleichzeitig aber die Steigung in dem auf seiten der Exzentrizität der Normalenschnittpunkte liegenden Quadranten kleiner sein als die Steigungen im vorderen und hinteren Quadranten (Fig. 3).
Das Zusammenwirken der beiden Bewegungsgesetze wird durch die Fig. 4 veranschaulicht. Dabei sind für einen bestimmten Betriebszustand auf dem Durchmesser D vier Schnittpunkte von Schaufel-Normalen angedeutet und die zur vorderen Radhälfte gehörigen mit N1 und die zur hinteren Radhälfte gehörigen mit iV2 bezeichnet. Die beiden Schnittpunkte, die zu dem oberen Quadranten (also dem auf seiten der Exzentrizität aller Schnittpunkte gelegenen) gehören, haben aber überdies noch den Index 3 erhalten, so daß also diese beiden Schnittpunkte mit N1 3 und 2V2 3 bezeichnet sind.
Damit ist erreicht, daß allen Forderungen, wie sie sich auf Grund der hier besprochenen Erkenntnisse ergeben haben, im vollsten Maße Rechnung getragen wird.
Anstatt eines Leitpunktes für einen gewissen Betriebszustand gibt es nun Bereiche von Normalenschnittpunkten, innerhalb deren die Schnittpunkte sich während des Schaufelumlaufes für einen bestimmten Betriebszustand bewegen, und zwar entweder sprungweise oder allmählich; diese Bereiche können aber ebenso wie früher der einheitliche Leitpunkt sowohl diametral als auch im Kreise verstellt werden, wenn der Betriebszustand geändert werden soll.
All dies gilt sinngemäß auch für jede andere Anwendungsart eines solchen Schaufelrades, also auch für eine derartige Schaufelradpumpe oder Schaufelradturbine.
In baulicher Beziehung kann ein Führungsmechanismus, der die hier besprochenen Bewegungsgesetze einzeln oder vereint verwirk-HcHt, in mannigfacher Weise ausgeführt werden. Ist die gewünschte Stellung einer Schaufel an jedem Punkt ihres Kreislaufes so ermittelt worden, wie es unter Berücksichtigen der hier mitgeteilten Erkenntnisse vom hydraulischen Standpunkt aus am günstigsten ist, so ist es nicht schwer, eine kinematische Einrichtung zu finden, die diese Schaufelstellungen zwangsläufig gewährleistet. Dies kann mit Hilfe von entsprechend gestalteten Führungen oder Lenkersystemen geschehen; es ist aber auch möglich, solche Schaufelbewegungen mit Hilfe von entsprechenden Steuerungsvorrichtungen auf hydraulischem oder elektrischem Wege zu erzwingen.
Die Fig. 5 zeigt als Beispiel eine Ausführungsform eines Lenkermechanismus, der zum Verwirklichen des zusammenwirkenden Bewegungsgesetzes geeignet ist.
Die Achse 1 jeder Schaufel 2 trägt einen Arm 3, der durch einen Lenker 4 mit dem Arm 5 eines Winkelhebels verbunden ist, dessen Drehpunkt 6 an dem Radkörper ge- no lagert ist und dessen zweiter Arm 7 in einer Schlitzführung 8 geführt ist. Diese Schlitz-
führung 8 ist auf einem Ring 9 angeordnet und darauf um eine Achse drehbar gelagert, die parallel zur Drehachse 10 des Rades liegt. Der Ring 9 kann gegenüber dem Rad in radialer Richtung verschoben werden, und überdies kann sein Mittelpunkt 11 auch um den Radmittelpunkt 10 gedreht werden. Durch verschiedenes Einstellen des Mittelpunktes 11 des Ringes 9 im Verhältnis zum Radmittelpunkt 10 kann der Betriebszustand des Schaufelrades geändert werden.
Beim Drehen des Rades, muß aber der Ring 9 dazu veranlaßt werden, sich isochron mitzudrehen. Bei dieser isochronen Drehbewegung des Rades und des Ringes 9 verstellt sich, wie die Fig. 5 zeigt, der Lenkermechanismus jeder Schaufel so, daß die Schaufeln Bewegungen ausführen, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht sind. Die in Fig. 5 mit strichpunktierten Linien eingetragenen Schaufel-Normalen schneiden den Raddurchmesser D, wie man sieht, in verschiedenen Punkten, und zwar so, wie es dem in Fig. 4 veranschaulichten Bewegungsgesetz entspricht.
Ähnliche Führungsmeehanismen sind bereits bekanntgeworden. Von diesen bekannten Mechanismen unterscheidet sich der nach Fig. 5 aber durch eine besondere Wahl der Längenverhältnisse der Elemente zum Üfoertragen der Bewegung des exzentrischen Ringes 9 auf die Schaufeln 2. Der Arm 5 ist langer als der Arm 3, und die Länge des Lenkers 4 ist so gewählt, daß die Arme 3 und 5 in den meisten Stellungen gegen die Gelenkpunkte 1 und 6 hin konvergieren. Die Verschiedenheit der Länge der Arme 3 und 5 hat zur Folge, daß die Steigung der Schaufeln gegenüber einem ähnlichen Lenkermechanismus vergrößert wird, bei dem die Arme 3 und 5 gleich lang wären, und die erwähnte Konvergenz dieser beiden Arme bewirkt die besondere Verteilung der verschiedenen Steigungen, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist. Es handelt sich hier also darum, die abgeleitete Bewegung des Armes 3 und damit der Schaufel 2 gegenüber der führenden Bewegung des Armes 5 zu vergrößern und überdies noch die erforderlichen Ungleichförmigkeiten der Bewegungsübertragung hervorzurufen.
Das in Fig. S dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, daß es mit verhältnismäßig einfachen Mitteln möglich ist, die vorhin geschilderten Schaufelbewegungen zu verwirklichen, und daraus ergibt sich, daß auch Führungsmechanismen und Übertragungsmittel anderer Art zum Erzwingen solcher Schaufelbewegungen geeignet gemacht werden können.

Claims (5)

  1. Patentansprüche:
    i. Schaufelrad mit im Kreise angeordneten Schaufeln, die um parallel oder annähernd parallel zur Drehachse des Rades gelagerte Achsen drehbar sind und unter dem Einfluß eines Führungsmechanismus stehen, durch den sie gezwungen werden, während der Raddrehung um ihre Achsen Schwingungen auszuführen, und der zum Regeln von Strömungsrichtung und Intensität verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmechanismus so wirkt, daß bei einem Propeller oder einer Pumpe bei gleichbleibender Belastung der vorderen Radhälfte ein Vermehren der Belastung der hinteren Radhälfte erfolgt (wenn es sich um eine Turbine handelt, umgekehrt), wobei bei gegebener Drehzahl und Fahrgeschwindigkeit die Summe der Leistungen der vorderen und hinteren Radhälfte größer ist als bei Entlasten der vorderen und Belasten der hinteren Radhälfte.
  2. 2. Schaufelrad mit im Kreise angeordneten Schaufeln, die um parallel oder annähernd parallel zur Drehachse des Rades gelagerte Achsen drehbar sind und unter dem Einfluß eines Führungsmechanismus stehen, durch den sie gezwungen werden, während der Raddrehung um ihre Achsen Schwingungen auszuführen, und der zum Regeln von Strömungsrichtung und Intensität verstellbar ist, gegebenenfalls nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsmechanismus auf die Schaufeln so wirkt, daß die Schnittpunkte der Schaufel-Normalen mit dem senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums liegenden Raddurchmesser bei den Schaufeln, die jeweils den Quadrantenbereich jener Stelle des Kreisweges der Schaufelachsen durchlaufen, die sich auf der Seite der Exzentrizität dieser Schnittpunkte befindet, dem Radmittel näher gerückt werden als bei den Schaufeln, die den im Sinne der Strömung des Mediums vorderen und hinteren Ouadrantenbereich der Kreis-, bahn durchlaufen.
  3. 3. Schaufelrad mit im Kreise angeordneten Schaufeln, die um parallel oder annähernd parallel zur Drehachse des Rades gelagerte Achsen drehbar sind und unter dem Einfluß eines Führungsmechanismus stehen, durch den sie gezwungen werden, während der Raddrehung um ihre Achsen Schwingungen auszuführen, und der zum Regeln von Strömungsrichtung und Intensität verstellbar ist, gegebenenfalls nach den Ansprüchen 1 und 2, bei dem die Schaufelbewegung von exzentrisch verstellbaren Führungsorganen durch mechanische oder andere Mittel übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel so wirksam sind, daß die ab-
    geleiteten Flügelschwingungen in ihrer Amplitude größer sind als die Amplituden der ableitenden Bewegungen, wobei entsprechend den Schaufelstellungen die Amplituden an den verschiedenen Punkten des Schaufelkreises nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit ungleichförmig sind.
  4. 4. Schaufelrad nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittpunkte der Schaufel-Normalen jener Schaufeln, die den in der Strömungsrichtung vorderen [E-H) und hinteren (F-G) oder beide Quadrantenbereiche durchlaufen, über die Kreisbahn der Schaufelachsen hinaus verschoben werden.
  5. 5. Schaufelrad nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 3 mit einem Lenkmechanismus, bestehend aus einem exzentrisch verstellbaren, mit dem Rad isochron umlau- ao fenden Ring, auf dem für jede Schaufel eine Schlitzführung drehbar gelagert ist, in der ein Arm eines Winkelhebels geführt ist, dessen anderer Arm durch einen Lenker mit einem an der Schaufelachse be- «5 festigten Arm verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (3) der Schaufelachse (1) kürzer ist als der mit ihm verbundene Arm (5) des Winkelhebels und die Länge des Lenkers (4) so gewählt ist, daß die beiden Arme (3, 5) in der Richtung ihrer Drehpunkte (1. 6) hin konvergieren.
    Hierzu ι Blatt Zeichnungen
DE1937V0033652 1936-12-09 1937-03-12 Schaufelrad Expired DE704008C (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1937V0033652 DE704008C (de) 1936-12-09 1937-03-12 Schaufelrad
DK59598D DK59598C (da) 1936-12-09 1937-12-07 Skovlhjulspropel.
NL85384A NL50123C (nl) 1936-12-09 1937-12-07 Vaartuig met stuwschoepenrad met schommelbare schoepen.
FR830561D FR830561A (fr) 1936-12-09 1937-12-08 Roue à aubes
CH201824D CH201824A (de) 1936-12-09 1937-12-08 Schaufelrad.
GB34174/37A GB501467A (en) 1936-12-09 1937-12-09 Improvements in or relating to blade-wheel propellers

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE501467X 1936-12-09
DE1937V0033652 DE704008C (de) 1936-12-09 1937-03-12 Schaufelrad

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE704008C true DE704008C (de) 1941-03-21

Family

ID=6545762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1937V0033652 Expired DE704008C (de) 1936-12-09 1937-03-12 Schaufelrad

Country Status (6)

Country Link
CH (1) CH201824A (de)
DE (1) DE704008C (de)
DK (1) DK59598C (de)
FR (1) FR830561A (de)
GB (1) GB501467A (de)
NL (1) NL50123C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE757069C (de) * 1941-03-30 1953-02-02 J M Voith Fa Fluegelrad-Schiffspropeller
DE763080C (de) * 1938-01-19 1953-09-28 J M Voith Fa Fluegelradpropeller, insbesondere fuer Wasserfahrzeuge

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4886475A (en) * 1988-08-22 1989-12-12 Wang Cheng C Steering apparatus for an inflatable raft
US5462406A (en) * 1993-08-19 1995-10-31 Vitron Systems Inc. Cyclodial propulsion system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE763080C (de) * 1938-01-19 1953-09-28 J M Voith Fa Fluegelradpropeller, insbesondere fuer Wasserfahrzeuge
DE757069C (de) * 1941-03-30 1953-02-02 J M Voith Fa Fluegelrad-Schiffspropeller

Also Published As

Publication number Publication date
CH201824A (de) 1938-12-15
GB501467A (en) 1939-02-28
FR830561A (fr) 1938-08-03
DK59598C (da) 1942-03-23
NL50123C (nl) 1941-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2602380C3 (de) Drehvorrichtung, die durch ein in Bewegung befindliches Fluid wie z.B. Wasser oder Luft, angetrieben wird
AT401409B (de) Vorrichtung zur erzeugung mechanischer energie aus strömungen
DE2253560C2 (de) Kreiselheuwerbungsmaschine
DE1503256A1 (de) Motor mit stehender Welle und verdrehbaren Fluegeln,angetrieben durch eine Fluessigkeitsstroemung
DE704008C (de) Schaufelrad
DE742788C (de) Vertikalachsiges Schaufelrad
DE3442899C1 (de) Ruderantrieb
DE69415014T2 (de) Turbine zur rotation unter einfluss eines fliessenden mediums
DE453823C (de) Schaufelrad
DE613838C (de) Fluessigkeitsgetriebe nach Art der Foettinger-Leitradtransformatoren, bei dem jede Turbindenschaufel oder jede Leitradschaufel oder jede Schaufel beider Raeder in eine Grndschaufel und eine oder mehrere Vorschaufeln eingeteilt ist
AT399373B (de) Einrichtung zur umwandlung von wasser- oder windenergie
AT153685B (de) Schaufelradpropeller.
DE2701914A1 (de) Vorrichtung zur erzeugung einer schubkraft
DE2826180A1 (de) Windkraftmaschine mit vertikaler drehachse
DE2301622B2 (de) Elektrohydraulische Schiffsrudersteuereinrichtung
CH99846A (de) Regelungsvorrichtung für Kraftmaschinen.
AT404972B (de) Mit einer beschaufelung versehener rotor für strömungsmaschinen
DE2413199A1 (de) Propeller bzw. turbinenrad
DE474025C (de) Horizontales Wasserrad mit radial beweglichen Schaufeln
DE8317717U1 (de) Vorrichtung zum verstellen der steigung der fluegelblaetter eines propellers
DE3544881C2 (de)
DE518888C (de) Vorrichtung zum Regeln von Windraedern
DE860466C (de) Fluegelradpropeller mit relativ zum Radkoerper isochron rotierenden Fluegeln
DE8813208U1 (de) Windkraftbetriebene Stromerzeugungsvorrichtung
DE3490665C2 (de) Schiffsruderanlage