DE846361C - Antriebseinrichtung mit einem mindestens zweifluegeligen Propeller, insbesondere fuer Schiffe - Google Patents

Description

• Antriebseinrichtung mit einem mindestens zweiflügeligen Propeller, insbesondere für Schiffe 1)ie l-rtiiiduirg betrifft eine Antriebseinrichtung besonders für Schiffe. Die bisher üblichen Propul-:ionsorgane \\-erden finit einem mechanischen Tor-:ionsantrie-b ausgeführt und haben mit den zahlreiclieii angekuppelten mechanischen Organen (Schrau-1>enwelle, Kupplung. Getriebe, Schwungrad, Pleuelstairge, Kurlxlivclle usw.) ein großes Trägheitsmoinent. Die Schraubc liwelle wird auf 'Drehung, zahlreiche Teile sind auf Verschleiß beansprucht. Der bekannte Antrieb kann Schiffsvibrationen hervorrufen. :Aiicli können während der Fahrt mit leerem Schiff die Schiffsschrauben über die Wasseroberfläche 'hervortreten und arbeiten mit einem schlechten Wirkungsgrad. Die Schiffe mit meclianisclicin Sc.liraubenantrieb benötigen meistens Sclilepperdienste, uni sich vom Liegeplatz abzusetzen, und benötigen große Drehkreise, was beim Manövrieren in engen Hafenbecken nachteilig ist. Auch muß die Schiffsmaschine zur Schraube ausgerichtet sein und beansprucht wertvollen Schiffsraum.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile weist die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung einen mindestens zweiflügeligen Propeller auf, dessen Flügel an der rückwärtigen Austrittskante mündende ausgesparte Kanäle enthalten, aus ,denen ein unter Druck stehendes Fluidum austritt, so daß .der Propeller durch die Reaktionswirkung des Fluidums angetrieben wird.
• Man könnte den Erfindungsgegenstand auch als Reaktionsturbinenschraube bezeichnen.
• Die als Turbinenkanäle ausgebildeten Kanäle lassen sich in entsprechend verstärkten Flügeln von Propellern üblidlier Form unterbringen, so daß ein guter Wirkungsgrad sowohl für den Antrieb als auch für .den Arbeitsteil des Propellers erreicht werden kann.
• Der aus den Kanälen austretende Strahl des Fluidutns bewirkt infolge Reaktionswirkung ein Drehen des Propellers entgegen der Strahlrichtung. Dabei besitzt dieser austretende -Antriebsstrahl einen Drall, der entgegengesetzt dem Drall des Propellerstrahls ist und den Strahl zur Beibehaltung einer axialen Richtung zwingt. Die sonst durch den Drall verlorene Energie kann dadurch für den Schiffsantrieb unter Verhinderung schädlicher Wirbelbildungen nutzbar gemacht werden, was eine Verbesserung des Wirkungsgrades bis zu 18% ergeben kann (»Hütte« Bd. VI, 26. Aufl., S. 94).
• Der Erfindungsgegenstand kann auch für andere Gebiete verwendet werden, z. B. als Niederdruckpumpe für grolle Fördermengen und geringe Förderhöhe oder als eine mit Preßluft betriebene Luftschraube, z. B. als Flugzeugpropeller, als Kühlventilator, wobei die von einem Kompressor herrührende Antriebspreßluft vorerst abgekühlt wird, so daß sie sich durch Expansion nach ihrem Turbinendurchlauf abkühlt und durch die Mischung mit der Fördermenge deren Abkühlung bewirkt, oder als Kleinreaktionsturbine mit axialem Lufteintritt, speziell für die Bearbeitung der Feinbohrungen von Einspritzdüsen zu Rohölmotoren mit höchsten Drehzahlen und vibrationsloser Spindel.
• Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch einen Teil der Antriebseinrichtung, Fig.2 eine Frontansicht eines Propellers mit zwei Flügeln, Fig. 3 eine Frontansicht mit teilweisem Schnitt eines Propellers mit drei Flügeln, Fig. 4 eine Ansicht mit teilweisem Schnitt eines Propellers in der Stellung für Rückwärtslauf, Fig. 5 eine Ansicht eines Propellers in der Stellung für Backbordwendung, Fig. 6 eine Ansicht eines Propellers in der Stellung für Vorwärtslauf, Fig. 7 eine Einrichtung mit zwei Propellern in der Stellung für Backbordwendung, Fig. 8 ein Detail aus Fig. 7, Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Antriebseinrichtung für Schiffsantrieb.
• Ein Propeller weist mindestens zwei Flügel i auf, welche um seine Nabe 2, welche an der Sch.lter 6 eines Stützlagers 5 anliegt, im gleichen Abstand angeordnet und gleichförmig ausgebildet sind, wie Fig. 2 und 3 zeigen. Die Flügel i sind als Hohlkörper ausgebildet und weisen zwei Leitkanäle 3 auf, deren Austrittsenden an den in der Drehrichtung nachfolgenden Flügelkanten liegen; die Kanäle vereinigen sich im Innern zu einem Leitkanal 3'. Die Leitkanäle 3, 3' sind als Turbinenlaufradkanäle ausgebildet, während die äußere Fläche der Flügel i als Propellerfläche ausgebildet ist. Die günstige Wölbung dieser Flächen wird .durch Versuche bestimmt, um einen guten Wirkungsgrad sowohl des Turbinen- als auch des Propelleraggregates zu erzielen. Als einziger mit denn Propeller fest verbundener Teil besteht eine auf die Kürze eines Stutzens reduzierte Hohlwelle 4 zwecks Führung des Propellers und axialer Zuführung des Turbinendruekwassers; die Welle 4 ist nicht viel länger als ein Lagerkörper 5, in welchem der Propeller frei von irgendwelchen weiteren, starr mit ihm verbundenen Rotationsmaschinen unabhängig zu drehen vermag. Die !hydraulische Einrichtung hat deshalb ein viel kleineres Trägheitsmoment als eine mechanische Einrichtung. Das eine Ende der Hohlwelle 4 ist fest in der Nabe 2 gelagert, das andere Ende weist ein Gewinde auf und liegt über einer Scheibe 8 an der Schulter 7 .des Stützlagers 5 an. Die Hohlwelle 4 wird mittels einerM-utterg undeinerGegenmutter9' im Lagerkörper 5 gehalten. Im Lagerkörper 5 sind mehrere ölnuten 1o angebracht. Das eine Ende dieses Lagers 5 weist ein Gewinde i r auf, mit dem eine gebogene Zuleitung 12 atn f.age@körper 5 angesclirauibt ist. Diese Zuleitung 12 :dient als Druckwasserzulauf zum Antrieb des Propellers. Der Querschnitt der Zuleitung 12 ist in der Nähe des Ge-Nvindes i i kreisförmig, geht dann in einen abgeplatteten Teil über, um in der Nähe ihres senkrechten Teiles wieder in einen kreisförinigen Teil überzugehen, wie Fig. i zeigt. Eine annähernd senkrechte Stütze 13 ist am oberen Teil des Lagers und an der Zuleitung 12 zwecks Versteifung des Ganzen angebracht. Der untere Teil des Lagerkörpers 5 weist eine Stütze 14 mit einem Dreh zapfen 15 auf, welcher in einem Teil des Schiffskörpers gelagert ist. Andere Ausführungs@heispiele können ohne diese Stütze 14 ausgeführt ,werden, wie Fig.4 bis 6 und 9 zeigen. Die Zuleitung 12, die in diesem Teil gerade ausgebildet ist, geht durch den Schiffskörper 16 und ist in diesem in einer Steuerwelle 1; gelagert, welche ihrerseits an zwei Stellen in Führungsbüchsen 18, 18' und in einer Stol>fbüdhse i9 drehbar und verschiebbar gelagert ist. Die Zuleitung 12 ist somit gegenüber einer Druckleitung 12' drehbar. Die Druckleitung 12' ist fest in der Stopfbüchse 19' gelagert und ist über der Stopfbüchse 19' gebogen und verläuft in Richtung einer Pumpe 20, wie Fig. 9 zeigt. Die Führungsbuchse 18 und die Stopfbüchse i9 sind -in der Schiffswandung gelagert, und die Führungsbüchse 18' und Stopfbüchse i9' sind durch irgendein bekanntes ?Mittel am Schiffskörper fest angeordnet. Das ganze Schiff wird mittels Drehung der Steuerwelle 17 und somit des Propellers gesteuert.0ibwo!hl der Drehsinn des Propellers infolge der Konstruktion seines innenliegenden Turbinenantriebes immer gleichsinnig ist, hat .dies für den Rückwärtslauf eines mit dieser Antriebseinrichtung versehenen Fahrzeuges ikeine weitere Bedeutung, da der Propeller uni den rollen Winkel von 36o° in der horizontalen Ebene geschwenkt werden kann. Der Propeller kann also ähnlich wie beim Voith-Schneider-Propeller die Rolle des Steuerruders übernehmen, ,und zwar nicht bloß eines passiven, auf einen beschränkten Wendebereich begrenzten und hei Rufelage des Fahrzeuges überhaupt unwirksamen, sondern eines aktiven Steuerruders, das fähig ist, schon aus der Ruhelage heraus dem Fahr- eigene Kraft unter Wegfall umständlicher Schieliperdienste abzusetzen vermag. Ebenso leicht kann sich das Fahrzeug um seine vertikale Achse drehen, ein Vorzug, der !beim Manövrieren in engen Hafenbecken sich besonders günstig auswirkt.
• Die Schiffsmaschine braucht nicht auf den Proheller ausgerichtet zu sein und wertvollen Schiffsraum in Anspruch zu nehmen, sondern kann in irgendeinem Raum zweiter Ordnung, z. F3. ar_f l:cliebigem Deck oder am Heck, untergebracht w@ rdeii, weil sie örtlich von der Schraube unabhängig ist.
• Da der Reaktionspropeller nur ein kleines 1'i-ägheitsmoment aufweist, kann seine Drehzahl den äußeren Verhältnissen, insbesondere auch bei Seegang der Wucht der mit dem Wellengang zusammenhängenden Strömungsschwankungen schnell angepaßt ,werden.
• Torsionsstöße, wie sie bei Seegang bei mechanischer Kraftübertragung vorkommen 'können, die mit diesen verbundenen Schiffsvibrationen und eine Überbelastung von Maschine und Propeller können beseitigt werden. Damit werden Bruchschäden vermieden, und das Fahrzeug kann auch bei unruhiger See eine gleichförmige Fahrgescliwiitdigkeit beibehalten.
• Die umständlichen Zwischenglieder des mechanischen Antriebes, wie Getriebe, Kupplung, Propellerflügelverstellung, fallen weg, so daß die Anschaffungs-, Montage- und Unterhaltungskosten und der Verschleiß verkleinert werden. Das zur Bedienung der Maschine nötige Personal kann zahlenmäßig herabgesetzt werden.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Antriebseinrichtung mit einem mindestens zweiflügeligen Propeller, insbesondere für Schiffe, dadurch gekennzeichnet, daß .die Flügel (i) des Propellers an der rückwärtigen Austrittskante mündende ausgesparte Kanäle (3) enthalten, aus denen ein unter Druck stehendes Fluidum austritt, so daß der Propeller durch die Reaktionswirkung des Fluidums angetrieben wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, als Schiffsantrieb ausgebildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Propeller (i) an einer senkrecht zur Propellerachse stehenden Steuerwelle (17) gelagert ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß .die Steuerwelle (i7) um 36o° dre1iverstellbar ist, damit @derPropeller die Funktionen eines Steuerruders in allenRic'htungen vor- und riickw"irts ausführen kann.
4. 4. EIinrichtung nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (i7) n Führungsbuchsen (i8, i8') mit Stopfbüchsen (i9, i j)drehverstellbar gelagert ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (i7) in vertikaler Ricilitung verschiebbar ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i, als Schiffsantrieb ausgebildet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des Fluidums eine Pumpe (20) vorgesehen ist, welche aus dem Fahrwasser saugt und deren Druckleitung (i2') über eine Zuleitung (i2) mit den Kanälen des Propellers (i) verbunden ist.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch i .bis 6. dadurch gekennzeioluiet, daß die Zuleitung (i2) in der Steuerwelle (i7) angeordnet ist. .
8. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahe (2) des Propellers (i) auf einer Hohlwelle (4) -befestigt ist, die in einem quer in die Steuerwelle eingesetzten Lagerkörper (5) drehbar gelagert ist. cg.
9. Einrichtung nach Anspruch i und 2, da-.durch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Propeller seitlich und symmetrisch zur Steuerwelle (i7) angeordnet sind. io.
10. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch ,gekennzeichnet, daß von der Druckleitung (i2') der Pumpe (20) zur Regelung der Propellerleistung eine Überströnileitung (36) abzweigt, welche über ein den Durchfluß durch die Propellerkanäle (3) einstellendes Ventil (38) ins Fahrwasser führt. ii.
11. Einrichtung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß (las Ventil (38) über ein Hehelsysteri (3y, 40, 42, 43) in Verbindung mit einem Schaltrad (44) steht, ivolici durch Drehung dieses Schaltrades cler Durchfluß in der Cberströmleitung geregelt wird.
12. 12. Einrichtung nach :liispruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerrad (2i) zur Drehverstellung der @teucrwelle (i7) koaxial finit dein Schaltrad (44) angeordiu°t ist.