DE852349C

DE852349C - A paddle wheel propeller working in a closed channel, especially for propulsion and control of ships

Info

Publication number: DE852349C
Application number: DEV1041D
Authority: DE
Inventors: Hanns Dr-Ing Mueller
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1940-08-24
Filing date: 1940-08-24
Publication date: 1952-10-13

Description

In einem geschlossenen Kanal arbeitender Schaufelradpropeller, insbesondere zum Antrieb und zur Steuerung von Schiffen Schaufelradpropeller mit zur I@3dachre parallel od°r annähernd parallel verlaufenden, vollständig ins Wasser eintauchenden, um ihre Achse schwingünden bzw. eine fortlaufende Rotation mit konstanter oder veränderlicher Drehgeschwindigkeit ausführenden Schaufeln, wie sie etwa zum Antrieb und zur gleichzeitigen Steuerung von Schiffen verwendet werden, sind bekanntlich so ausgebildet, daß in einem versenkt im Schiffsboden angeordneten Radkörper die schwertförmigen Schaufeln frei tragend gelagert sind. Diese Ausführung hat eine verhältnismäßig ungünstige Ausbildung und Beanspruchung der Schaufeln zur Folge. Außerdem muß hierbei der Schaufelradantrieb und der Bewegungsmechanismus für die Schwenkbewegung der Schaufeln auf derselben Seite der Schaufeln angeordnet werden, was entweder eine umständliche bzw. konstruktiv ungünstige Ausgestaltung des Antriebs (Hohlwelle), oder eine ungünstige Lagerung des Schaufelrades (Spurlager großen Durchmessers) bei gleichzeitiger Vergrößerung des abzudichtenden Durchmessers, oder aber einen komplizierten Steuermechanismus für die Schwenkbewegung der Schaufeln zur Folge hat.Paddle wheel propellers operating in a closed channel, in particular for driving and controlling ships with paddle wheel propellers for the I @ 3dachre parallel or almost parallel running, completely immersed in the water, oscillate around their axis or a continuous rotation with constant or variable Speed of rotation executing blades, such as those for propulsion and for simultaneous Control of ships are used, are known to be designed so that in a wheel body sunk in the ship's bottom, the sword-shaped blades are cantilevered. This version has a relatively unfavorable one Training and stress on the blades result. In addition, the paddle wheel drive must be used here and the moving mechanism for pivotal movement of the blades thereon Side of the blades are arranged, which is either a cumbersome or constructive unfavorable design of the drive (hollow shaft), or an unfavorable mounting of the paddle wheel (large diameter thrust bearing) with simultaneous enlargement the diameter to be sealed, or a complicated control mechanism for the pivoting movement of the blades.

Bei Verwendung eines solchen Propellers in einem Kanal kann die oben beschriebene Form ohne weiteres grundsätzlich beibehalten werden. Die Erfindung gibt jedoch eine Ausführung an, welche sich für solche Sonderzwecke besonders eignet und sich wesentlich günstiger gestaltet.When using such a propeller in a channel, the above described form can be retained in principle without further ado. The invention however, indicates a version which is particularly suitable for such special purposes and designed to be much cheaper.

Die Erfindung besteht darin, daß bei Anordnung eines solchen Propellers in einem geschlossenen Kanal die Flügel zwischen zwei in gegenüberliegende Wände des Kanals eingelassenen und dort "elagerten Scheiben schwenkbar befestigt sind. Diese Ausführung gestattet die Ausbildung von Schaufeln, die über ihre ganze Länge gleiche Breite aufweisen, was eine größere Flügelfläche und eine günstigere Auftriebsverteilung über die Flügelfläche ergibt. Hierdurch kann auf gleicher Strahlfläche ein größerer Schub erzeugt werden als bei bekannten Ausführungen. Die der antriebseisigen Scheibe gegenüberliegende Propellerscheibe übernimmt außerdem die Wirkung an sich bekannter Endscheiben, indem sie die nachteilige Spitzenumströmung der Schaufeln bekannter Propeller dieser Art vermeidet, die sich bekanntlich als Randwirbelwiderstand wirkungsgradverschlechternd auswirkt.The invention consists in that when such a propeller is arranged in a closed channel the wings between two in opposite walls of the channel and there are "mounted discs pivotably attached. This design allows the training of Shovels that over their entire length have the same width, which means a larger wing area and a results in more favorable lift distribution over the wing surface. This can result in With the same jet area, a greater thrust can be generated than with known designs. The propeller disk opposite the drive disk also takes over the effect of known end caps by reducing the disadvantageous flow around the tip Avoids the blades of known propellers of this type, which are known as Edge vortex resistance has a negative effect on efficiency.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführung besteht in einer wesentlich günstigeren Lagerung der Schaufeln auf ihren beiden Enden gegenüber der bisherigen einseitügen Lagerung, bei welcher die Lagerkräfte etwa viermal so groß sind.Another advantage of this design is an essential one more favorable storage of the blades on both ends compared to the previous one one-sided storage, in which the bearing forces are about four times as great.

Zweckmäßigerweise wird auf der einen Seite des Propellers der Antrieb und auf der anderen Seite die Steuervorrichtung für die Schwenkbewegung der Schaufeln angeordnet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Propeller von zwei Seiten her anzutreiben. Bei der Anordnung der gesamten Steuervorrichtung für die Schwingbewegung der Schaufeln auf der der Antriebseitegegenüberliegenden Seite des Propellers kann der Propeller direkt von der Maschine über eine an die Radscheibe angeflanschte Vollwelle angetrieben werden, während bei bekannten Ausführungen der Antrieb nur über eine Hohlwelle möglich war, sofern der Steuermechanismus für die Schwingbewegung nicht eine zu verwickelte Form erhalten sollte. Die Schwingbewegung der Schaufeln kann auch auf der Antriebseite abgeleitet und durch ein geeignetes Gestänge etwa durch die hohl ausgeführte Antriebswelle hindurch auf die den übrigen Teil des Steuermechanismus aufnehmende gegenüberliegende Seite des Propellers übertragen werden.The drive is expediently on one side of the propeller and on the other hand the control device for the pivoting movement of the blades arranged. However, there is also the option of opening the propeller from two sides to drive forward. In the arrangement of the entire control device for the oscillating movement of the blades on the opposite side of the propeller from the drive side the propeller directly from the machine via a flanged to the wheel disc Solid shaft are driven, while in known designs the drive only was possible via a hollow shaft, provided the control mechanism for the oscillating movement shouldn't get too intricate form. The swinging motion of the blades can also be derived on the drive side and, for example, through a suitable linkage through the hollow drive shaft to the remaining part of the control mechanism receiving opposite side of the propeller.

Die Übertragung des Drehmomentes von der einen Scheibe zu der anderen erfolgt zweckmäßig über eine die beiden Scheiben verbindende Zwischenwelle. Da sich bei Belastung die beiden Scheiben unter dem Einfluß des auf sie wirkenden Drehmomentes etwas gegeneinander verdrehen, werden die Lager der einzelnen Schaufeln drehbar oder auch kugelig gelagert, wodurch eine Verkantung der Lagerschäfte der Schaufeln in den Lagerhülsen vermieden wird.The transmission of torque from one disc to the other expediently takes place via an intermediate shaft connecting the two disks. That I under load the two disks under the influence of the torque acting on them If you twist something against each other, the bearings of the individual blades can be rotated or also spherically supported, causing the bearing shafts of the blades to tilt is avoided in the bearing sleeves.

Der erfindungsgemäße Einbau eines Schaufelradpropellers mit zwischen zwei versenkt angeordneten Radscheiben schwenkbar gelagerten Schaufeln in einem schachtförmigen Gerinne kommt insbesondere zur Steuerung von U-Booten in Frage, bei welchen dann zweckmäßig der Propeller an der Kreuzungsstelle zweier senkrecht zueinander verlaufender Schächte mit rechteckigem Querschnitt angeordnet wird, wobei der eine Schacht von Steuerbord nach Backbord und der andere vom Schiffsboden zum Deck führt. In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Abb. I einen Achsenschnitt durch den Propeller und Abb. 2 einen Schnitt nach A-A der Abb. I.The inventive installation of a paddle wheel propeller with between two sunk wheel disks pivoted blades in one shaft-shaped channel is particularly suitable for steering submarines, in which then the propeller is expediently perpendicular at the intersection of two mutually extending shafts with a rectangular cross-section is arranged, wherein one shaft from starboard to port and the other from the ship's bottom to Deck leads. In the drawing, the invention is shown in an exemplary embodiment, namely Fig. I shows an axial section through the propeller and Fig. 2 shows a section according to A-A of Fig. I.

'Der Propeller besteht aus der antriebseitigen Radscheibe I, der gegenüberliegenden Radscheibe 2 und den Schaufeln 3. Der Antrieb erfolgt über die Welle 4, welche über das ringförmige Flanschstück 5 mit der antriebseitigen Radscheibe 1 verschraubt ist. Mittels der gleichen Flanschverbindung ist auch die Zwischenwelle 6, welche das halbe Propellermoment zu übertragen hat, mit der Antriebwelle verbunden. Die Zwischenwelle trägt auf der anderen Seite die zweite Radscheibe. Zwischen den mit den Wänden des Kanals 7 in einer .Ebene liegenden Radscheiben 1 und 2 sind die Schaufeln 3 angeordnet. Sie sind mit ihren Schaufelzapfen 8 in den Lagern 9 und io schwenkbar gelagert, wobei die Lagerkörper 9 und 1o ihrerseits kugelig ausgebildet sind und in je einem Lagerstück 11 und 12 der Radscheiben festgehalten werden.The propeller consists of the drive-side wheel disk I, the opposite one Wheel disk 2 and the blades 3. The drive takes place via the shaft 4, which via the annular flange piece 5 is screwed to the wheel disk 1 on the drive side is. By means of the same flange connection is also the intermediate shaft 6, which has to transmit half the propeller torque, connected to the drive shaft. the The intermediate shaft carries the second wheel disc on the other side. Between the with the walls of the channel 7 in a plane lying wheel disks 1 and 2 are the blades 3 arranged. They are pivotable with their shovel pins 8 in the bearings 9 and io stored, the bearing bodies 9 and 1o are in turn spherical and are held in a bearing piece 11 and 12 of the wheel disks.

Die Schwenkbewegung wird den Schaufeln über einen von außen betätigten allseitig beweglichen Steuerknüppel 13, eine Steuerscheibe 14 und ein Hebelwerk 15, 16, 17 aufgedrückt. Der Steuermechanismus, der natürlich grundsätzlich auch in anderer bekannter oder neuer Weise ausgebildet sein kann, ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite des Schailfelrades angeordnet. Der Steuerknüppel 13 ist in, dem vom Schiffskörper gebildeten Gehäuse 18 bei 19 gelagert, könnte aber natürlich auch in dem umlaufenden Gehäuse 20 gelagert sein.The pivoting movement of the blades is actuated from the outside all-round movable control stick 13, a control disk 14 and a lever mechanism 15, 16, 17 pressed on. The control mechanism, of course, in principle, too may be formed in another known or new way, is shown in the Embodiment on the side of the Schailfelrad opposite the drive arranged. The control stick 13 is in the housing formed by the hull 18 stored at 19, but could of course also be stored in the encircling housing 20 be.

Claims

PATENT TANSPRÜCIIE: I. A paddle wheel propeller working in a closed channel with blades running parallel or almost parallel to the wheel axis, completely immersed in the water and a controlled oscillating movement or a continuous rotation with constant or variable speed of rotation, especially for the drive and control of ships, characterized in that the wings (3) are pivotably attached between two discs (1), 2) embedded in opposite walls of the channel (7) and mounted there.

2. A paddle wheel propeller according to claim I, characterized in that the bearings of the blade journals are spherical and are pivotably mounted on all sides. Cited documents: French patent specifications No. 493 01 I, 500 103; French additional patent specification No. 218o4; U.S. Patent Nos. 1,432,700, I 164,787; Austrian patent specification No. 130712-